Matlabを使用して回路解析を行う方法は？

回路解析にMatlabを使用している人のことをよく耳にしますが、実際にどのように行われたかはわかりません。方程式を手作業で設定し、Matlabで解く以外にも何かがあると思います。

良い出発点を探しています。

Matlab Simulink Simpowersystemツールボックスを使用して、回路解析を行うことができます。RLCコンポーネント、スイッチ、電気機械などが含まれます。独自のコンポーネントを作成し、ライブラリコンポーネントのパラメーターを変更できます。回路をSimulinkブロック、Simulinkソルバー、またはMatlab関数と組み合わせることができるため、このツールは非常に強力です。Simulink環境で作業するため、最初に回路方程式を解く必要はありません。元々は電力システム向けですが、どのような電子回路にも使用できると思います。

回路解析にはMATLABをかなり使用しています。時々、私はスパイスよりもそれを好みます。また、私はスパイスを好む場合もありますが、気分や要件によって異なります。

これらは次の手順です。

• 1：回路のラプラス変換を行う
• 2：伝達関数を取得する
• 3：MATLAB関数を使用したプロット/分析。ボード、インパルス、freqrespなど。

私が見つけた最も難しい部分は、ラプラス変換を行い、伝達関数方程式を導き出すことです。

インターネットでラプラスを服用するための多くの例とテキストがあります。簡単に言えば、ここでの目的は、方程式を次の形式で取得することです。

どこへ$a$分子であり$c$$d$に以下に示す例では分母。$f$

これを行うには、すべての受動素子を複素インピーダンスに変換します。それは

• C = 1 / sC
• R = R
• L = sL

次に、Vout / Vinの形式で回路の方程式を導き出します。

次の形式の単純なローパスフィルターの場合：

Vin -------R-------------- Vout
               |
               C
               |
------------------------------

これは以下をもたらします：

$\dfrac{V_{out}}{V_{in}} = \dfrac{sC}{R + sC}$

MATLABの場合、numおよびdenの形式で上記の方程式を記述します。

num = [C 0];
den = [C R];

次に、任意のmatlab関数を使用して、伝達関数（ボード）、極零点図などを解析します。

以下は、最近遊んで値を調整しようとしたフィルターの例です。

R1 = 20e3;
C1 = 235e-9;
R2 = 2e3;
C2 = 22e-9;
num = [2*R2*C1 0];
den = [C1*R1*C2*R2*2 (2*C1*R1 + C2*2*R2) 2];
g = tf(num,den);
P = bodeoptions; % Set phase visiblity to off and frequency units to Hz in options
P.FreqUnits = 'Hz'; % Create plot with the options specified by P
bode(g,P);
%[num,den] = eqtflength(num,den);      % Make lengths equal
%[z,p,k] = tf2zp(num,den)          % Obtain zero-pole-gain form

私はしばらく使用します scipyのダウンロード（パイソンの数値ツールセット）は、回路解析を行います。はい、通常、最初に手で回路方程式を解く必要があります。これは、回路の公差解析と感度解析を行うときに最も役立ちます。

「MATLABを使用した電子回路のトレランス解析」という題名の本には、いくつかの一般的な回路で典型的な解析を実行する方法の例があります。これは実際にはSPICEのようなものに代わるものではありませんが、すべてのコンポーネントの許容範囲にわたって良好な生産歩留まりを設計しようとする場合や、時間と温度に対するコンポーネントのドリフトを考慮する場合に役立ちます。

任意のトポロジー（直列および並列）を持つ単純なRLC回路の場合、「rlcdemo」を使用できます。分析フィルター（LPF-HPF-BPF-BSF）に適したGUI

 rlcdemo
 Analyzing the Response of an RLC Circuit
 This demo shows how to use the Control System Toolbox(TM) functions
 to analyze the time and frequency responses of common RLC circuits
 as a function of their physical parameters.

Matlabで作成されたSCAM（Matlabの記号回路解析）と呼ばれるプログラムを使用できます。このプログラムはhttps://www.swarthmore.edu/NatSci/echeeve1/Ref/mna/MNA6.htmlにあります。

MatlabのSCAMに加えて、CircuitNAVには洗練されたオンラインの記号回路解析ツールもあります。、にます。これは、ネットリストファイル（LTspice、Micro-Cap、TINA-TI、PSpiceなどから）を入力として使用し、各回路パラメーターの代数解を生成します。

CircuitNAVは、デモとチュートリアルも提供します。

Spice and Matlabのサンプルのpdfブック、http： //www.elsevierdirect.com/companions/9780750659321/exercises/SpiceAndMatlab.pdfは、Moura＆Darwazehによる線形回路解析とモデリングの入門書であり、私にとって本当に良い見た目です。目的。