基于Simulink的RLC电路分析与仿真
摘要:通过对Simulink开发环境中的模块设计.本文利用MAT LAB设计了基于Simulink的R LC电路分析与仿真方法，展示了方便灵活的动态仿真结果.
关键词:Simulink;模块;仿真;拉氏变换 1引言
Simulink是实现动态系统建模和仿真的集成环境，其主要的功能是对动态系统进行仿真和分析，预先模拟实际系统特性和响应，根据设计及使用的要求，对系统进行修改和优化，以提高系统的 性能，实现高效开发系统的目标.作为MATLAB的重要组成部分，Simulink具有相对独立的功能和使用方法.确切的说，它是对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包.它支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统，而目系统可以是多进程的.Simulink提供了友好的图形用户界面，模型由模块组成的框图来表示，用户建模通过简单的单击和拖动鼠标的动作就能完成Simulink的模块库为用户提供了多种多样的功能模块，这是一笔非常丰富的资源.其中基本功能模块有连续系统(Continuous)、离散系统归(Discrete)、数学运算模块(Math) ,输入源模块(Sources)和接收模块(Sinks)等.
2 RLC电路的拉氏变换
图1 RLC电路
对图1所示RLC电路，经过拉氏变换后可写出其S域模型，可用节点法和回路电压法分别列写s域的电流电压方程，解出i2?t?对应的由式(1)可得转移导纳的系统函数H2?s?如式(2)所示.i2?s?如式(1)所示，
由反拉氏变换可求得电路的冲激响应h(t)如(3)式，电路的阶跃响应s(t)如(4)式.
I2?s??RCsU1?s?RLCs2?Ls?R. (1) RCsRLCs2?Ls?R. (2)
H2?s??h?t??L?1[H2?s?] (3)
1s?t??L?1[.H2?s?]s . （4）
3基于Simulink的RLC电路分析与仿真
打开Simulink的模块库，建立建模窗口(Model)，从输入源模块(Sources)中拖动Sine Wave(正弦信号发生器)、Step(阶跃信号)了模块到Model窗口，从continuous(连续系统)中拖动Transfer Fcn(系统转移函数)了模块到Model窗口，从接收模块(Sinks)中拖动Scope C示波黝了模块到Model窗口.观察已建立的模块，在模块的左右两侧，分别有不同数量的箭头，左侧向内的箭头为输入端口，用于连接前一级模块，右侧向外的箭头为输出端口，用于连接下一级模块，不同的模
块有不同数量的输入和输出端口.每个模块的下方都有一个名称，双击名称处，使之处于文本输入状态，即可改变该模块的名称.在各个模块上连线如图2所示.
图2 simulink建模
在Simulink中建立起系统模型框图之后，对每一个了模块右键单击，从快捷菜单中选择Parameters，弹出Block Parameters，从中设置参数.本文中设置Transfer Fcn中的参数如图3，其它参数取默 认值.
图3 transfer fcn 参数
运行菜单Simulation下的Start命令开始仿真. 仿真结果见图4
图4 输入为阶跃信号时的仿真结果
改变输入子模块为正弦信号，运行菜单Simulation下的Start命令开始仿真.仿真结果见图5.有兴趣的读者不妨一试并分析图形变化的原因.仿真结果见图4.
图4 输入为正弦信号时的仿真结果
4结论
MATLAB不仅有强大的计算功能，还有很强的图形显示功能.利用这些特性及Simulink功能可以实现物理问题的动态仿真.本文利用MATLAB设计基于Simulink的RLC电路分析与仿真方法，展示了方
便灵活的动态仿真结果.
参考文献:
(1〕李显龙.MATLAB界而设计与编译技巧!M].北京:电子工业出版社，2006 ; 225-283.
(2〕孙福玉.MATLAB程序设计教程[M].呼和浩特:远方出版社，2006 :130-131.
