simulink电路系统仿真设计

课程论文首页院、系（部）电子信息工程专业电子信息工程班级电信0xx学号810706xxx姓名xxxx课程教师xxxx课程名称计算机仿真技术论文题目simulink在电路系统仿真中的应用成绩评语签字：年月日复核人意见签字：年月日1simulink在电路系统仿真中的应用xxxx（莆田学院电子信息工程学系指导老师：xxxx）摘要：随着计算机技术飞速的发展,许多科学研究和工程设计由于其复杂性越来越高，因此与计算机的结合日趋紧密。计算机技术的介入，改变了许多学科的结构、研究内容和研究方向。为了满足对工程计算的要求，一批数学类科技应用软件相继诞生。MATLAB提供的仿真工具Simulink可以直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且可以立即得到修改后的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。应用这两种方法可以使复杂电路的分析和计算变得非常快捷、方便，从而为电路分析提供一种有效的辅助工具。关键词：simulink电路仿真应用MATLAB1.simulink的背景概述近几年来，在学术界和工业领域，simulink已经成为动态系统建模和仿真领域中应用最为广泛的软件之一。Simulink可以很方便地创建和维护一个完整的模块，评估不同的算法和结构，并验证系统的性能。由于Simulink是采用模块组合方式来建模，从而可以使得用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机仿真模型，特别是对复杂的不确定非线性系统，更为方便。Simulink模型可以用来模拟线性和非线性、连续和离散或者两者的混合系统，也就是说他可以用来模拟几乎所有可能遇到的动态系统。另外Simulink还提供一套图形动画的处理方法，使用户可以方便的观察到仿真的整个过程。同Matlab一样，Simulink也不是封闭的，它允许用户可以很方便的定制自己的模块和模块库。同时Simulink也同样有比较完整的帮助系统，使用户可以随时找到对应模块的说明，便于应用。Simulink是一种开放性的，用来模拟线性或者非线性的以及连续或离散的或者两者混合的动态系统的强有力的系统仿真工具。目前，随着软件的升级换代，在软硬件的接口方面有了长足的进步，使用Simulink可以很方便地进行实时的信号控制和处理、信息通信以及电路系统的仿真处理。2.simulink在电路系统仿真中的应用Matlab软件中的Simulink仿真工具中，有许多的元器件库，电路仿真元件库是SimPoewerStystems库，内部有基本连接（Connectors）、电源（ElectricalSources）、基本元器件（Elements）、特别元件（ExtraLibrary）、电机（Machine）、测量仪表（Measurements）以及电力电子（PowerEletronics）七个子库。如图1所示，通过这些我们可以有效地仿真出电路中的一些系统，并对其结果进行验证。下面通过例题1来对电路系统进行仿真应用。2图1例题1：求解图2所示电路中的电流3I,其中s1U80V,s2U80V,18R,24R。图2解答：根据基尔霍夫定理KCL可得：312III(1)根据欧姆定律可得：111sUIR(2)222sUIR(3)将已知条件带入上面三个式子中，可求得：330AI3.对图2电路用Simulink进行仿真：3（1）布局根据上面的电路图在Simulink元件库中找到所需要的元器件的仿真模块，本题中所需要的元器件有两个直流电压源，两个电阻，一个直流电流表和一个示波器。把这些仿真模块拖到仿真窗口中，根据电路元件的排列顺序和电压电流关系进行布局，有些元器件根据电路图需要进行翻转。布局如图3所示：图3（2）连线根据电路图的元器件连接关系，进行仿真模块的连接。元件一般有头部和尾部两个部分，头部用箭头标识，尾部用尾槽标识，如图3所示。连接时只有一个元件的头部和另外一个元件的尾部才能相连。连接好的图像如图4所示：图4（3）设置元件参数根据图2电路图中电源，各个支路元件的参数在相应的仿真模块参数设置对话框中进行设置。特别在设置电阻元件的参数时要注意其单位。参数设计时候只要双击各个仿真模块,打开对话框进行设置,电路图中各个元件s1s2,1,2U,URR参数设置对话框分别如图5，6，7，8所示,参数设置完成后电路图如图9所示。4图5图6图75图8图9（4）设置仿真参数并运行仿真模型因为本题电路系统属于简单连续系统，仿真参数设置中每个选项中都使用默认值，采用ode45,既可以满足解算要求。然后单击StartSimulation按钮，对模型进行仿真。（5）查看仿真结果。当仿真进度为100%时，仿真结束，双击Scope,既可查看3I的电流值。如图10所示：6图103.总结由图10结果可知道3I的电流为3A,这与前面理论计算结果一致,证明了仿真的正确性。由这个仿真实例可见，Simulink通过拖拉建模方式对电路进行仿真，具有快捷、方便、灵活的特点。Simulink的仿真电路简洁,电路参数调整方便,仿真结果直观。参考文献：(1)吴旭光，杨惠珍，王新明.计算机仿真计算.[M].北京：化学工业出版社，2008,7.(2)王沫然.MATLAB与科学计算.[M]北京：电子工业出版社，2004.(3)吴旭光，王新明.计算机仿真技术与应用.[M]西安：西北工业大学出版社，1998.