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MATLAB在稳态电路中的建模与仿真分析 沈阳农业大学学士学位论文文献综述 编号（学号）：158940047 文献综述和外文翻译 （ 2015 届本科） 学 院：信息与电气工程学院 专 业：电气工程及其自动化 姓 名： 贾文慧 指导教师： 黄 蕊 完成日期：2015年 5 月 20 日  文 献 综 述 题 目： MATLAB在稳态电路中的建模与仿真分析  沈阳农业大学学士学位论文文献综述  PAGE \* MERGEFORMAT 2  PAGE \* MERGEFORMAT 3 沈阳农业大学学士学位论文文献综述  PAGE \* MERGEFORMAT 0 MATLAB在稳态电路中的建模与仿真分析 在稳态电路分析中 ,随着电路规模的加大 ,微分方程阶数以及联立方程的个数势必增多 ,给解算带来困难。利用基???霍夫定律和矢量作图的方法可以求解，繁琐费时，而用传统的计算机编程语言 ,如 FORTRAN、C语言等在处理高阶微分方程和大规模联立方程组问 题时，大量的时间和精力都花在矩阵处理 (如矩阵输入、求逆、稀疏矩阵处理等)和图形的生成分析等繁琐易错的细节上。 被誉为第四代计算机语言的MATLAB在矩阵处理和图形处理等方面有着得天独厚的优势。利用MATLAB的M文件来求解电路方程,只需一个或几个语句即可完成,同时MATLAB提供的Simulink工具可直接建立电路模拟模型 ,随意改变模拟参数 ,并且立即可得到修改后的模拟结果（Scope显示),进一步省去了编程的步骤。 一、基尔霍夫定律在电路计算中应用 基尔霍夫定律是在 1845 年由德国人 G.R.Gustav Robert Kirchhoff (1824～1887)基尔霍夫提出 ，定律阐述了集总电路各回路电压之间和各支路电流之间的约束关系，是电路理论的最基本定律[2] 。 1、基尔霍夫定律的内容 基于电荷守恒的电流连续性原理和基于能量守恒的单位单值性原理，以确定各元件的电压或电流之间的关系 。 从内容可以看出 ，基尔霍夫定律包含了电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。 基尔霍夫电流定律（KCL）： 电路中，任一时刻，任一节点上电流的代数和为 0； 基尔霍夫电压定律（KVL）： 任一回路中，从任一点出发沿回路绕行一周所经过的电压代数和为 0。 2、基尔霍夫定律的应用 在电路的分析计算过程中，常常将电流定律（KCL）和电压定律（KVL）结合来使用；因此，常用的方法有三种：支路电流法，结点电压法，网孔分析法。 2.1 支路电流法 以电路中各支路的电流为未知量，由 KCL、KVL 列结点电流方程和回路电压方程，联立方程组，求解。 2.2 结点电压法 以电路中两结点间的电压为未知量，由 KCL、KVL 列结点电流方程和回路电压方程，联立方程组，求解。 2.3 网孔分析法 以网孔电流为未知量，列回路电压方程，求各网孔的电流，进而分析某条支路的电流或电压。 3、基尔霍夫定律的特点 优点：能 HYPERLINK /s/?w=%E9%98%90%E6%98%8Ech=link \t /z/_blank 阐明各支路电流之间和各回路之间的基本关系。缺点：在电路中如果节点过多。联立的方程多，解 HYPERLINK /s/?w=%E6%96%B9%E7%A8%8B%E7%BB%84ch=link \t /z/_blank 方程组较困难。在 HYPERLINK /s/?w=%E5%A4%8D%E6%9D%82%E7%94%B5%E8%B7%AFch=link \t /z/_blank 复杂电路中若只求某一个支路的 HYPERLINK /s/?w=%E7%94%B5%E5%8E%8Bch=link \t /z/_blank 电压、电流或电阻时建议不用[1]。 二、向量图法求解稳态电路 1、相量法简介 在线性电路中,如果激励是正弦量,则电路中各支路和电压和电流的稳态响应将是同频率的正弦量;如果电路中有多个激励且都是同一频率的正弦量,则根据线性电路的叠加性质 ,电路全部响应都将是同一频率的正弦量;处于这种稳定状态的电路称为正弦稳态电路[3]。电力工程中遇到的大多数问 题都可以按正弦稳态电路处理;许多电气、电子设备的设计和性能指标也往往是按正弦稳态考虑的;而电工技术中的非正弦周期函数可以分解为频率成整数倍的正弦函数的无穷级数;这类问题也可以应用正弦稳态方法理。 相量法是分析求解正弦稳态电