这个例子展示了如何使用控制系统工具箱™的功能,将常见RLC电路的时间和频率响应作为其物理参数的函数来分析。
带通RLC电路的并行形式如下图所示:
图1:带通RLC网络。
输入电压到输出电压的传递函数为:
该产品信用证
控制带通频率钢筋混凝土
控制通过频带有多窄。要建立调谐到频率1 rad/s的带通滤波器,请设置L = C = 1
和使用R
调整滤波器频带。
波德图是研究RLC网络带通特性的一种方便工具。使用特遣部队
为这些值指定电路的传递函数
% | L R = = C = 1 |:R = 1;L = 1;C = 1;G = tf([1/(R*C) 0],[1 1/(R*C) 1/(L*C)])
G = s——s方+ s + 1连续时间传递函数。
下一步,使用波德
要绘制电路的频率响应:
波德(G)、网格
正如预期的那样,RLC滤波器在频率为1 rad/s时增益最大。然而,衰减是只有-10dB五十年远离这个频率。为了得到更窄的通带,尝试将R的值增加如下:
R1 = 5;G1 = tf([1/(R1*C) 0],[1 1/(R1*C) 1/(L*C)]);R2 = 20;G2 = tf([1/(R2*C) 0],[1 1/(R2*C) 1/(L*C)]);波德(G,“b”G1,“r”G2,‘g’)、网格传奇(“R = 1”,“R = 5”,' R = 20 ')
电阻的值R = 20
给出了一个在目标频率1 rad/s范围内进行微调的滤波器。
我们可以确定电路的衰减特性G2
(R = 20
),模拟该滤波器如何变换频率为0.9、1和1.1 rad/s的正弦波:
t = 0:0.05:250;选择= timeoptions;opt.Title。FontWeight =“大胆”;次要情节(311),lsim (G2,罪(t), t,选择),标题(“w = 1”) subplot(312), lsim(G2,sin(0.9*t),t,opt), title(“w = 0.9”) subplot(313), lsim(G2,sin(1.1*t),t,opt), title(“w = 1.1”)
波在0.9和1.1 rad/s时衰减很大。当瞬变消失后,1 rad/s的波就不会发生变化。长瞬变是由于滤波器的极点阻尼差造成的,不幸的是,这是窄通带所需要的:
潮湿(杆(G2))
杆阻尼频率时间常数(rad/TimeUnit) (TimeUnit) -2.50e-02 + 1.00e+00i 2.50e-02 1.00e+00 4.00e+01 -2.50e-02 - 1.00e+00i 2.50e-02 1.00e+00 4.00e+01
要分析其他标准电路配置,如低通和高通RLC网络,请单击下面的链接来启动交互式GUI。在这个GUI中,您可以更改R、L、C参数,并实时查看对时间和频率响应的影响。
rlc_gui