使用MATLAB软件的电路

摘 要MATLAB软件是一种用于线性代数、高等数学、电路分析和信号处理等，是完成科学与工程计算的工具软件。电路分析则是一项复杂的工作，需要进行大量的计算和繁琐的工作，常规人工完成电路分析，可能会造成分析误差较大，影响分析结果。故此，将MATLAB软件应用到电路分析中，旨在改善计算精度和工作效率的目的，推动电路分析的效果。

【关键词】MATLAB 软件 电路分析 矩阵运算

电路分析是电力及电信专业有关基础学科，在给定电力模型的基础上，完成对电流、电压等计算，且在电路分析中存在稳态分析和暂态分析两部分。电路分析中，需要借助电流、电压方程等，这些方程的计算中关系到复杂的代数方程、矩阵运算、微积分等，如果选择传统计算方式，耗时长，且容易出现错误，影响电路分析结果，亟需改进与完善。基于此，本文对使用MATLAB软件的电路分析展开研究，对MATLAB在电路分析中的应用优势和具体分析方法进行研究，内容如下。

1 MATLAB在电路分析中的應用优势

MATLAB软件具有极强的矩阵运算能力，且运用流行最广的计算语言，可以作为诸多科学领域的开发研究中的应用。具体的MATLAB软件在电路分析中的优势较为明显，具体优势如下：

（1）MATLAB软件，可满足电路分析中复数矩阵或数组为单元的运算，并完成对这些内容的处理。

（2）MATLAB软件的语言的选择是流行最广的语言，语言结构紧凑且丰富，可快速完成程序的编制，在电路分析中运用MATLAB软件，可便利用户的使用。

（3）电路分析中，借助MATLAB软件，可完成对相关图像的绘制，使用者通过几条语句的输入，便能得到目标二维或三维图像，便于电路分析。

（4）MATLAB软件在电路分析过程中，可以直接完成对相关程序的调用，不需要进行另外编程，进而完成对各类电路计算方程的求解，效率较为理想。

（5）电路分析过程中，需要建立相关电路模型。电路分析则可以借助MATLAB软件，可以顺利完成对电路模型的计算。且MATLAB软件拥有simukink动态模拟工具和toolbox等功能，达到提升模型效率的目的。

（6）借助MATLAB软件，可完成对C、FORTRAN等语言资源的共享，有助于提升系统扩展。

2 基于MATLAB的电路分析方法

基于MATLAB的电路分析，顺利为电路分析提供基础，通过编写程序和矩阵逆运算等方式，分别完成对交流电路和直流电路的分析，内容如下。

2.1 利用MATLAB进行直流电路分析

直流电路中，需结合电路的基本定律和其他信息，完成对方程组建立。具体直流电路分析中，如果所列出的方程组复杂程度较高，则可选择MATLAB软件展开运算。选择MATLAB矩阵的逆运算展开方程组的求解。现以如图1为例，展开对电路的分析，并完成对含受控源电路中ix，电阻r=8Ω。

按照上述电路的中的基本信息，再选择网孔分析法进行分析，将受控源假设为独立源，并将其的控制量用网孔电流表示，并得到如下方程组：

按照这结果可以对[iM1；iM2；ix]进行计算。由于计算较为繁琐，则选择MATLAB软件进行计算，具体编辑程序为：

A=[12-28；-26-8；0 -1 1]；

B=[6；-4；0]；

C=A/B

按照上述程序计算，可得到ix=3A。

由此可见，借助MATLAB软件可顺利完成对直流电路的分析。

2.2 利用MATLAB进行交流电路分析

同样，MATLAB软件还可以完成对交流电路的分析，同样可以完成对电路的运算和求解，且能够达到精准计算的效果。交流电的MATLAB软件应用，可以分为单相交流电路和三相交流电路。对于单相交流电路，需要引入箱梁计算，根据已知条件，完成对电路各个目标的求解，根据其结果可以完成各个目标向量的向量图求解。在进行单相交流电路的求解，先根据已知条件，进行理论分析和建模，再根据模型展开MATLAB程序编制，代入已知条件求出各个目标向量结果。且MATLAB软件具有绘图能力，可直接的获取向量图。对于三相交流电路由于相对较为复杂，可直接选择MATLAB软件进行计算，完成电路分析，根据求解目标，列出各个目标的方程，再由MATLAB软件进行编程和求解，得到计算结果。

3 结束语

选择MATLAB软件进行电路分析，可有效改善传统计算复杂和易错的情况，达到提升计算精度和缩减计算强度的目的，提升效率，符合电路分析的需求。将MATLAB软件应用到电路分析中，可分别完成对交流电路和直流电路的计算，效果显著，值得推广。

参考文献

[1]张纪豪.MATLAB在高中电路学习中的应用研究[J].科技创新导报，2016（09）：75-77.

[2]彭文竹，吴亚建，王钦等.基于MATLAB的电路分析仿真实验研究[J].曲靖师范学院学报，2017，36（03）：16-22.

[3]余逸男.探究MATLAB仿真技术在电路分析教学中的应用[J].电子测试，2016（12x）：113-114.

[4]黄勇刚，翁凯，王小云，孙晶.在电路分析教学中引入Matlab软件[J].中国科技信息，2012-12-15.

作者单位

山东威海文登新一中 山东省威海市文登市 264400