长江大学：《电路与系统实验》课程教学课件（PPT讲稿）2.大规模直流电路的计算

实验二大规模直流电路的计算长江大学

长江大学 实验二 大规模直流电路的计算

电路实验目的分析基础（1）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。（2）学习用MATLAB编程实现对通用直流电路计算的方法。（3）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。长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 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 计算机辅助分析有一定的认识。 （2）学习用MATLAB编程实现对通用直流电路计算的 方法

电路实验原理分析H基础关联矩阵A用表示，元素α定义为+1 支路K与节点j关联，方向背向节点：-1 支路K与节点j关联，方向指向节点：0 支路K 与节点i无关联3如图关联矩阵为：支路2356A42135节点6A 的行是不独立的，把 A 的任意一行去掉得AA的行就独立了。则称A降阶关联矩阵或关联矩阵长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 实验原理 1 2 3 4 5 6 ① ② ③ ④ 关联矩阵 用表示，元素 定义为 +1 支路Ｋ与节点ｊ关联，方向背向节点； -1 支路Ｋ与节点ｊ关联，方向指向节点； 0 支路Ｋ与节点ｊ无关联。 Aa a jk 如图关联矩阵为： 支路 1 2 3 4 5 6             − − − − − + − + + + + + = 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 Aa 4 3 2 1 节点 的行是不独立的，把 Aa 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。 Aa A A A

电路分析基础用 A表示的KCLKVL的矩阵形式Ai=0U=ATU其中,i为支路电流列向量u为支路电压列向量un为节点电压列向量长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 i u 用 A 表示的KCL、KVL的矩阵形式 A i = 0 n T u = A u 其中， 为支路电流列向量 为支路电压列向量 un 为节点电压列向量

电路分析列表法电路方程的推导基础首先规定一个元件为一条支路对于电阻支路有：U.= R,Ik对于电导支路有：=G,UkIk对于VCVS支路有：U=U对于vCCS支路有：Ik=gh,U5对于CCVS支路有：U,=rlIk = β,I.对于CCCS支路有：对于独立电压源支路有：Uk-Usk对于独立电流源支路有：Ik = I sk对于整个电路可以写出如下形式的支路方程FU+HI =U,+I长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 列表法电路方程的推导 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： k k k U = R I k Gk Uk I = Uk =  kjU j k kjU j I = g k kj j U = r I k kj j I =  I Uk = USk k Sk I = I 对于整个电路可以写出如下形式的支路方程 s s FU + HI = U + I

电路分析-基础设节点电压U为待求量，把用关联矩阵A表示的KCL，KVL以及支路方程如下：KCLAI=0KVLU-AU,=0支路方程FU+HI=U.+I将这3个方程合在一起，便得到节点列表方程矩阵形式长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 设节点电压 为待求量，把用关联矩阵 表示的 KCL，KVL以及支路方程如下： KCL KVL 支路方程 将这3个方程合在一起，便得到节点列表方程矩阵形式           − 0 F H A 1 0 0 0 A T b =           I U Un           + S U I 0 0 S AI = 0 U A Un 0 t − = s s FU + HI = U + I Un A

电印输入数据结构基础TOPLOG-VALUE（电路的拓扑结构及元件值元件元件控制支路始节点终节点元件（控制5顺序类型号数支路号数号数数值系数）1******2******3****＊*·：：：L******长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 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）                     1 2 3 L TOPLOG–VALUE（电路的拓扑结构及元件值）

电路分析元件编号基础为了使计算机识别电路的元件类型，必须给每个元件编号。电导G电阻RD1一电感电容L3电压源一电流源5--VCCS6-CCCS789.-CCVS-VCVS长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 元件编号 0——电导G 1——电阻R 2——电容L 3——电感 4——电压源 5——电流源 6——CCCS 7——VCCS 8——CCVS 9——VCVS 为了使计算机识别电路的元件类型，必 须给每个元件编号

电路计算示例分析基础例1求电路中的电压和电流（电阻单位为Q）。131TOPLOGVALUE矩阵十120011-10A22U.113U,02221④+②+1420144Ig0.513247-91510V③3300.52?6A+161203376U,13300302U3104068390040长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 计算示例 例1 求电路中的电压和电流（电阻单位为）。 2 − + U3 2 0.5 3 1 6A + − + − 3 U7 1 3U7 3 2U + − 10V 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9 I                             − 0 9 4 0 0 3 5 8 0 4 0 6 0 7 3 0 0 3 7 6 0 3 3 2 1 5 2 3 0 0.5 9 4 2 4 7 3 1 3 1 4 0 2 1 2 1 2 0 2 4 1 0 1 0 10 ① ② ④ ③ TOPLOG_ VALUE矩阵

电路分析程序T923.m基础用Matlab计算的程序如下：%计算电路的计算程序N=4;M-9:tv=[4 1 01 0-10121202131402942473152300.5760332073003580406094003]dcan(N,M,tv)长江大学电信学院

电 路 分 析 基 础 长江大学电信学院 程序T9_2_3.m 用Matlab 计算的程序如下： % 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 3] dcan(N,M,tv)