Matlab做電路系統設計仿真

  • 問題的提出

最近做期末大作業,題目是依據折線化的bode圖設計一電路實現該頻率響應。在做作業的過程中發現了一些小問題,故記錄下來幫助自己記憶也希望能夠幫助有需要的同學。

  • 設計思路

        其實思路非常簡單,我們知道系統串聯是做乘法運算,但是取了對數之後,串聯就是加法運算了。那是由哪幾個系統串聯的呢,觀察可知,圖中有三段,斜率是0,-20,-60,那麼這幾個斜率對應的是啥系統呢!看看下面幾個圖:

       上面第一個圖是有一定高度的斜率爲0的直線,第二個圖的折線在某個頻率後斜率減少20,第三個圖看得不是很清楚其中的漸近線是類似於圖二的折線但是是在某個頻率後斜率減少40,如果將上面三個圖的轉折頻率合理設計一下然後相加不就是題目中要求的折線化的bode圖了嘛。

       那麼上面三張圖分別是什麼系統的bode圖?其實分別是比例放大、一階、二階系統,只要合理設計參數,然後將他們串聯就好了。至於電路實現,放大就用運放嘛,一階有一階RC或者一階LC或者一階濾波器之類的,二階有RLC諧振電路或者二階濾波器之類的,看大家的選擇了。思路到此介紹完畢。另外說一句,選參數要花很多時間的。

  • 安裝simulink電路仿真庫

題目要求在simulink中做電路仿真,但是找了很久沒有找到電路元件,原來是因爲沒有裝電路的庫simscape,問了幾個同學他們也沒有。大家可以按照下面的過程安裝電路元件庫。

首先在命令窗口輸入ver看看自己的電腦有沒有按照simscape,如圖

如果看到simscape就說明安裝好了,不然就在主頁點擊附加功能,點擊獲取,之後搜索simscape安裝即可

安裝完成後最好輸入一下ver看看安裝成功沒有。

  • 開始仿真!

打開simulink,在元件庫就能看到電路元件啦,電路的gnd也在這裏哦

下圖是一些電源

我先簡單的連一個RC電路,按着ctrl+r可以旋轉元器件,雙擊電阻可以設置阻值,雙擊電容可以設置容值和電容自帶電感值等,電路如下:

但是現在這樣運行仿真是會報錯的,需要連接一個sovler,這個應該是跟電路的時間快慢有關的

將sovler連接到電路任何一個地方即可,sovler的設置最好像我一樣不然可能會出現我也不知道爲啥的出錯,其中的sampletime按照自己信號的頻率去設置,頻率越高值應該越小,不然會不準確,但是仿真用時也會越久,大家合理設置這個值。

這時候仿真還是出錯,請連上一個gnd。

然後需要看電路波形嘛,就得連上示波器,但是simscape的庫好像不能跟simulink帶的庫直接相連,不過別慌,跟着我來,大家先找到下面兩個東西添加進你的圖中:

然後根據我的連法就連就好了,運行仿真沒有報錯就大功告成!

這裏我設置仿真時間0.1s,信號頻率60Hz,sovler的sampletime是0.001s,示波器的結果如下:

將sampletime設置爲0.0001,結果如下:

可見這時候結果就很好了,所以說sovler一定要連上,sovler的設置最好跟我一樣,然後sampletime的合理設置也很重要。

 

最後吐槽一句,好好的multisim不用幹嘛要求用simulink做仿真hhh。

走過路過不要忘記點個贊呀!

 

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