multisim电路仿真课程设计.doc

实用文档 4.1 仿真设计 1、用网孔法和节点法求解电路。 如图 4.1-1 所示电路： 2 A 1 1 3A + 3 u _ + i _2V jX 图 4.1-1 （ a） 用网孔电流法计算电压 u 的理论值。 （ b） 利用 multisim 进行电路仿真，用虚拟仪表验证计算结果。 4 A i 的理论值。 （ c） 用节点电位法计算电流 d） 用虚拟仪表验证计算结果。解： 电路图： （a） i 1=2 解得i 1=2 5i 2-3 1-i 3=2 i 2＝ 1 i 3=-3 i 3=-3u=2 v （b）如图所示： （c）列出方程 4/3U -U =2 解得 U ＝3 v U 2 =2 v 1 2 1 文案大全 实用文档 2U1- U 2=2 i=1 A 结果：计算结果与电路仿真结果一致。 结论分析：理论值与仿真软件的结果一致。 2、叠加定理和齐次定理的验证。 如图 4.1-2 所示电路： 4Ω 2Ω 1Ω 2A + + 3u u 4V - - 2Ω 图 4.1-2 使用叠加定理求解电压 u 的理论值； 利用 multisim 进行电路仿真，验证叠加定理。 (c)如果电路中的电压源扩大为原来的 3 倍，电流源扩大为原来的 2 倍，使用齐次定理，计算此时的 电压 u； 利用 multisim 对（ c）进行电路仿真，验证齐次定理。电路图： （a） I 1=2 7I 2-2I 1-I 3=0 3I 3-I 2-2 I 4=0 解得 U 1=7（ V） I 4=-3 U 1 U=2（I - I ） 1 1 2 如图所示电压源单独作用时根据网孔法列方程得： 3I -2I - I =4 1 2 3 I2=-3U2 7I 3-I 1=0 解得 U2=9（ V） U2=4-2 I 3 所以 U=U 1 + U =16（ V） 2 （b）如图所示。 文案大全 实用文档 c）根据齐次定理， U=2U1+3U2=14+27=41 v d） 结果：理论值与仿真电路计算的值一样。 结论分析：齐次定理和叠加定理成立。 三、替代定理的验证。 （a）求 R上的电压 u 和电流 I 的理论值； （b）利用 multisim 进行电路仿真，分别用相应的电压源 u 和电流源 I 替代电阻 R，分别测 量替代前后支路 1 的电流 i 1 和支路的电压 u2，验证替代定理。 电路图： 文案大全 实用文档 （ a）如图 3-1 所示根据网孔法列方程得： 4I 1-2I 2-I 3=2 5I 2-2I 1=-6 3I 3-I 1=6 解得： I 1=0.588(A) I 2= -0.977(A) I 3 =2.186(A) I= I 3=2.186(A) U=2I=4.372(V) U2= -3 I 2=2.931(V) （b）分别用电压源和电流源代替。 文案大全 实用文档 结果：替代前后，电路的各个数值没变。 结论分析：替代前后结果一致，替代定理成立。 四、测图 4.1-4 电路中 N1 N2 的戴维南等效电路图的参数，并根据测得参数搭建其等效电 路；分别测量等效前后外部电流 I ，并验证是否一致。 电路图： 戴维南等效后 结果：等效前后，外电路的电流不变。 结论分析：戴维南等效，等效前后，外电路不变。 五、设计一阶动态电路，验证零输入响应和零状态响应齐次性。 如下图所示电路， t0 时， S 位于“ 1”，电路以达稳态。今于 t=0 时刻 S 由“ 1”闭合至 “ 2”。 （a）计算 t0 时的电压 U (t), U 1f (t) 理论值，并合理搭建求解时所需仿真电路图。 1x （b）若 U 改为 16V，重新计算 U (t) 理论值。并用示波器观察波形。找出此时 U (t) 与 (a) s 1x 1x 中 U1x(t) 的关系。 （c）U 仍为 8V，I 改为 2A，重新计算 U (t) 理论值。 并用示波器观察波形。 找出此时 U (t) s s 1f 1f 与 (a) 中 U1f (t) 的关系。 d）若 Us 改为 24V， I s 改为 8A，计算 U1(t) 全响应。 电路图： 文案大全 实用文档 当 t=0 - 时 零输入响应（ｔ ０＋） 戴维南等效电阻 文案大全 实用文档 （ a）、①计算过程：当 t0 零输入时刻电容相当于一个电压源，在 t0 时 ,Uc(0-)=-4v;所以 Uc(0+)=-4v; 此时当开关位于 2 时，电流源开路，此时由换路定理有 Uc(0-)=Uc(0+) U1x(0+)=Uc(0+)/(3//6+2);∞ 从而解得 U1x(0+)=-2v; 当电路达到稳态时，电容放电完毕，此时 U1x(∞ )=0v; 所以零输入时刻为 U1x(t)=-2 e -250t ;(t=