Заключение
В данной работе производился анализ линейной электрической цепи при различных воздействиях в переходном и установившемся режимах. В первой части работы использовался метод переменных состояния. Данный метод позволяет анализировать электрические цепи с использованием средств вычислительной техники, что, естественно, упрощает и ускоряет анализ цепей. Очевидным недостатком метода является его практическая неприменимость для расчета цепей, в которых воздействие носит не постоянный, а переменный апериодический или периодический характер. Единственным исключением является режим, при котором входной сигнал является периодическим и изменяется по закону синуса или косинуса.
Для анализа более сложных цепей удобно использовать операторный метод анализа. Данный метод позволяет рассчитывать реакцию электрической цепи на входное воздействие любой формы. Удобство достигается благодаря переходу из временной области в область операторных изображений. Такой переход позволяет избавиться от операций дифференцирования и интегрирования, и заменить систему дифференциальных уравнений системой алгебраических уравнений, решение которых находится стандартными средствами. Использование функции передачи, характеризующей электрическую цепь, позволяет не решать систему уравнений, которая может быть очень большой и, соответственно, требовать много времени для своего решения, всякий раз, когда необходимо определить реакцию цепи на некоторое входное воздействие, а лишь выполнить операцию перемножения изображения входного сигнала и функцию передачи. Однако, даже эта операция бывает достаточно трудоемкой. В таких случаях часто используют частотный метод анализа электрических цепей.
Частотный метод позволяет по виду АЧХ и ФЧХ цепи и входных амплитудного и фазового спектров определить, как исказится сигнал на выходе цепи по сравнению со входом. Отрицательным качеством данного метода является, то, что он не является точным, то есть результаты получаются близкими к точным, но не являются точными.
Каждый из используемых в работе методов имеет свои преимущества и недостатки. В зависимости от поставленной задачи должен применяться тот метод, который даст необходимую точность решения и скорость его нахождения
Литература
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учеб. Для электротехн., энерг., приборостроит. Спец. вузов - 9-е изд._ М.:Высш.шк., 1996._638 с.
2. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов._ М.:Наука, 1980._976 с.
3. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника: Учебное пособие. 2-е изд._ М.:Гелиос АРВ, 2004. - 336 с.
4. Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. Часть 2. 4-е изд._ СПб.: Издательство “Лань”,2002. 464 с.
5. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу “Теоретическая электротехника”.
- Часть 1. Анализ цепи во временной области методом переменных состояния при постоянных воздействиях
- 1.1 Нахождение уравнений состояния цепи для t0.
- 1.2 Точное решение уравнений состояния
- 1.3 Решение уравнений состояния численным методом
- 1.4 Точные и численные решения уравнений состояния
- Часть 2. Анализ цепи операторным методом при апериодическом воздействии
- 2.1 Определение функции передачи
- 2.2 Нули и полюсы функции передачи
- 2.3 Переходная и импульсная характеристики
- 2.4 Определение изображения по Лапласу входного импульса
- 2.5 Определение тока на выходе цепи
- 2.6 График переходной и импульсной характеристик, входного и выходного сигналов
- Часть 3. Анализ цепи частотным методом при апериодическом воздействии
- 3.1 Определение амплитудно-фазовой (АФХ), амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик функции передачи
- 3.2 Определение полосы пропускания цепи по уровню
- 3.3 Определение амплитудного и фазового спектров входного сигнала. Определение ширины спектра входного сигнала по уровню
- 3.4 Предварительные заключения об ожидаемых искажениях сигнала на выходе цепи
- 3.5 Амплитудный и фазовый спектры выходного сигнала
- Часть 4. Анализ цепи частотным методом при периодическом воздействии
- 4.1 Разложение в ряд Фурье заданной периодической последовательности импульсов
- 4.2 Получение тока на выходе цепи в виде отрезка ряда Фурье
- 4.3 Ток на входе и выходе цепи, полученные частотным методом
- Заключение