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第1章 电工原理的MATLAB实现概述1

1.1电工原理课程在电类专业中的地位1

1.1.1电工原理课程的内容与任务1

1.1.2电工原理课程的地位与作用1

1.2电工原理的MATLAB实现1

1.2.1先进的MATLAB系统1

1.2.2电工原理MATLAB实现的必要性与特点3

第2章MATLAB 7.5的仿真集成环境Simulink 7.05

2.1 Simulink仿真特色与其模型窗口5

2.1.1 Simulink仿真特色5

2.1.2进入MATLAB 7.5的Simulink 7.06

2.1.3 Simulink 7.0的模型窗口概述6

2.2 Simulink 7.0的界面与组成9

2.2.1 Simulink 7.0功能模块组的打开与关闭9

2.2.2 Simulink 7.0功能模块的分类及其用途10

2.2.3有关Simulink 7.0的几个问题14

2.3用Simulink的建立系统仿真模型14

2.3.1打开模型窗口的方法15

2.3.2模块的查找与选择15

2.3.3模块的复制、移动与删除15

2.3.4模块的连接16

2.3.5用Simulink建立系统仿真模型举例16

第3章 常用电气系统（SimPowerSystems）实体图形化仿真模型19

3.1电气系统（SimPowerSystems）实体图形化模型库简介19

3.1.1电源（Electrical Sources）模块组19

3.1.2电器元件（Elements）模块组20

3.1.3电力电子元件（Power Electronics）模块组22

3.1.4电机（Machines）模块组22

3.1.5电气测量仪表（Measuremants）模块组22

3.2常用电气系统（SimPowerSystems）实体图形化仿真模型23

3.2.1基本电路元件的仿真模型23

3.2.2典型测量元件的仿真模型28

3.2.3两个常用特殊模块30

3.3创建常用电气系统（SimPowerSystems）仿真模型举例32

第4章 电路基本概念与直流电路的MATLAB计算及仿真34

4.1电路基本概念概述34

4.1.1电路、电路模型与电路的两类约束34

4.1.2电路的基本物理量35

4.1.3电路的负载工作状态、开路与短路37

4.1.4电压源、电流源及其等效变换37

4.1.5直流电路的基本定理38

4.2受控源电路及其MATLAB计算45

4.3网络图论的基本知识47

4.3.1图论的几个基本概念48

4.3.2三个重要子图48

4.4直流电路的基本计算方法及其MATLAB仿真49

4.4.1电阻串并联连接与星形、三角形连接的等效变换49

4.4.2支路分析法及其MATLAB仿真50

4.4.3回路电流法及其MATLAB仿真52

4.4.4节点电压分析法及其MATLAB仿真55

4.4.5割集电压法及其MATLAB仿真58

习题61

第5章 正弦交流电路的MATLAB计算及仿真64

5.1有关正弦交流电路的基本概念64

5.1.1周期、频率与角频率64

5.1.2瞬时值、幅值与有效值64

5.1.3相位、初相位、相位差与同相位65

5.2正弦量的表示法65

5.2.1正弦量的三角函数式与正弦波形曲线表示66

5.2.2复数的几种表示66

5.2.3正弦量的相量表示66

5.3 RLC交流电路计算及其MATLAB仿真67

5.3.1电阻、电感、电容3种电路元件及其功率、电压与电流的复数关系67

5.3.2基尔霍夫定律的相量形式70

5.3.3正弦交流电路的阻抗、导纳及其等效转换70

5.3.4 RLC交流电路计算及其MATLAB仿真举例71

5.4正弦交流稳态电路的功率计算及其MATLAB仿真75

5.4.1交流电路的瞬时功率P（t）75

5.4.2交流电路的平均功率P与无功功率Q75

5.4.3交流电路的视在功率S与功率因数cosθ76

5.4.4交流电路的复功率S76

5.4.5交流电路的功率计算及其MATLAB仿真举例76

5.4.6正弦交流稳态下的最大功率传输定理80

5.4.7提高功率因数的措施及其MATLAB计算及仿真82

5.5复杂正弦交流电路计算及其MATLAB仿真举例84

习题89

第6章 三相交流电路的MATLAB计算及仿真91

6.1三相交流电压的MATLAB仿真91

6.1.1电源星形连接的相电压与线电压相量图、相应关系式91

6.1.2绘制三相正弦交流电波形图与相量图示例92

6.2星形与三角形连接负载的MATLAB仿真92

6.2.1三相对称负载计算举例93

6.2.2三相不对称负载MATLAB计算及仿真94

6.2.3从交流电源经L与C获得三相对称电压95

6.2.4相序指示器的计算及仿真96

6.3三相功率的MATLAB计算98

6.3.1三相功率关系式98

6.3.2三相功率MATLAB计算及仿真99

6.4对称分量法的MATLAB实现101

6.4.1 120°与-120°旋转因子102

6.4.2对称分量法102

6.4.3三相制对称分量的一些性质103

6.4.4对称分量法计算举例103

习题105

第7章 双口网络的MATLAB计算107

7.1双口网络概述107

7.1.1二端网络、端口与单口网络107

7.1.2双口网络的基本概念107

7.2双口网络的参数及其方程108

7.2.1双口网络的导纳参数方程、导纳参数108

7.2.2双口网络的阻抗参数方程、阻抗参数111

7.2.3双口网络的传输参数方程、传输参数113

7.2.4双口网络的混合参数方程与H参数115

7.3双口网络的等效电路118

7.4双口网络的连接119

7.4.1双口网络的级联119

7.4.2双口网络的串联121

7.4.3双口网络的并联123

7.5运算放大器125

7.5.1运算放大器概述125

7.5.2运算放大器应用126

7.6回转器130

7.6.1回转器的概念130

7.6.2回转器的重要特性131

7.7双口网络MATLAB计算及仿真再举例133

习题136

第8章 非正弦周期电路的MATLAB计算及仿真139

8.1非正弦周期量的分解及其MATLAB实现139

8.1.1周期函数分解为Fourier级数139

8.1.2奇函数、偶函数与其它特殊函数的Fourier级数140

8.1.3关于求解周期函数Fourier级数的MATLAB程序141

8.2频谱分析及其MATLAB实现142

8.2.1离散频谱及其MATLAB实现142

8.2.2连续频谱及其MATLAB实现149

8.3非正弦周期信号有效值与电路平均功率150

8.3.1非正弦周期量有效值及其MATLAB计算151

8.3.2非正弦周期信号电路平均功率及其MATLAB计算152

8.4非正弦周期信号电路的稳态计算154

8.4.1非正弦周期信号电路的稳态计算概念与步骤154

8.4.2非正弦周期信号电路的稳态MATLAB计算举例154

8.5对称三相电路中的高次谐波157

习题161

第9章 线性电路暂态过程时域分析的MATLAB实现163

9.1有关线性电路过渡过程时域分析的基本概念163

9.1.1输入与响应（或输出）163

9.1.2动态电路及其输入—输出方程163

9.2换路定律与确定动态电路的初始值165

9.2.1换路与换路定律165

9.2.2电容电压与电感电流的跳变169

9.3一阶电路时域分析及其MATLAB实现169

9.3.1零输入响应、零状态响应与全响应的概念169

9.3.2一阶电路零输入响应及其MATLAB仿真170

9.3.3直流激励下一阶电路的零状态响应及其MATLAB仿真173

9.3.4交流激励下一阶电路的零状态响应及其MATLAB仿真176

9.3.5一阶线性电路暂态分析的三要素法及其MATLAB实现179

9.4一阶电路阶跃响应与冲激响应及其MATLAB实现183

9.4.1阶跃函数与冲激函数183

9.4.2阶跃响应与冲激响应184

9.4.3自动控制技术中阶跃响应与冲激响应的MATLAB实现188

9.5二阶电路时域分析及其MATLAB实现190

9.5.1二阶电路零输入响应及其MATLAB仿真190

9.5.2二阶电路零状态响应与全响应及其MATLAB仿真195

习题198

第10章 线性电路暂态过程复频域分析的MATLAB实现201

10.1 Laplace变换与反变换201

10.1.1 Laplace变换与反变换的概念201

10.1.2 MATLAB的Laplace变换函数命令202

10.1.3 MATLAB的Laplace反变换函数命令202

10.2用部分分式法求Laplace反变换203

10.2.1利用留数将象函数表达式展成部分分式203

10.2.2由象函数表达式求原函数205

10.3线性动态电路的复频域分析基础206

10.3.1基尔霍夫定律的复频域形式206

10.3.2线性动态电路的复频域模型208

10.4线性动态电路的复频域分析的MATLAB实现210

10.5线性动态电路的网络函数216

10.5.1网络函数的概念216

10.5.2网络函数的零极点图218

10.5.3网络函数的零极点分析220

习题222

第11章 状态变量分析的MATLAB实现224

11.1有关状态变量分析法的相关概念224

11.1.1与状态变量相关的概念224

11.1.2与状态方程与输出方程相关的概念225

11.2状态方程与输出方程的编写方法226

11.2.1状态方程的编写方法及其举例226

11.2.2病态网络状态方程的编写方法及其举例228

11.2.3输出方程的编写方法及其举例229

11.3状态方程与输出方程求解及其MATLAB实现230

11.3.1状态方程求解及其MATLAB实现230

11.3.2输出方程求解及其MATLAB实现232

习题235

第12章 磁路与铁心线圈电路、谐振电路与耦合电感电路的MATLAB计算及仿真237

12.1磁路的基本物理量与磁场的基本性质237

12.1.1磁路的基本物理量237

12.1.2磁场的基本性质238

12.2铁磁物质及其磁性能239

12.2.1两类不同磁性能物质239

12.2.2铁磁物质的磁性能239

12.3磁路基本定律与交流铁心线圈电路241

12.3.1磁路及其基本定律241

12.3.2交流铁心线圈电路242

12.3.3电磁铁244

12.4谐振电路MATLAB计算及仿真244

12.4.1串联谐振电路MATLAB计算及仿真245

12.4.2并联谐振电路MATLAB计算及仿真247

12.5耦合电感电路MATLAB计算及仿真250

12.5.1耦合电感的特性方程250

12.5.2耦合电感的等效电路251

12.5.3空心变压器与理想变压器252

12.5.4含耦合电感电路MATLAB计算及仿真254

习题262

第13章 电路代数方程的矩阵形式与MATLAB程序求解265

13.1有向图的矩阵表示与基尔霍夫定律的矩阵形式265

13.1.1有向图用矩阵表示的概念265

13.1.2基尔霍夫定律的矩阵形式268

13.2支路方程的矩阵形式268

13.2.1复合支路268

13.2.2复合支路压控型与流控型支路方程的矩阵形式269

13.3矩阵形式的电路代数方程及其MATLAB程序求解271

13.3.1节点电压方程的矩阵形式271

13.3.2回路电流方程的矩阵形式273

13.3.3割集电压方程的矩阵形式275

13.4稀疏表格法278

习题280

第14章 分布参数电路及其MATLAB实现283

14.1均匀传输线及其方程与方程求解的MATLAB实现283

14.1.1复习均匀传输线的相关概念283

14.1.2均匀传输线方程求解的MATLAB实现286

14.2均匀传输线行波与波的反射289

14.2.1均匀传输线的行波289

14.2.2波的反射292

14.2.3均匀传输线行波分析的MATLAB实现293

14.3无畸变线与无损耗线295

14.3.1无畸变线295

14.3.2无损耗线296

14.3.3无畸变线与无损耗线分析的MATLAB实现297

14.4无损耗线的暂态分析300

14.4.1无损耗线方程的通解300

14.4.2波的反射与折射302

习题307

附录A习题参考答案309

附录B电工原理MATLAB解题新编函数314

参考文献322