1 用MATLAB編程法分析電路
如圖1所示，已知us=7．07sin(314t)V,，is=1．414sin(314t30°)A,，R1=R2=R4=2Ω，R3=2．5 Ω,，C=0．01 F,，L=0．01 H。求各支路電流并作相量圖和波形圖,。
用回路電流法求解,。從圖1可以看出,，i1,、i2和i6分別是3個回路Ⅰ、Ⅱ和Ⅵ的回路電流,，列方程得：
1．1 用MATLAB語言編程實現(xiàn)上述計算
1．2 繪制電流相量圖和波形圖
在上一節(jié)的程序中,，在計算各支路電流的表達(dá)式之后加一條繪制復(fù)數(shù)相量圖的語句：compass(『I1，I2,，I3,，I4，I5,，I6』),，就可以繪制出電流I1～I(xiàn)6的相量圖，如圖2所示,。
從圖2可以清晰地看出各支路電流的幅值,、初相角以及兩個電流之間的相位差。I4與I2接近反相,，I1與I3相位差近似60°,。
在上一節(jié)的程序中，在計算各支路電流的表達(dá)式之后加下面的一段程序,，就可以繪制出電流i1～i6的波形圖,。
運行程序,，就可以繪制出電流i1(t)-i6(t)的波形圖，如圖3所示,。
本例中,，w=314，則f=50 Hz,，T=0．02 s,。仿真時間設(shè)為0．03s，即一個半周期,。所以,，仿真結(jié)果顯示了一個半周期的波形。
從波形圖上看,，i2與i4近乎反相,，與相量圖是一致的；i3與i1的峰值在1．5與2之間,，而從相量圖上看到的相量的模都小于1．5,，這兩者也是一致的，因為峰值等于SQRT(2)乘以模值,。
2 用分析模塊Powergui分析電路
Powergui是分析電力系統(tǒng)模型的有效的圖形化用戶接口,。該模塊可以顯示系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)的電流和電壓以及電路(電感電流和電容電壓)所有的狀態(tài)變量值，當(dāng)電路中出現(xiàn)阻抗測量模塊時,，Powergui也可以顯示阻抗隨頻率變化的波形,。
建立仿真模型：從電力系統(tǒng)模塊庫Power System Blockset中提取與圖1對應(yīng)的元件模塊，按要求的數(shù)值進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,，構(gòu)成圖4所示的電路仿真模型,。圖中的支路電流i1～i6各用一個電流測量模塊Current Measurement測量，i1～i6的波形經(jīng)過模塊Bus Creator送到示波器Scope同時顯示,。
設(shè)置系統(tǒng)的仿真時間和Scope的時間范圍均為0～0．03s,，啟動仿真并查看仿真結(jié)果。
從Scope窗口看到i1～i6的波形如圖5所示,，將其與圖3比較可以看到：編程法和電路模型仿真法得到的結(jié)果是一致的,。
雙擊圖4右下角的Powergui模塊，打開圖6所示的窗口,，同時選擇狀態(tài)變量值‘states’,、穩(wěn)態(tài)測量值‘measuren’和電源值‘sources’則可以看到如圖6所示的各變量的數(shù)值。將它們與編程法計算的結(jié)果A(1)-A(6),、rm(1)-rm(6)作比較,，說明兩者是一致的。
3 用測量模塊Fourier測量電路
模塊fourier可用于測量正弦信號的幅值和初相,。在此為簡化圖形,，將圖4所示的電路模型進(jìn)行組合形成一個新的模塊,，新模塊僅引出六個支路電流i1～i6。每個支流電流用一個Fourier模塊測量,，再輸出至兩個display模塊顯示該支路電流的幅值和初相,。仿真電路如圖7所示。設(shè)置相關(guān)參數(shù)并運行仿真,，則i1～i6的幅值和初相分別顯示于顯示模塊rm1～rm6和A1～A6中,。
將編程計算結(jié)果A(1)～A(6)、rm(1)～rm(6),、Powergui分析結(jié)果圖6所示與Fourier模塊測量結(jié)果圖7所示進(jìn)行比較,，說明三種電路分析法是一致的。
4 結(jié)論
從仿真結(jié)果可以看到實驗數(shù)據(jù)與理論分析吻合,。實例分析說明：用MATLAB的M文件求解電路方程,，程序簡潔、可讀性強且計算結(jié)果準(zhǔn)確,。利用Matlab提供的電力系統(tǒng)工具箱(SimPower Systems),，可以方便、快捷地對所研究的電力電子電路進(jìn)行各種暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)仿真,，這對于電路工作狀態(tài)分析和電路設(shè)計指導(dǎo)都有很大幫助,，尤其是Simulink在復(fù)雜的具有各種控制策略的電力電子系統(tǒng)方面有很大潛力。把MATLAB
引入教學(xué)活動,，將使師生從繁瑣重復(fù)的低級的勞動中解放出來,，把更多的時間用于對概念的思考與創(chuàng)造性思維方式的訓(xùn)練，教學(xué)的效率會大大提高,。隨著仿真技術(shù)在電力科學(xué)研究中的普及和發(fā)展,，使用基于圖形界面的仿真建模方式的仿真軟件(MATLAB)是大勢所趨,。