电工原理的MATLAB实现PDF电子书下载

第1章 电工原理的MATLAB实现概述 1

1.1电工原理课程在电类专业中的地位 1

1.1.1电工原理课程的内容与任务 1

1.1.2电工原理课程的地位与作用 1

1.2电工原理的MATLAB实现 1

1.2.1先进的MATLAB系统 1

1.2.2电工原理MATLAB实现的必要性与特点 3

第2章MATLAB 7.5的仿真集成环境Simulink 7.0 5

2.1 Simulink仿真特色与其模型窗口 5

2.1.1 Simulink仿真特色 5

2.1.2进入MATLAB 7.5的Simulink 7.0 6

2.1.3 Simulink 7.0的模型窗口概述 6

2.2 Simulink 7.0的界面与组成 9

2.2.1 Simulink 7.0功能模块组的打开与关闭 9

2.2.2 Simulink 7.0功能模块的分类及其用途 10

2.2.3有关Simulink 7.0的几个问题 14

2.3用Simulink的建立系统仿真模型 14

2.3.1打开模型窗口的方法 15

2.3.2模块的查找与选择 15

2.3.3模块的复制、移动与删除 15

2.3.4模块的连接 16

2.3.5用Simulink建立系统仿真模型举例 16

第3章 常用电气系统（SimPowerSystems）实体图形化仿真模型 19

3.1电气系统（SimPowerSystems）实体图形化模型库简介 19

3.1.1电源（Electrical Sources）模块组 19

3.1.2电器元件（Elements）模块组 20

3.1.3电力电子元件（Power Electronics）模块组 22

3.1.4电机（Machines）模块组 22

3.1.5电气测量仪表（Measuremants）模块组 22

3.2常用电气系统（SimPowerSystems）实体图形化仿真模型 23

3.2.1基本电路元件的仿真模型 23

3.2.2典型测量元件的仿真模型 28

3.2.3两个常用特殊模块 30

3.3创建常用电气系统（SimPowerSystems）仿真模型举例 32

第4章 电路基本概念与直流电路的MATLAB计算及仿真 34

4.1电路基本概念概述 34

4.1.1电路、电路模型与电路的两类约束 34

4.1.2电路的基本物理量 35

4.1.3电路的负载工作状态、开路与短路 37

4.1.4电压源、电流源及其等效变换 37

4.1.5直流电路的基本定理 38

4.2受控源电路及其MATLAB计算 45

4.3网络图论的基本知识 47

4.3.1图论的几个基本概念 48

4.3.2三个重要子图 48

4.4直流电路的基本计算方法及其MATLAB仿真 49

4.4.1电阻串并联连接与星形、三角形连接的等效变换 49

4.4.2支路分析法及其MATLAB仿真 50

4.4.3回路电流法及其MATLAB仿真 52

4.4.4节点电压分析法及其MATLAB仿真 55

4.4.5割集电压法及其MATLAB仿真 58

习题 61

第5章 正弦交流电路的MATLAB计算及仿真 64

5.1有关正弦交流电路的基本概念 64

5.1.1周期、频率与角频率 64

5.1.2瞬时值、幅值与有效值 64

5.1.3相位、初相位、相位差与同相位 65

5.2正弦量的表示法 65

5.2.1正弦量的三角函数式与正弦波形曲线表示 66

5.2.2复数的几种表示 66

5.2.3正弦量的相量表示 66

5.3 RLC交流电路计算及其MATLAB仿真 67

5.3.1电阻、电感、电容3种电路元件及其功率、电压与电流的复数关系 67

5.3.2基尔霍夫定律的相量形式 70

5.3.3正弦交流电路的阻抗、导纳及其等效转换 70

5.3.4 RLC交流电路计算及其MATLAB仿真举例 71

5.4正弦交流稳态电路的功率计算及其MATLAB仿真 75

5.4.1交流电路的瞬时功率P（t） 75

5.4.2交流电路的平均功率P与无功功率Q 75

5.4.3交流电路的视在功率S与功率因数cosθ 76

5.4.4交流电路的复功率S 76

5.4.5交流电路的功率计算及其MATLAB仿真举例 76

5.4.6正弦交流稳态下的最大功率传输定理 80

5.4.7提高功率因数的措施及其MATLAB计算及仿真 82

5.5复杂正弦交流电路计算及其MATLAB仿真举例 84

习题 89

第6章 三相交流电路的MATLAB计算及仿真 91

6.1三相交流电压的MATLAB仿真 91

6.1.1电源星形连接的相电压与线电压相量图、相应关系式 91

6.1.2绘制三相正弦交流电波形图与相量图示例 92

6.2星形与三角形连接负载的MATLAB仿真 92

6.2.1三相对称负载计算举例 93

6.2.2三相不对称负载MATLAB计算及仿真 94

6.2.3从交流电源经L与C获得三相对称电压 95

6.2.4相序指示器的计算及仿真 96

6.3三相功率的MATLAB计算 98

6.3.1三相功率关系式 98

6.3.2三相功率MATLAB计算及仿真 99

6.4对称分量法的MATLAB实现 101

6.4.1 120°与-120°旋转因子 102

6.4.2对称分量法 102

6.4.3三相制对称分量的一些性质 103

6.4.4对称分量法计算举例 103

习题 105

第7章 双口网络的MATLAB计算 107

7.1双口网络概述 107

7.1.1二端网络、端口与单口网络 107

7.1.2双口网络的基本概念 107

7.2双口网络的参数及其方程 108

7.2.1双口网络的导纳参数方程、导纳参数 108

7.2.2双口网络的阻抗参数方程、阻抗参数 111

7.2.3双口网络的传输参数方程、传输参数 113

7.2.4双口网络的混合参数方程与H参数 115

7.3双口网络的等效电路 118

7.4双口网络的连接 119

7.4.1双口网络的级联 119

7.4.2双口网络的串联 121

7.4.3双口网络的并联 123

7.5运算放大器 125

7.5.1运算放大器概述 125

7.5.2运算放大器应用 126

7.6回转器 130

7.6.1回转器的概念 130

7.6.2回转器的重要特性 131

7.7双口网络MATLAB计算及仿真再举例 133

习题 136

第8章 非正弦周期电路的MATLAB计算及仿真 139

8.1非正弦周期量的分解及其MATLAB实现 139

8.1.1周期函数分解为Fourier级数 139

8.1.2奇函数、偶函数与其它特殊函数的Fourier级数 140

8.1.3关于求解周期函数Fourier级数的MATLAB程序 141

8.2频谱分析及其MATLAB实现 142

8.2.1离散频谱及其MATLAB实现 142

8.2.2连续频谱及其MATLAB实现 149

8.3非正弦周期信号有效值与电路平均功率 150

8.3.1非正弦周期量有效值及其MATLAB计算 151

8.3.2非正弦周期信号电路平均功率及其MATLAB计算 152

8.4非正弦周期信号电路的稳态计算 154

8.4.1非正弦周期信号电路的稳态计算概念与步骤 154

8.4.2非正弦周期信号电路的稳态MATLAB计算举例 154

8.5对称三相电路中的高次谐波 157

习题 161

第9章 线性电路暂态过程时域分析的MATLAB实现 163

9.1有关线性电路过渡过程时域分析的基本概念 163

9.1.1输入与响应（或输出） 163

9.1.2动态电路及其输入—输出方程 163

9.2换路定律与确定动态电路的初始值 165

9.2.1换路与换路定律 165

9.2.2电容电压与电感电流的跳变 169

9.3一阶电路时域分析及其MATLAB实现 169

9.3.1零输入响应、零状态响应与全响应的概念 169

9.3.2一阶电路零输入响应及其MATLAB仿真 170

9.3.3直流激励下一阶电路的零状态响应及其MATLAB仿真 173

9.3.4交流激励下一阶电路的零状态响应及其MATLAB仿真 176

9.3.5一阶线性电路暂态分析的三要素法及其MATLAB实现 179

9.4一阶电路阶跃响应与冲激响应及其MATLAB实现 183

9.4.1阶跃函数与冲激函数 183

9.4.2阶跃响应与冲激响应 184

9.4.3自动控制技术中阶跃响应与冲激响应的MATLAB实现 188

9.5二阶电路时域分析及其MATLAB实现 190

9.5.1二阶电路零输入响应及其MATLAB仿真 190

9.5.2二阶电路零状态响应与全响应及其MATLAB仿真 195

习题 198

第10章 线性电路暂态过程复频域分析的MATLAB实现 201

10.1 Laplace变换与反变换 201

10.1.1 Laplace变换与反变换的概念 201

10.1.2 MATLAB的Laplace变换函数命令 202

10.1.3 MATLAB的Laplace反变换函数命令 202

10.2用部分分式法求Laplace反变换 203

10.2.1利用留数将象函数表达式展成部分分式 203

10.2.2由象函数表达式求原函数 205

10.3线性动态电路的复频域分析基础 206

10.3.1基尔霍夫定律的复频域形式 206

10.3.2线性动态电路的复频域模型 208

10.4线性动态电路的复频域分析的MATLAB实现 210

10.5线性动态电路的网络函数 216

10.5.1网络函数的概念 216

10.5.2网络函数的零极点图 218

10.5.3网络函数的零极点分析 220

习题 222

第11章 状态变量分析的MATLAB实现 224

11.1有关状态变量分析法的相关概念 224

11.1.1与状态变量相关的概念 224

11.1.2与状态方程与输出方程相关的概念 225

11.2状态方程与输出方程的编写方法 226

11.2.1状态方程的编写方法及其举例 226

11.2.2病态网络状态方程的编写方法及其举例 228

11.2.3输出方程的编写方法及其举例 229

11.3状态方程与输出方程求解及其MATLAB实现 230

11.3.1状态方程求解及其MATLAB实现 230

11.3.2输出方程求解及其MATLAB实现 232

习题 235

第12章 磁路与铁心线圈电路、谐振电路与耦合电感电路的MATLAB计算及仿真 237

12.1磁路的基本物理量与磁场的基本性质 237

12.1.1磁路的基本物理量 237

12.1.2磁场的基本性质 238

12.2铁磁物质及其磁性能 239

12.2.1两类不同磁性能物质 239

12.2.2铁磁物质的磁性能 239

12.3磁路基本定律与交流铁心线圈电路 241

12.3.1磁路及其基本定律 241

12.3.2交流铁心线圈电路 242

12.3.3电磁铁 244

12.4谐振电路MATLAB计算及仿真 244

12.4.1串联谐振电路MATLAB计算及仿真 245

12.4.2并联谐振电路MATLAB计算及仿真 247

12.5耦合电感电路MATLAB计算及仿真 250

12.5.1耦合电感的特性方程 250

12.5.2耦合电感的等效电路 251

12.5.3空心变压器与理想变压器 252

12.5.4含耦合电感电路MATLAB计算及仿真 254

习题 262

第13章 电路代数方程的矩阵形式与MATLAB程序求解 265

13.1有向图的矩阵表示与基尔霍夫定律的矩阵形式 265

13.1.1有向图用矩阵表示的概念 265

13.1.2基尔霍夫定律的矩阵形式 268

13.2支路方程的矩阵形式 268

13.2.1复合支路 268

13.2.2复合支路压控型与流控型支路方程的矩阵形式 269

13.3矩阵形式的电路代数方程及其MATLAB程序求解 271

13.3.1节点电压方程的矩阵形式 271

13.3.2回路电流方程的矩阵形式 273

13.3.3割集电压方程的矩阵形式 275

13.4稀疏表格法 278

习题 280

第14章 分布参数电路及其MATLAB实现 283

14.1均匀传输线及其方程与方程求解的MATLAB实现 283

14.1.1复习均匀传输线的相关概念 283

14.1.2均匀传输线方程求解的MATLAB实现 286

14.2均匀传输线行波与波的反射 289

14.2.1均匀传输线的行波 289

14.2.2波的反射 292

14.2.3均匀传输线行波分析的MATLAB实现 293

14.3无畸变线与无损耗线 295

14.3.1无畸变线 295

14.3.2无损耗线 296

14.3.3无畸变线与无损耗线分析的MATLAB实现 297

14.4无损耗线的暂态分析 300

14.4.1无损耗线方程的通解 300

14.4.2波的反射与折射 302

习题 307

附录A习题参考答案 309

附录B电工原理MATLAB解题新编函数 314

参考文献 322