電力系統時域分析MATLAB.doc

電力系統時域分析MATLABA提供了一系列對于控制系統進行的時域分析的函數，本人基于學習到的MATLAB的相關知識，結合自己的專業(yè)學習，在電路零輸入響應和階躍響應的仿真實驗中應用此軟件進行分析，得到了極好的效果。一、零輸入響應（一）一階零輸入響應根據傳遞函數求解單一系統的零輸入響應。H(s)=(s+1)/(s*s*s+9s*s+26s+24)初始狀態(tài)下的狀態(tài)變量為X0=1,1,0創(chuàng)建M文件，在M文件中輸入如下程序：（1） 構造傳遞函數模型。num=0,0,1,1,den=1,9,26,24（2） 將傳遞函數模型轉換為狀態(tài)方程模型。a,b,c,d=tf2ss(num,den)sys=ss(a,b,c,d);（3） 輸入初始狀態(tài)下的狀態(tài)變量X0。x0=1,1,0;（4） 輸入采樣時間矢量。t=0:0.000001:4;（5） 求解系統的零輸入響應。initial(sys,x0,t)激活run命令，得到相應的狀態(tài)方程模型矩陣：num=0,0,1,1,;den=1,9,26,24;a,b,c,d=tf2ss(num,den)sys=ss(a,b,c,d);x0=1,1,0;t=0:0.000001:4;initial(sys,x0,t)運行得到：a = -9 -26 -24 1 0 0 0 1 0b = 1 0 0c = 0 1 1d = 0系統的零輸入響應曲線圖（二）二階零輸入響應如圖所示的二階電路，如L=0.5H，C=0.02F。初始值uc（0-）=1V，iL(0-)=0，試研究R分別為1，2，3，10時，uc（t）和iL(t)的零輸入響應，并畫出波形。二階電路圖.1、R=1時clear,format compactL=0.5;R=1;C=0.02;uc0=1;iL0=0;alpha=R/2/L;wn=sqrt(1/(L*C);p1=-alpha+sqrt(alpha2-wn2);p2=-alpha-sqrt(alpha2-wn2);dt=0.01;t=0:dt:1;num=uc0,R/L*uc0+iL0/C;den=1,R/L,1/L/C;r,p,k=residue(num,den);ucn=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t);iLn=C*diff(ucn)/dt;figure(1),subplot(2,1,1),plot(t,ucn),gridsubplot(2,1,2)plot(t(1:end-1),iLn),grid2、R=2時3、R=3時4、R=5時5、R=7時6、R=10時通過MATLAB對電阻由小變大過程中電路中的電流、電容上的電壓隨時間變化的仿真，我更加直觀而深刻認識了二階動態(tài)電路的基本工作狀態(tài)。二、單位階躍響應已知系統框圖如圖所示：U(s) Y(s)系統框圖系統框圖s其中， 輸入以下MATLAB命令，可得系統的單位階躍響應曲線如圖所示num=7 7;den=conv(conv(1 0,1 3),1 4 5);g=tf(num,den);gg=feedback(g,1,-1);y,t,x=step(gg)plot(t,y)運行結果為：8y = 0 0.0111 0.0633 0.1535 0.2639 0.3768 0.4803 0.5679 0.6381 0.6922 0.7330 0.7638 0.7876 0.8069 0.8234 0.8383 0.8522 0.8653 0.8777 0.8895 0.9004 0.9105 0.9196 0.9279 0.9354 0.9420 0.9480 0.9533 0.9580 0.9622 0.9660 0.9694 0.9725 0.9752 0.9777 0.9800 0.9820 0.9838 0.9854 0.9869 0.9882 0.9894 0.9905 0.9914 0.9923 0.9931 0.9938 0.9944 0.9949 0.9955 0.9959 0.9963 0.9967 0.9970 0.9973 0.9976 0.9978 0.9981 0.9982 0.9984 0.9986 0.9987 0.9989 0.9990 0.9991 0.9992 0.9992t = 0 0.2382 0.4764 0.7146 0.9527 1.1909 1.4291 1.6673 1.9055 2.1437 2.3819 2.6201 2.8582 3.0964 3.3346 3.5728 3.8110 4.0492 4.2874 4.5256 4.7637 5.0019 5.2401 5.4783 5.7165 5.9547 6.1929 6.4311 6.6692 6.9074 7.1456 7.3838 7.6220 7.8602 8.0984 8.3366 8.5747 8.8129 9.0511 9.2893 9.5275 9.7657 10.0039 10.2421 10.4802 10.7184 10.9566 11.1948 11.4330 11.6712 11.909 12.1475 12.3857 12.6239 12.8621 13.1003 13.3385 13.5767 13.8149 14.0530 14.2912 14.5294 14.7676 15.0058 15.2440 15.4822 15.7204輸出曲線為：系統的單位階躍響應曲線三、學習心得在使用MATLAB的過程中，我遇到了很多操作的問題，但是經過努力地查閱資料，一個一個的問題都慢慢的解決掉了。在對軟件的學習和使用中我學到了許多在專業(yè)理論課堂上學不到的知識，增強了對專業(yè)知識的認識。MATLAB軟