RLC串聯(lián)的動態(tài)電路是電路課程和電路實驗教學(xué)中的重要內(nèi)容,。由于Matlab軟件具有很強的數(shù)值運算,、符號運算和繪圖功能，以及豐富的庫函數(shù),、工具箱和仿真模塊,，在動態(tài)電路的分析和仿真中得到了廣泛的應(yīng)用，它集數(shù)值分析,、矩陣運算,、信號處理和圖形顯示于一體，構(gòu)成了一個方便,、界面友好的用戶環(huán)境,，其強大的數(shù)值計算功能建立在向量、數(shù)組和矩陣的基礎(chǔ)上,，輸出結(jié)果易于可視化,。這兩個特點為電路的仿真分析提供了一個合適的語言平臺。Simulink是Matlab的重要組件之一,，它提供了一個動態(tài)系統(tǒng)建模,、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中,，無需書寫大量的程序,，只要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作,，就可以構(gòu)造出復(fù)雜的仿真系統(tǒng)，從而提高了工作效率,。
1 RLC串聯(lián)的動態(tài)電路
RLC串聯(lián)的動態(tài)電路如圖1所示,。其中，以電源電壓作為輸入電壓us(t),，以電容端電壓作為輸出電壓uc(t),。
2 Simulink仿真模型
根據(jù)RLC串聯(lián)電路的微分方程,，鍵入Simulink命令后,，打開系統(tǒng)模型庫，在新建模型窗口中直接加入所需要的模塊,，經(jīng)模塊連接后得RLC串聯(lián)電路的仿真模型,，如圖2所示。其中,，Step模塊：設(shè)置Step Time為0,；Gain模塊：設(shè)置增益為1／LC；Gain1模塊：設(shè)置增益為1／LC,；Gain3模塊：設(shè)置增益為R／C,；Sum模塊：設(shè)置List of signs為+--；To Workspace模塊：將數(shù)據(jù)寫入工作空間的變量中,，配合Matlab繪圖命令,，繪制出響應(yīng)曲線，其中Variable name為tout(輸出變量名),，Save format為Array,。
在Matlab命令窗口輸入R，L,，C的賦值語句,，賦值后運行模型，雙擊Scope模塊或用To Workspaee模塊將數(shù)據(jù)寫入工作空間的變量中,。配合Matlab繪圖命令,，即可得到單位階躍響應(yīng)曲線。
3 仿真實驗和結(jié)果
(1)無阻尼
在Matlab命令窗口輸入R,，L,，C的賦值語句：當(dāng)
，運行仿真模型,，即可得到其單位階躍響應(yīng)曲線如圖3所示,。
從圖3可以看出，當(dāng)時,，其階躍響應(yīng)為等幅振蕩曲線,。
(2)欠阻尼
在Matlab命令窗口輸入R,，L，C的賦值語句：當(dāng)
運行仿真模型,，可得到其單位階躍響應(yīng)曲線如圖4所示,。
從圖4可以看出，當(dāng)時,，其階躍響應(yīng)為減幅振蕩曲線,。
(3)臨界阻尼
在Matlab命令窗口輸入R，L,，C的賦值語句：當(dāng)
運行仿真模型,，可得到其單位階躍響應(yīng)曲線如圖5所示。
從圖5可以看出,，當(dāng)時,，其階躍響應(yīng)為非周期過程，不具有振蕩性質(zhì),，為單調(diào)上升曲線,。
(4)過阻尼
在Matlab命令窗口輸入R，L,，C的賦值語句：當(dāng)R=5 000 Ω,，L=1 H，C=100e-6 F時,，有,，運行仿真模型，可得到其單位階躍響應(yīng)曲線如圖6所示,。從圖6可看,，當(dāng)時，其階躍響應(yīng)也為單調(diào)上升曲線,，但其上升斜率較臨界阻尼慢,。綜上所述，通過建立RLC串聯(lián)電路的Simulink仿真模型來改變R,，L,，C的值，以得到不同狀態(tài)下單位階躍響應(yīng)曲線,。從中看出,，參數(shù)選擇適中，可以兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性,。
4 結(jié)語
用Matlab提供的Simulink來建模,、仿真，用鼠標(biāo)拖拉模塊圖標(biāo)來建模，其模型生成直觀,、簡單,，還可以在仿真時隨時改變參數(shù)，并用Scope隨時觀察仿真波形,，使得仿真更具有實時性,、直觀性。本文基于Sireulink建立了RLC串聯(lián)的動態(tài)電路仿真模型,，通過改變R,，L，C的值,，得到不同狀態(tài)下的單位階躍響應(yīng)曲線,。上述分析可看出，適中選擇參數(shù),，以兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性,，展示了方便靈活的動態(tài)仿真結(jié)果,。