实验2大规模直流电路计算.ppt
电信学院电信学院电信学院电信学院实验2大规模直流电路计算 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望电信学院电信学院电信学院电信学院 实验目的实验目的（3）通过实例计算，体会用计算机自动计算复杂电路）通过实例计算，体会用计算机自动计算复杂电路的功能。加深对电路计算方法的理解。的功能。加深对电路计算方法的理解。（1）了解大规模直流电路分析的一般方法，对电路的）了解大规模直流电路分析的一般方法，对电路的计算机辅助分析有一定的认识。计算机辅助分析有一定的认识。（2）学习用）学习用MATLAB编程实现对通用直流电路计算的编程实现对通用直流电路计算的方法。方法。电信学院电信学院电信学院电信学院实验原理实验原理关联矩阵 用表示，元素 定义为 +1 支路与节点关联，方向背向节点；-1 支路与节点关联，方向指向节点；0 支路与节点无关联。如图关联矩阵为：支路 1 2 3 4 5 6节点 的行是不独立的，把 的任意一行去掉得 ，的行就独立了。则称 降阶关联矩阵或关联矩阵。电信学院电信学院电信学院电信学院实验原理实验原理 用 表示的KCL、KVL的矩阵形式 其中，为支路电流列向量为支路电压列向量为节点电压列向量电信学院电信学院电信学院电信学院列表法电路方程的推导列表法电路方程的推导首先规定一个元件为一条支路首先规定一个元件为一条支路 对于电阻支路有：对于电导支路有：对于VCVS支路有：对于VCCS支路有：对于CCVS支路有：对于CCCS支路有：对于独立电压源支路有：对于独立电流源支路有：对于整个电路可以写出如下形式的支路方程 电信学院电信学院电信学院电信学院列表法电路方程的推导列表法电路方程的推导 设节点电压设节点电压 为待求量，把用关联矩阵为待求量，把用关联矩阵 表示的表示的KCL，KVL以及支路方程如下：以及支路方程如下：KCL KVL 支路方程支路方程 将这将这3个方程合在一起，便得到节点列表方程矩阵形式个方程合在一起，便得到节点列表方程矩阵形式电信学院电信学院电信学院电信学院输入数据结构输入数据结构元件 元件 支路 始节点 终节点 控制 元件（控制顺序 类型 号数 号数 号数 支路 数值 系数）TOPLOGVALUE（电路的拓扑结构及元件值）电信学院电信学院电信学院电信学院元件编号元件编号0 电导电导G 1 电阻电阻R2 电容电容C 3 电感电感L4 电压源电压源 5 电流源电流源6 CCCS 7 VCCS8 CCVS 9 VCVS 为了使计算机识别电路的元件类型，必为了使计算机识别电路的元件类型，必须给每个元件编号。须给每个元件编号。电信学院电信学院电信学院电信学院计算示例计算示例例例1 求电路中的电压和电流（电阻单位为求电路中的电压和电流（电阻单位为）。）。TOPLOG_ VALUE矩阵矩阵电信学院电信学院电信学院电信学院MATLAB程序程序用用Matlab 计算的程序如下：计算的程序如下：%计算电路的计算程序计算电路的计算程序 N=4;M=9;tv=4 1 0 1 0-10 1 2 1 2 0 2 1 3 1 4 0 2 9 4 2 4 7 3 1 5 2 3 0 0.5 7 6 0 3 3 2 0 7 3 0 0 3 5 8 0 4 0 6 0 9 4 0 0 3dcan(N,M,tv)电信学院电信学院电信学院电信学院程序运行结果程序运行结果程序运行后，在命令窗口显示如下：程序运行后，在命令窗口显示如下：T9_2_3tv=4.0000 1.0000 0 1.0000 0 -10.0000 1.0000 2.0000 1.0000 2.0000 0 2.0000 1.0000 3.0000 1.0000 4.0000 0 2.0000 9.0000 4.0000 2.0000 4.0000 7.0000 3.0000 1.0000 5.0000 2.0000 3.0000 0 0.5000 7.0000 6.0000 0 3.0000 3.0000 2.0000 0 7.0000 3.0000 0 0 3.0000 5.0000 8.0000 0 4.0000 0 6.0000 0 9.0000 4.0000 0 0 3.0000节点电压节点电压ans=10.0000 -39.0000 -20.0000 21.0000电信学院电信学院电信学院电信学院程序运行结果程序运行结果支路电压支路电压ans=-10.0000 49.0000 -11.0000 -60.0000 -19.0000 20.0000 -20.0000 -21.0000 21.0000支路电流支路电流ans=19.0000 24.5000 -5.5000 62.5000 -38.0000 -22.0000 -60.0000 6.0000 63.0000支路功率支路功率ans=1.0e+003*-0.1900 1.2005 0.0605 -3.7500 0.7220 -0.4400 1.2000 -0.1260 1.3230电信学院电信学院电信学院电信学院实验步骤和方法实验步骤和方法 1、对给出的电路的支路和节点编号。标出电流的方、对给出的电路的支路和节点编号。标出电流的方向。每条支路应采用关联参考方向。并选定参考节向。每条支路应采用关联参考方向。并选定参考节点（接地点）。点（接地点）。2、编写输入数据。根据元件类型的编号，电路的拓、编写输入数据。根据元件类型的编号，电路的拓扑结构、元件值编写扑结构、元件值编写TOPLOG_ VALUE矩阵。见矩阵。见例例1。该矩阵的第。该矩阵的第5列是专为受控源设计的，是受控列是专为受控源设计的，是受控源（编号源（编号6、7、8、9）时存放控制支路号。非受控）时存放控制支路号。非受控源时为源时为0。3、仿照例、仿照例1的方法，调用计算通用直流电路的函数的方法，调用计算通用直流电路的函数dcan。完成对电路的计算。完成对电路的计算。4、下载程序、下载程序dcan.m,网址网址 http:/221.233.24.35:1128/电信学院电信学院电信学院电信学院实验注意事项实验注意事项 1、电路中支路的电压和电流应尽量选用关联参考方、电路中支路的电压和电流应尽量选用关联参考方向。对于电源，若是选用非关联方向，则电源的元向。对于电源，若是选用非关联方向，则电源的元件值则为负值。件值则为负值。2、MATLAB的文件名要以字母开头，文件名中不得的文件名要以字母开头，文件名中不得有运算符、专用名称等，但可以有下划线。有运算符、专用名称等，但可以有下划线。3、调用计算通用直流电路的程序、调用计算通用直流电路的程序dcan.m。应与所编。应与所编程序在同一文件夹中。程序在同一文件夹中。4、若控制量是一个开路电压，则可以将开路用电导、若控制量是一个开路电压，则可以将开路用电导为零的电导元件代替。为零的电导元件代替。电信学院电信学院电信学院电信学院实验报告要求实验报告要求1电路的支路、节点的编号，支路电压、电电路的支路、节点的编号，支路电压、电流的方向。流的方向。2输入数据矩阵的编写，输入数据矩阵的编写，MATLAB编写的程编写的程序和命令。序和命令。3计算出的结果。计算出的结果。4通过本次实验，总结、归纳通用计算程序通过本次实验，总结、归纳通用计算程序分析电路的步骤和方法。分析电路的步骤和方法。电信学院电信学院电信学院电信学院实验内容实验内容用通用直流电路分析程序计算以下电路。用通用直流电路分析程序计算以下电路。电信学院电信学院电信学院电信学院实验内容实验内容用通用直流电路分析程序计算以下电路。用通用直流电路分析程序计算以下电路。电信学院电信学院电信学院电信学院计算结果计算结果l第第1题题uux=2.8889 V uy=1.3333 Vl第第2题题uU=0.6667 V I=-4.5 Al第第3题题uUx=-2.874 V,Uy=5.1591 V,Ix=0.637 A
