基于Multisim与Matlab的二阶系统响应分析与仿真

李琳芳,刘艳昌,崔微微

（河南科技学院,河南新乡453003）

基于Multisim与Matlab的二阶系统响应分析与仿真

李琳芳,刘艳昌,崔微微

（河南科技学院,河南新乡453003）

建立了RLC串联二阶系统的电路模型,利用Multisim与Matlab仿真分析了欠阻尼二阶系统的阶跃响应、脉冲响应以及斜坡响应.仿真结果显示：阶跃响应和脉冲响应呈振荡衰减特性,阶跃响应趋于稳定值1,脉冲响应趋于稳定值0,斜坡响应呈持续增长特性.整个电路设计简单灵活,仿真结果直观明了,与理论分析结果一致.

RLC二阶电路；Multisim；Matlab；时域响应

无论是实验教学还是工程实践,RLC串联二阶系统都有着广泛的应用,如收音机中的振荡器、滤波电路、调谐放大器等,因此分析和理解二阶系统特性具有重要的现实意义.对二阶电路进行时域分析时,一种方法是建立描述电路的微分方程,然后求解方程,这种方法计算量大[1]；一种方法是采用实物元器件在面包板或实验台上搭建电路,进行电路测试或分析,这种方法对实验条件要求高[2].而借助电子仿真软件能很方便地观察到RLC串联二阶电路在阶跃信号、脉冲信号、斜坡信号3种典型输入信号下的响应波形[3].本文通过Multisim与Matlab软件对二阶系统的阶跃响应、脉冲响应、斜坡响应进行了仿真分析,不但解决了计算复杂和实验条件高的问题,而且整个过程便捷灵活,提高了设计效率.

1 RLC串联二阶系统模型

RLC串联二阶电路如图1所示.

图1 RLC串联二阶电路Fig.1 RLC series second-order circuit

根据基尔霍夫定律建立电路的时域

对方程（1）进行……