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(shí)現(xiàn)上述計(jì)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(jì)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(jì)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(yùn)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?yàn)榉逯档扔赟QRT(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(jì)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(yùn)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(jì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析吻合。實(shí)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(qiáng)且計(jì)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(jì)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。