探索模型

要打开非线性双极晶体管示例模型，请键入ssc_bipolar_nonlinear.在MATLAB^®命令窗口。

该模型表示一个单晶体管音频放大器。晶体管是NPN双极器件，因此具有一组非线性电流-电压特性。因此，放大器的整体性能取决于晶体管的工作点。晶体管本身用掩码子系统来表示，并使用掩码子系统实现埃伯斯-莫尔等效电路。该电路有一个正弦输入测试信号，振幅为10 mV，频率为1 kHz。负载电压范围显示输出去耦电容滤除直流后的集电极输出电压。

R1和R2设置标称工作点，并且小信号增益大致由R3 / R4的比率设定。去耦电容器C1和C2具有1UF的电容，以在1kHz处存在可忽略的阻抗。

模型配置为线性化。通过单击，可以快速生成和查看小信号频率响应线性化电路模型注释中的超链接。要查看生成频率响应的MATLAB脚本，请单击该注释中的下一个超链接，看代码。本文档提供了背景信息和基于现有软件的线性化方法。

通常，要获得非竞争线性化输入输出模型并生成频率响应，必须指定模型级输入和输出。非线性双极晶体管模型以两种方式满足此要求，具体取决于线性化的方式：

打开Solver配置块，并查看从稳态开始模拟复选框被选中。然后打开负载电压范围并运行仿真以查看基本电路行为。晶体管结电容的初始电压被设定为与由电阻定义的偏置条件一致。输出是一个稳定的平均值为零的正弦波，其振幅由晶体管和偏置电路放大。

要看到电路从非稳态初始状态放松，在求解器配置块中，清除从稳态开始模拟复选框并单击好吧。随着负载电压范围打开，再次模拟。在这种情况下，输出电压以零启动，因为晶体管结电容以零充电开始。

通过长时间的瞬态模拟，你可以更全面地了解电路的行为以及它是如何接近稳态的。将模拟时间增加到1秒并重新运行模拟。电路从初始的非稳态开始，晶体管集电极电压接近并最终稳定为正弦振荡。

打开Solver Configuration块，选择从稳态开始模拟复选框（因为您第一次打开模型时，请单击好吧。将模拟时间改回0.01秒并重新运行模拟。

用稳态求解器线性化和Linmod.函数

在这个例子中，你:

打开求解器配置块并确保从稳态开始模拟复选框被选中。当您在启用Simscape稳态求解器的情况下模拟模型时，电路将在晶体管偏置电阻定义的状态下初始化。这个稳态解是一个适合线性化的工作点。

为了线性化模型，在MATLAB命令窗口中输入以下命令:

[a, b, c, d] = linmod(“ssc_bipolar_nonlinear”);

您也可以调用Linmod.函数具有一个输出参数，在这种情况下，它生成一个具有状态、输入和输出以及线性时不变(LTI)模型的结构。

非线性双极晶体管模型的状态矢量包含17个分量。完整的模型有一个输入和一个输出。因此，线性化得到的LTI状态空间模型的矩阵大小如下:

要生成一个波德图，在MATLAB命令窗口中输入以下命令:

npts = 100;f = logspace（-2,10，npts）;g =零（1，npts）;对于i = 1：npts g（i）= c *（2 * pi * 1i * f（i）*眼睛（尺寸（a）） -  a）^  -  1 * b + d;结束子图（211），半径x（f，20 * log10（abs（g）））网格ylabel（'幅度（db）'）子图（212），semilogx（f，180 / pi *未包装（角度（g）））ylabel（'阶段（度）'）xlabel（'频率（Hz）'）网格

线性化的金宝app控制设计软件

金宝app仿真软件控制设计软件具有帮助您找到操作点并返回定义状态名称的状态空间模型对象的工具。这是对Simscape模型进行线性化的推荐方法。

有关使用的更多信息金宝app仿真软件控制设计修剪和线性化的软件，见金宝app仿真软件控制设计文件。

使用控制系统工具箱博德分析软件

您可以使用控制系统工具箱软件的内置分析和绘图功能来分析和比较不同稳态状态的Bode图。

首先，使用Simulink金宝appLinmod.函数得到线性时不变(LTI)模型。

[a, b, c, d] = linmod(“ssc_bipolar_nonlinear”);

本例中推导出的LTI模型的所有状态并非都是独立的。通过计算行列式来确认一种矩阵，依据(a)。决定因素消失，这意味着一个或多个零特征值。要分析LTI模型，将LTI矩阵减少到最小的实现。使用的最小实现minreal功能。

(a0, c0, d0] = minreal (a, b, c, d);13个州。

提取最小的实现消除了来自LTI模型的13个依赖状态，留下了四个独立状态。分析减少的控制特性a0那B0.那C0.那D0.LTI模型使用Bode Plot。

BODE（A0，B0，C0，D0）％创建了第一BODE图

R1的电路从47变为1​​5 kohm具有不同的稳态和响应。双击R1块，更改电阻值为15 kOhm，单击好吧。打开负载电压范围并模拟模型。现在不再相对于10 MV AC源放大收集电压但衰减。

在第二稳态下产生LTI模型，将其降低到最小的实现，并在第一个稳定上叠加第二个Bode绘图。

[a_r1，b_r1，c_r1，d_r1] = linmod（'ssc_bipolar_nonlinear'）;[A0_R1，B0_R1，C0_R1，D0_R1] =微型（A_R1，B_R1，C_R1，D_R1）;％13州删除。保持百分比首先保持第一型绘图打开BODE（A0_R1，B0_R1，C0_R1，D0_R1）重量第一位

有关使用控制系统工具箱软件进行博德分析的更多信息，请参阅控制系统工具箱文档。