基于MATLABsimulink的《电路原理》课程仿真实验平台开发

Love The Way You Lie 2024-03-31 05:24 81阅读 0赞

目 录  
摘 要 I  
Abstract II  
第一章 绪论 1  
1.1选题背景及意义 1  
1.2设计内容 1  
1.3设计思想 2  
第二章 MATLAB简介 3  
2.1 MATLAB程序设计 3  
2.2 Simulink仿真 4  
2.2.1 Simulink 启动 4  
2.2.2 Simulink 模块库及模块操作 4  
2.2.3 仿真参数设置 6  
2.3图形用户界面（GUI） 7  
第三章 单相桥式全控整流电路进行simulink电路仿真设计 8  
3.1单相桥式全控整流电路（电阻性负载）工作原理 8  
3.2建立仿真模型及仿真实现 9  
3.3仿真结果分析及总结 16  
总 结 17  
致 谢 18  
参考文献 19  
1.2设计内容  
（1）在了解MATLAB语言的基础上进一步掌握和精通MATLAB；  
（2）利用MATLAB强大的程序设计和仿真分析功能完成常见的《电路原理》的设计及仿真。  
（3）学会使用Sinulink和GUI的基本应用和设置。  
本设计利用MATLAB及Simulink仿真软件强大的图形处理功能，符号运算功能和数值计算功能，实现常见的《电路原理》如编码器、译码器、数据选择器、触发器、锁存器等《电路原理》的设计及仿真。本设计通过Simulink仿真软件使用常见的与、或、非等基本逻辑单元，延时信号、时钟信号等信号源和示波器完成以上各种《电路原理》的设计和仿真，同时通过MATLAB汇编语言实现以上各基本《电路原理》的逻辑表达式，并在给定输入信号的情况下完成并验证各基本《电路原理》的功能。通过程序设计和波形输入输出仿真两种方法来共同完成各种基本的《电路原理》的设计。  
1.3设计思想  
本设计以基于Matlab对单相桥式整流电路进行了simulink电路设计和仿真，同时以MATLAB汇编语言和各种基本组合《电路原理》的逻辑表达式为基础实现组合《电路原理》的设计并验证其逻辑功能。  
第二章 MATLAB简介  
2.1 MATLAB程序设计  
MATLAB有两种工作方式：一种是交互式的命令行工作方式；另一种是M文件的程序工作方式。在前一种工作方式下，MATLAB被当做一种高级数学演算纸和图形表现器来使用，MATLAB提供了一套完整的而易于使用的编程语言，为用户提供了二次开发的工具，下面主要介绍MATLAB控制语句和程序设计的基本方法。  
用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件有两类：命令文件和函数文件。两者区别在于：命令文件没有输入参数，也不返回输出参数；而函数文件可以输入参数，也可以返回输出参数。命令文件对MATLAB工作空间的变量进行操作，而且函数文件中定义的变量为局部变量，当函数文件执行完毕时，这些变量被清除。M文件可以使用任何编辑程序建立和编辑，而一般常用的是使用MATLAB提供的M文件窗口。  
首先从MATLAB命令窗口的File菜单中选择New菜单项，在选择M-file命令，将得到的M文件窗口。在M文件窗口输入M文件的内容，输入完毕后，选择此窗口File菜单的save as命令，将会得到save as 对话框。在对话框的File 框中输入文件名，再选择OK按钮即完成新的M文件的建立。  
然后在从MATLAB 命令窗口的File 菜单中选择Open对话框，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中的File Name 框中输入文件名，或从右边的directories框中打开这个M文件。在M文件所在的目录，再从File Name 下面的列表框中选中这个文件，然后按OK按钮即打开这个M文件。在M文件窗口可以对打开的M文件进行编辑修改。在编辑完成后，选择File菜单中的Save命令可以把这个编辑过的M文件报存下来。  
当用户要运行的命令较多或需要反复运行多条命令时，直接从键盘逐渐输入命令显得比较麻烦，而命令文件则可以较好地解决这一问题。我们可以将需要运行的命令编辑到一个命令文件中，然后再MATLAB命令窗口输入该命令文件的名字，就会顺序执行命令文件中的命令。

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%一阶RC电路的仿真%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
    clc;
    clear all;
    %% =====================参数选择=============================%%
    R=100;      %电阻值
    C=1e-6;     %电容值
    sigma=1e-6;    
    error=1e-10;
    %% =====================中间值计算===========================%%
    Tmax=sqrt((-log(error))*2*sigma^2)+R*C;
    Wmax=sqrt(-(log(error/(sqrt(2*pi*sigma^2))))*2/(sigma^2));
    deltt=pi/Wmax;
    deltw=2*pi/Tmax;
    N=ceil(2*pi/(deltt*deltw));
    %% =====================重新调整参数=========================%%
    Tmax=N*deltt;
    deltw=2*pi/Tmax;
    %w=0:deltw:(N-1)*deltw;
    w1=0:deltw:(floor(N/2)-1)*deltw;
    w2=(-floor(N/2)-1)*(deltw):deltw:-deltw;
    w=[w1,w2];
    t=0:deltt:((N-1)*deltt);
    %% ====================高斯脉冲时域波形======================%%
    figure(1);
    Vs=1*exp(-t.^2/(2*sigma^2));
    plot(t,Vs);   
    %% ====================高斯脉冲频域波形======================%%
    figure(2);
    GuassW=fft(Vs);                             %%频谱凹型
    %GuassW=fftshift(GuassW);
    plot(w,abs(GuassW));
    %% ======================电路输出波形=======================%%
    figure(3);
    Hw=1./(1+1j*w*R*C);   %%%RC传输函数
    %%plot(w,abs(Hw));
    VoW=GuassW.*Hw;
    plot(t,ifft(VoW));
    Vot=ifft(VoW);
    %% =====================保存频域输出结果====================%%
    save('projectFD','t','Vot');

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