1、武汉理工大学基础强化训练摘要 电路原理是电类专业必修的一门重要的技术基础课，它具有基础科学和技术科学的二重性，不仅是电类学生学习后续课程的基础，也直接为解决电工电子工程中的一些实际问题服务。大一下学期开始，通过对本课程的学习，我初步掌握了近代电路理论的一些基本知识和概念，能分析计算一些常见的，比较简单的基本电路，初步具有了解决实际问题的能力，并为后续课程的学习准备了必要的电路理论知识。其分析电路的常见方法有：节点电压法，网孔电流法，叠加原理分析法，戴维宁定理和诺顿定理等等。本文主要讨论用叠加原理分析法来分析直流电路中关于电阻电路的计算方法。在这个分析解决问题的过程中需要运用到MATLAB软件。
2、MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。本文就是通过对MATLAB编程计算出的结果和Simulink仿真出的结果进行对比，来的出所要的结论和效果。 关键词：电路原理 叠加原理 MATLAB SIMULINK 1 基础强化训练的目的和要求 1.1训练目的： （1）本环节通过MATLAB语言的学习与强化训练，使学生能掌握MATLAB软件，从分析和解决线性代数、电路原理等课程中的基本理论问题入手，力
3、图做到在后续专业课程学习中，能熟练应用MATLAB工具来分析和设计； （2）通过本环节巩固和深化已学课程的知识，培养学生综合运用这些知识，分析和解决实际问题，逐步树立正确的设计思想，培养严谨认真的科学态度和严谨务实的工作作风。 2.2训练要求： 运用MATLAB解决数值线性代数问题及MATLAB的实现；MATLAB在“电路工作原理”中的应用；MATLAB工具箱的运用。要求选其中的一道作为课设的题目，学会简单运用MATLAB。 通过训练，使学生掌握相关的理论知识及实际处理方法，熟练使用MATLAB语言编写所需应用程序，上机调试，输出实验结果，并对实验结果进行分析。熟练使用Simulink模块设计
4、仿真，以及各元件的作用和参数设定。通过上机试验仿真，进行调试，输出试验结果，并进行试验结果的记录和分析。2 MATLAB简介 MATLAB是由美国MathWorks公司推出的用于数值计算和图形处理计算系统环境,除了具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能.MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言简捷得多.MATLAB是国际公认的优秀数学应用软件之一. 概括地讲,整个MATLAB系统由两部分组成,即MATLAB内核及辅助工具箱,两者的调用构成了
5、MATLAB的强大功能.MATLAB语言以数组为基本数据单位,包括控制流语句,函数,数据结构,输入输出及面向对象等特点的高级语言,它具有以下主要特点: 1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁,编程效率高,MATLAB除了提供和C语言一样的运算符号外,还提供广泛的矩阵和向量运算符.利用其运算符号和库函数可使其程序相当简短,两三行语句就可实现几十行甚至几百行C或FORTRAN的程序功能. 2)既具有结构化的控制语句(如for循环,while循环,break语句,if语句和switch语句),又有面向对象的编程特性. 3)图形功能强大 它既包括对二维和三维数据可视化,图像处理,动画制作等高层次的绘图命
6、令,也包括可以修改图形及编制完整图形界面的,低层次的绘图命令. 4)功能强大的工具箱 工具箱可分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱.功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能,图示建模仿真功能,文字处理功能以及与硬件实时交互的功能.而学科性工具箱是专业性比较强的,如优化工具箱,统计工具箱,控制工具箱,小波工具箱,图象处理工具箱,通信工具箱等. 3 叠加原理的应用 为了解决含有多种电源的电路问题，可以运用叠加原理单独处理每个电源。已知电路图如图1-1所示其中R4=3，求出V0的值。图3-1 电路图 图3-2 图3-33.1运用叠加原理对该电路进行分析 整个电路由电阻和电源组成。由于电阻R4的值已知，
7、要求R4两端的电压，只需求出电流即可。求电流可以运用网孔电流法和节点电压法，但是有一点复杂，这里可以采用叠加原理进行求解。电路中有两种电源，电压源和电流源，因此可以将其独立分析，分解成图1-2和图1-3，在这两个电路中按欧姆定律求解出电压V01，V02，然后将二者叠加即可求出V0.对于图1-1求V01可以运用节点电压法，设置2个节点电压V1，V2，列出两个个节点电压方程。对于图1-2求V02，可以通过一个回路节点电压方程求出。3.2建模 如图1-1设置两个节点电压V01，V02。各条支路的电流参考方向如图所示，对于含有恒流源的，则选取电流源的方向为该支路的电流参考方向。因此可以得到以下两个个方程。 .(1) .(2) .(3) .(4)
