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重点论文网    理科论文    物理论文    基于MATLAB的非线性电路模型分析与仿真
创建时间:06-07

基于MATLAB的非线性电路模型分析与仿真


目    录
中文摘要    1
前言    1
1  非线性电路中的混沌现象原理    2
1.1  非线性电路中的混沌及其特征    2
1.2  非线性电路中的混沌产生的机理和条件    3
2  非线性电路的分析与仿真算法    4
2.1  非线性元件的分段线性化法    4
2.2  非线性电路的仿真算法    4
3  非线性电路模型分析与仿真    4
3.1  三阶蔡氏电路    4
3.1.1  蔡氏电路的电路模型    5
3.1.2  蔡氏电路的MATLAB仿真    7
3.2  三阶变形蔡氏电路    10
3.2.1  变形蔡氏电路的电路模型    10
3.2.2  变形蔡氏电路的MATLAB仿真     13
3.3.3  仿真结果    15
4  非线性电路通向混沌的道路    18
结论    18
参考文献    19
英文摘要    19
致谢    20


前言
非线性是自然界中普遍存在的自然现象,正视非线性现象才构成了变化莫测的世界。长期以来,人们在认识和描述运动时,大多只局限于线性动力学描述运动,即确定的运动有一个完美确定的解析解。但是自然界在相当多的情况下,非线性现象却起着很大的作用。1963年美国气象学家Lorenz在分析天气预报模型时,首先发现空气动力学的混沌现象,该现象只能用非线性动力学来解释。于是,1975年混沌作为一个新的科学名词首先出现在科学文献中。从此非线性动力学迅速发展,并成为有丰富内容的研究领域。该学科涉及非常广泛的科学范围,从电子学到物理学,从气象学到生态学,从数学到经济学等。混沌通常相应于不规则和非周期性,这是由非线性系统产生的。
绝大多数的电子电路与系统本身是非线性的,但电子工程师仍然把更多的注意力投入到线性的现象和模型研究与应用中,虽然解决了实际中的一些工程问题,但这是以忽略非线性因素为代价的,或者仅仅考虑了弱非线性。对线性模型的进一步研究,可以发现仅考虑线性特性有很大的局限性,尤其它将阻碍对非线性系统特性的研究,而这种非线性系统的复杂性在信息的传输、编码、存储、安全等方面具有很大的优势。今天,世界各国有关研究非线性的组织已经意识到开发非线性动力系统的潜力,欧洲、美国、日本的科学家们也正进行一些相关非线性的意义重大的项目研究。
非线性电路中混沌现象的发现也是出于偶然。1927年,范德坡(Van Der Pol)无意中听到氖灯中张弛振荡器的“一种不规则的噪声”,他当时没有认识到这就是混沌现象,反而称之为“次要的险象”。1978年日本京都大学上田宗亮(Yoshisuke Ueda)对非线性电感加上正弦电压的电路做仿真实验,发现以杜芬(Duffing)方程描述的非线性电路中有7/3阶超次谐波振荡和随机转变过程。1980年上田和赤松(N. Akamatsu)对负阻元件与电容并联后通过电阻电感加上正弦电压的电路做仿真实验,发现以范德坡方程描述的非线性电路


 

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