Расчет переходных процессов в электрических цепях
Расчет разряда конденсатора на активное сопротивление, подключения RL цепи к источнику постоянной ЭДС, переходных процессов в электрических цепях. Определение переходного процесса c уравнений в пространстве состояний и функции initial среды MatLAB.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.01.2015 |
| Размер файла | 323,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ университет МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМ. АДМИРАЛА С.О. МАКАРОВА»
Кафедра Электротехники и автоматики
Специальность «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему: Расчет переходных процессов в электрических цепях
по дисциплине: ТОЭ
Выполнил: Пермогоров А.С.
Санкт- Петербург - 2013г.
1. Переходные процессы в электрических цепях с одним накопителем энергии
Разряд конденсатора на активное сопротивление
Для расчетов по варианту индивидуального задания следует принять:
R+10* №варианта, Uc0=250 - №варианта.
Например, для №12 получим:
>> R=100+120; C=3.0e-06;Uc0=250-12;
Математическая модель цепи:
>> t=0:5*R*C/500:5*R*C;
Определим напряжение:
>> Uc=Uc0*exp(-t/(R*C));
>> plot(t,Uc),grid
Определение тока:
Ic=-Uc0/R*exp(-t/(R*C));
>> W=C*Uc.^2/2;
>> plot(t,Uc,t,Ic*50,t,W*5000),grid
Расчетные формулы в среде MatLAB:
>> R=100+120; C=3.0e-06;Uc0=250-12;
>> t=0:5*R*C/500:5*R*C;
>> Uc=Uc0*exp(-t/(R*C));
>> plot(t,Uc),grid
>> Ic=-Uc0/R*exp(-t/(R*C));
>> W=C*Uc.^2/2;
>> plot(t,Uc,t,Ic*50,t,W*5000),grid
2. Подключение RL цепи к источнику постоянной ЭДС
Индивидуальное задание: E=1+5*№ варианта.
>> L=0.003;R3=1000;E=1+5*12;
>> t1=0:(5*L/R3)/500:5*L/R3;
>> IL=E/R3*(1-exp(-t1/(L/R3)));
>> plot(t1,IL),grid
Формулы для расчета в среде MatLAB
>> L=0.003;R3=1000;E=1+5*12;
t1=0:(5*L/R3)/500:5*L/R3;
IL=E/R3*(1-exp(-t1/(L/R3)));
plot(t1,IL),grid
3. Расчет переходных процессов в электрических цепях операторным методом
Применение оператора LTI в Matlab
Индивидуальное задание: E=1+5*№ варианта.
>> L3=0.003;R3=1000;E=1+5*12;
sysA1=tf(E*[1/L3],[1 R3/L3])
Transfer function:
2.033e004
-------------
s + 3.333e005
>> step(sysA1),grid
4. Определение переходного процесса при разряде конденсатора на активное сопротивление c уравнений в пространстве состояний и функции initial среды MatLAB
>> R=100e03;C=3.0e-06;Uc0=250-5*12;
R=100e03;C=3.0e-06;Uc0=250-5*12;
>> sys3=tf(1,[R*C 1])
Transfer function:
1
------------
0.3004 s + 1
>> [a,b,c,d]=tf2ss(1,[R*C 1]);
>> sys4=ss(a,b,c,d)
a = x1
x1 -3.329
b = u1
x1 1
c = x1
y1 3.329
d = u1
y1 0
Continuous-time state-space model.
>> [y,t,x]=initial(sys4,Uc0);
>> plot(t,x),grid
SAH-610.m
5. Переходный процесс в RLC -цепи
Решение задачи с помощью функции initial
Индивидуальное задание: Uc0=20+№ варианта.
Выполнить решения для следующих значений R:
R=[25 50 70 100 150 250]
>> R=70; L=0.1; C=10e-06; Uc0=20+12; x0=[0 Uc0]';A=[-R/L 1/L;-1/C 0];
>> B=[0 0]'; C1=ones(2); D=B; sys1=ss(A,B,C1,D);
>> [y,t,x]=initial(sys1,x0); x3=x(:,1)*R; UL=-x(:,2)+x3;
>> plot(t,-x(:,1)*100,t,x(:,2),t,UL),grid
Собственные значения
eig(A)
Численное решение
[t,x,UL]
Дополнительная информация
>> R=100; L=0.1; E=12;
>> T=L/R
T =
1.0000e-003
>> t=0:T/100:4*T;
>> iL=E/R*(1-exp(-t/T));
>> plot(t,iL),grid
>> uL=E*exp(-t/T);
>> plot(t,iL*20,t,uL),grid
>> plot(t,iL*40,t,uL),grid
>> plot(t,iL*100,t,uL),grid
a =
x1 x2
x1 -2500 10
x2 -1e+005 0
b =
u1
x1 0
x2 0
c =
x1 x2
y1 1 0
y2 0 1
d =
u1
y1 0
y2 0
Электрические цепи для расчета переходных процессов
Файлы для расчета переходных процессов в RLC-цепи
% sah610;
% Основной файл. Файл -функция-sah610a.m
% Расчет переходного процесса в цепи.
L=0.1; C=10e-06; R=300; Uc0=20;
global L C R Uc0
% Исследовать процесс при вариации R от 30 до 300 Ом.
%%L=0.1; C=10e-06; R=300; Uc0=20;
%=
t0=0; tf=0.01;
x0=[0 Uc0]';
[t,x]=ode45('sah610a',[t0 tf],x0);
[t x];
UL=-x(:,2)+R*x(:,1);
plot(t,-x(:,1)*100,t,x(:,2),t,UL),grid
% Вычисление собственных значений матрицы A:
A=[-R/L 1/L;-1/C 0];
eig(A)
% sah610a.m
function y=sah610a(t,x);
global L C R Uc0
y=[-R/L 1/L;-1/C 0]*x;
разряд конденсатор сопротивление электрический
Эл. цепи для расчетов
Аналитическая форма представления уравнений состояния позволяет задавать численные значения элементов цепи (активные сопротивления, емкость, индуктивность, величину ЭДС) и получать матрицу состояния с различными динамическими свойствами.
Моделирование можно выполнять с помощью решателей дифференциальных уравнений в среде MatLAB, а также путем использования функций символьной математики с последующей проверкой результатов вычислений.
Пример 1
; ; ; ;
; ; ; ; ; .
Пример 2
; ;
; ; ;
; ; ; ; .
Пример 3
; ; ; ;
; ; ; ; ; .
Пример 4
;
; ;
; ;
; ;
; .
Пример 5
; ; ; ;
; ; ; ; ; .
Пример 6
; ;
; ;
; ; ; ;
; .
Пример 7
; ;
;
;
или
;
; ; ; ; ;
.
Пример 8
Предварительные преобразования цепи:
; ; ; ;
;
; ; ; ;
; .
Пример 9
; ; ;
; ; ; ; ; ;
.
Пример 10
; ; ;
, где ;
; ; ; ; ; .
Пример 11
Начальные условия и принужденные составляющие:
; ; ; .
Элементы матриц модели:
; ; ; ; ; .
Пример 12
Начальные условия:
; .
Принужденные составляющие:
; .
Элементы матриц модели:
; ;
; ; ;
.
Пример 13
Начальные условия и принужденные составляющие:
, где ;
; ; .
Элементы матриц динамической модели:
;; ;; ; .
Пример 14
Начальные условия и принужденные составляющие:
; ;.
Элементы матриц динамической модели:
; ; ; ; ; .
Пример 15
Начальные условия, принужденные составляющие:
; ; ; .
Элементы матриц динамической модели:
; ; ; ; ; .
Пример 16
Исходная цепь
Начальные условия и принужденные составляющие:
; ; ; .
Элементы матриц динамической модели:
, где ;
; ;
; ;
.
Цепь после эквивалентных преобразований
Пример 17
Начальные условия:
; .
Принужденные величины тока и напряжения:
; .
Элементы матриц динамической модели:
; ; ; ; ; .
Пример 18
Начальные условия и принужденные составляющие:
; ; ; .
Элементы матриц динамической модели:
; ; ; ; ; .
Пример 19
Начальные условия и принужденные составляющие:
; ; ; .
Элементы матриц динамической модели:
; ; ; ; ; .
Пример 20
Начальные условия:
; .
Принужденные величины тока и напряжения:
; .
Элементы матриц динамической модели:
; ; ; ; , .
В заключение отметим, что если известны значения токов и напряжений в переходном режиме, то могут быть без особых усилий определены токи во всех ветвях цепей и, следовательно, полностью выполнен расчет переходного процесса в любой из приведенных схем.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классический и операторный метод расчета переходных процессов в линейных электрических цепях. Основные сведения о переходных процессах в линейных электрических цепях. Общий алгоритм расчета переходных процессов в цепях первого и второго порядка.
курс лекций [1,6 M], добавлен 31.05.2010Условия возникновения и режим переходных колебаний в электрических цепях. Законы коммутации и начальные условия. Сущность классического метода анализа переходных колебаний, коммутация как любые действия, приводящие к возникновению переходных процессов.
реферат [56,5 K], добавлен 25.04.2009Определение характеристического сопротивления, переходной импульсной характеристики цепи классическим методом, комплексного коэффициента передачи цепи, передаточной функции, проведение расчета отклика цепи на произвольное по заданным параметрам.
практическая работа [485,6 K], добавлен 25.03.2010Расчеты переходных процессов в линейных электрических цепях со сосредоточенными параметрами и определение искомого напряжения на отдельном элементе схемы классическим и операторным методом. Построение графика в имитационном режиме WorkBench по этапам.
курсовая работа [59,9 K], добавлен 17.04.2011Определение значений производных в электрических цепях. Составление операторных схем замещения в переходных процессах. Входные и выходные характеристики транзистора. Графический расчет простейшего усилительного каскада транзистора с общим эмиттером.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.08.2013Методы расчета переходных процессов, протекающих в цепях второго порядка. Нахождение токов в ветвях и напряжения на всех элементах цепи классическим и операторным методами. Построение графиков зависимости токов и напряжений от времени для двух коммутаций.
реферат [547,0 K], добавлен 22.02.2016Классификация воздействий в электрических цепях. Анализ линейных электрических цепей при гармонических воздействиях. Анализ параллельной цепи переменного тока. Напряжения, сопротивления и проводимости.
реферат [160,7 K], добавлен 07.04.2007Суть классического метода расчёта для мгновенных значений всех токов цепи и напряжений на реактивных элементах после коммутации. Операторный метод расчёта для тока в катушке индуктивности, принцип действия синусоидального закона в переходном процессе.
курсовая работа [226,8 K], добавлен 07.06.2010Моделирование переходных процессов в элементарных звеньях радиотехнических цепей. Спектральные преобразования входных и выходных сигналов в элементарных звеньях радиотехнических цепей. Расчет и исследование электрических фильтров второго порядка.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 24.06.2013Методы расчета линейных электрических цепей при постоянных и синусоидальных напряжениях и токах. Расчет однофазных и трехфазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении. Исследование трехфазной цепи, соединенной звездой; четырехполюсники.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 09.02.2013Основы метода контурных токов. Решение системы контурных уравнений. Теорема взаимности. Свойства резистивных цепей и область их применения. Режим постоянного тока в электрических цепях. Понятие магазина затухания. Особенности реактивных элементов цепи.
реферат [88,5 K], добавлен 12.03.2009Изображение переходного процесса в программе электронного моделирования Electrоnic Work Bench. Расчет электрической схемы до коммутации; независимые начальные условия. Расчет напряжения на элементе, характеристическое уравнение для схемы после коммутации.
курсовая работа [330,5 K], добавлен 06.01.2015Рассмотрение принципиальной схемы ARC-цепи. Расчет нулей и полюсов коэффициента передачи по напряжению, построение графиков его амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик. Определение частотных и переходных характеристик выходного напряжения.
курсовая работа [310,2 K], добавлен 18.12.2011- Методы расчета линейных электрических цепей при импульсном воздействии. Спектральный анализ сигналов
Выполнение качественного анализа переходных процессов напряжений и токов на реактивных элементах, их расчет классическим и операторным методами. Вычисление и построение графика спектральной плотности амплитуд прямоугольного импульса и искомой переменной.
курсовая работа [351,7 K], добавлен 27.01.2010 Формулировка требований к системе и расчет параметров электропривода. Синтез регулятора тока. Расчет регулятора скорости. Исследование переходных процессов в системе подчиненного управления с помощью программы "Matlab". Синтез релейной системы.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 11.09.2009Расчет линейных электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Определение токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Метод контурных токов. Баланс мощностей цепи.
курсовая работа [876,2 K], добавлен 27.01.2013Электрические свойства кабельных линий связи. Оценка процессов распространения электромагнитной энергии вдоль кабельной цепи. Измерение сопротивления цепи и ёмкости жил прибором. Волновое сопротивление. Рабочее затухание. Измерение параметров влияния.
контрольная работа [58,0 K], добавлен 16.05.2014Методы исследования динамических характеристик систем автоматизированного управления. Оценка качества переходных процессов в САУ. Определение передаточной функции замкнутой системы, области ее устойчивости. Построение переходных характеристик системы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 29.06.2012Нахождение по заданной структурной схеме и известным выражениям для передаточных функций динамических звеньев передаточной функции. Исследование устойчивости системы, проведение ее частотного анализа и преобразования, расчет переходных процессов.
курсовая работа [302,7 K], добавлен 13.05.2009Составление расчетной электрической схемы. Расчет токов в исследуемой электрической цепи. Проверка выполнения законов Кирхгоффа. Выбор измерительных приборов и схема включения электроизмерительных приборов. Схемы амперметров выпрямительной системы.
курсовая работа [989,1 K], добавлен 24.01.2016
