电路理论基础（第三版） 课件 第15章 利用MATLAB计算电器.pptx

第十五章利用MATLAB计算电路 MATLAB是美国Mathworks公司开发的大型数学计算软件，它提供了强大的矩阵处理和绘图功能，可信度高，灵活性好，因而在世界范围内被科学工作者、工程师和大中学生广泛使用。它以复数矩阵作为基本编程单元，比使用一些高级编程语言(如FORTRAN、C、PASCAL)都更加方便，在电路计算方面用MATLAB编程也显得更加简单。15.1MATLAB概述15.2MATLAB程序设计基础15.3电路的传递函数及频率特性15.4非线性直流电路计算15.5非正弦电路计算15.6过渡过程的时域解

15.1MATLAB概述MATLAB的特点1)编程简单使用方便 矩阵和向量运算是工程数学计算的基础，而MATLAB的基本数据单元既不需要指定维数，也不需要说明数据类型(向量和标量是矩阵的特例)，而且数学表达形式和运算规则与通常的习惯相同。

15.1MATLAB概述2)函数库可以任意扩充 MATLAB语言的函数库除基本的函数外，还有初等矩阵和矩阵变换、数值线性代数、多项式运算求根、函数的插值和数据的多项式拟合、数值积分和常微分方程数值解、单变量非线性方程求根、函数求极值、数据分析和傅立叶变换等，这些函数都可以直接调用。特别是由于库函数与用户文件的形式相同，因此用户文件可以像库函数一样随意调用。简而言之，用户可以根据自己的需要任意扩充函数库。3)语言简单内涵丰富 MATLAB语言中最基本最重要的成分是函数，其一般形式为Function[a，b，c，…]=fun(d，e，f，…)其中，fun是自定义的函数名，只要不与库函数名相重，并且符合字符串书写规则即可；d，e，f，…是输入量，可以是形参，也可以是实参;a，b，c，…是输出变量。如果没有输入变量或没有输出变量，输入和输出变量可以缺省。因此，这里的函数既可以是数学上的函数，也可以是程序块或子程序，内涵包罗万象，十分丰富。每个函数建立一个同名的M文件，如上述的文件名为fun.m。这种文件简单、短小、高效，并且便于调试。

15.1MATLAB概述4)简单的绘图功能 MATLAB具有二维和三维绘图功能，使用方法十分简便，而且用户可以根据需要在坐标上加标题、坐标轴标记，也可以指定图线形式(如实线、虚线等)和颜色，还可以在同一张图上画不同函数的曲线，对于曲面图可以画出等高线等。

15.1MATLAB概述2.MATLAB的举例

15.1MATLAB概述 例15-3作下列函数在矩形域上的图形：u=sin(πx)sin(πy)0≤x≤1，0≤y≤1 解设n为区间[0，1]的等分段数，步长为h=1/n。作M文件如下：%functionimage3d（n）functionimage3d（n）h=1/n；x=0：h：1；y=x；u=（sin(pi*x)）‘*sin（pi*y）；mesh（x，y，u）；%title(图152三维消隐图)；xlabel(x)；ylabel(y)；zlabel(u)；%hidden%如果去掉%，可以使隐藏于后面的图线显示出来

15.1MATLAB概述在命令窗口输入image3d（20）后按回车即可，结果如图15-2所示。图15-2例15-3题图

15.2MATLAB程序设计基础15.2.1程序编辑与执行程序 (1)启动程序编辑器。MATLAB提供了一个内置的具有编辑和调试功能的程序编辑器(Edittor/Debugger)。在缺省情况下,程序编辑器不随MATLAB的启动而开启,只有编写程序文件时才启动。 在MATLAB的操作桌面中有三种方式可以进入程序编辑器： ①选择菜单栏“File”项中的“New”或“Open”项； ②选择工具栏的“New”或“Open”按钮； ③在命令菜单中输入edit命令。

15.2MATLAB程序设计基础 (2)在命令窗口用下面两种方式执行： ①用菜单操作从File→RunScript调出M文件； ②直接在命令窗口编辑区键入M文件名。 (3)M文件的形式有两种:命令形式和函数形式。 ①命令文件。当用户要运行指令较多时,直接在MATLABCOMMAND窗口下,输入命令比较麻烦,可以编辑一个命令文件,将要执行的命令按顺序写入一个M文件。当命令文件运行时,也将按顺序连续执行文件里的指令、函数等。在运行命令文件之前,可以用clear命令清除工作空间内的数据。 ②函数文件。如果M文件的第一行包括function,则此文件是函数文件,其基本格式如下：function[返回变量列表]=函数名(输入变量列表)函数体语句

15.2MATLAB程序设计基础

15.2MA