АНАЛИЗ ЦЕПИ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ МЕТОДОМ ПЕРЕМЕННЫХ СОСТОЯНИЯ ПРИ ПОСТОЯННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
Дано:
Для схемы:
U 0 (t)= U 0 =const U 0 =5 В
i 0 (t)=I 0 d 1 (t)I 0 =2 A
Составить уравнения состояния для цепи при t і 0.
Переменными состояния для данной схемы будут являться напряжения на емкостях С 1 и С 4 . Для нахождения уравнений состояния запишем уравнения по I и II законам Кирхгофа:
(1)
Для нахождения производных переменных состояния решим следующую систему, полученную из системы (1), приняв за неизвестные все токи, участвующие в системе (1) и первые производные переменных состояния. Переменные состояния примем за известные величины для получения их в правой части уравнений состояния:
(2)
Решаем эту систему в матричном виде с помощью MathCad:
1.2 Найти точные решения уравнений состояния
Сначала найдем корни характеристического уравнения как собственные числа матрицы, составленной из коэффициентов при переменных состояния в уравнениях состояния:
Общий вид точных решений уравнений состояния:
Вынужденные составляющие найдем как частное решение уравнений состояния, учитывая то, что если в цепи включены только постоянные источники питания, значит, и принужденные составляющие будут константами, соответственно производные принужденных составляющих будут равны нулю. Учитывая выше сказанное, найдем их из уравнений состояния следующим способом:
Начальные условия (находятся из схемы):
Для нахождения постоянных интегрирования A 1 , A 2 , A 3 , A 4 требуется 4 уравнения. Первые два уравнения получим из выражений точного решения уравнений состояния, учитывая законы коммутаций: переменные состояния не меняют своего значения в момент коммутации
При t=0:
Далее найдем значения производных переменных состояния при t=0 из уравнений состояния:
Выражения эти производных найденные из выражений решения уравнений состояния:
При t=0:
Таким образом имеем 4 уравнения для нахождения постоянных интегрирования, находим их:
Точные решения уравнений состояния:
Найти решения уравнений состояния, используя один из численных методов.
Для численного решения уравнений состояния воспользуемся алгоритмом Эйлера:
Подставляя выражения производных из уравнений состояния:
h – шаг расчета =2*10 -6 с. i=1…100. Переменными с нулевыми индексами являются значения начальных условий
1.2.2 Найти точные решения уравнений состояния.(второй способ)
e (A)t = a 0 + a 1 (A) e (A)t =
(X) = [e (A)t -1][A] -1 [B][V]
1.4 Построить точные и численные решения уравнений состояния, совместив их попарно на одном графике для каждой из переменной состояния
Часть 2
Анализ цепи операторным методом при апериодическом воздействии
Анализу подлежит следующая цепь:
Параметры импульса: U m =10 В t u =6*10 -5 c
Форма импульса:
2.1 Определить функцию передачи:
воспользуемся методом пропорциональных величин и определим u(t)=1(t), его Лапласово изображение U 0 (s)=1/s
Запишем уравнения по законам Кирхгофа в операторной форме, учитывая, что начальные условия нулевые:
Решаем эту систему:
Таким образом:
Функция передачи:
2.2 Найти нули и полюсы функции передачи и
Похожие работы
Тема: Технико-экономический анализ. Анализ переменных затрат в издержках производства и себестоимости прод... |
Предмет/Тип: Эктеория (Реферат) |
Тема: Анализ постоянных и переменных затрат |
Предмет/Тип: Финансы, деньги, кредит (Реферат) |
Тема: Анализ переменных и постоянных затрат |
Предмет/Тип: Финансы, деньги, кредит (Реферат) |
Тема: Анализ функции двух переменных |
Предмет/Тип: Отсутствует (Реферат) |
Тема: Анализ цепи во временной области различными методами Анализ цепи |
Предмет/Тип: Физика (Курсовая работа (т)) |
Интересная статья: Основы написания курсовой работы