Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации
Южно - Уральский государственный Университет
Пояснительная записка
к курсовой работе по курсу «Основы теории цепей»
ЮУрГУ – К.2007.14.000.ПЗ
Нормоконтроль: Руководитель:
В.М. Коровин В.М. Коровин
_____________ ____________
“__”_______2005 “__”______2005
Автор проекта:
студент гр. ПС-234
Голощапов К. И.
Курсовая работа
защищена с оценкой
______________
“__”_______2005
Челябинск
2005
|
Министерство образования Российской Федерации Южно-Уральский государственный университетФакультет: ПС Кафедра: ЦРТСЗАДАНИЕ по курсовой работе студенту группы ПС-234 Голощапову Кириллу
1. Тема работы: “Анализ линейной динамической цепи ” 2. Срок сдачи работы: _____________________ 3. Исходные данные к работе: Вариант № 14 Индукторы: L1 = 1.6181 мГн, L2 = 0.5000 мГн, L3 = 1.6181 мГн Конденсаторы: С1 = 0.6180 нФ, С2 = 0.6180 нФ Резисторы: R1 = 1 кОм, Rн = 1кОм 4. Содержание расчетно-пояснительной записки: - таблица исходных данных; - электрическая схема фильтра, системы уравнений цепи; - комплексная функция передачи; - карта полюсов и нулей; - АЧХ и ФЧХ и импульсные характеристики. 5. Перечень графического материала. 6. Дата выдачи задания:_____________________________ |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
|||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
|||||
|
Разработал |
Голощапов К. И. |
Исследование и анализ линейной динамической цепи |
Литер |
Лист |
Листов |
||||
|
Проверил |
Коровин В.М. |
К |
2 |
19 |
|||||
|
Т.контроль |
ЮУрГУ Кафедра ЦРТС |
||||||||
|
Н.контроль |
|||||||||
|
Утвердил |
|||||||||
|
Руководитель: Коровин В.М. Задание принял к исполнению: Подпись студента:__________ Аннотация Порядок, объем, и содержание выполнения работы определены в учебном пособии к курсовой работе. В данной работе исследуется линейная реактивная цепь, нагруженная на резистор и питаемая от источника ЭДС. С помощью метода узловых напряжений составляется система уравнения цепи в математической и скалярной форме. Используя скалярные и математические преобразования, находится комплексная функция передачи. Строится карта полюсов и нулей функции передачи, логарифмическая АЧХ и полулогарифмическая ФЧХ, импульсные и переходные характеристики. В ходе выполнения работы использовались программы: Mathcad 2000 Professional, для вычислений и построения графиков. Micro-Cap 7.0, для построения графиков. |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
3 |
||||
|
Содержание: Введение……………………………………………………………………….
Заключение…………………………………………………………………… Список литературы…………………………………………………………... 5 6 6 8 12 12 15 18 19 |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
4 |
||||
|
ВВЕДЕНИЕ В данной работе я провожу исследование и анализ линейной динамической цепи. По имеющимся данным, составляется схема линейной реактивной цепи, нагруженной на резистор и питаемой от источника ЭДС. Так же составляется система уравнений цепи в скалярной и матричных формах, применяя метод узловых напряжений или метод обобщенных чисел. Находится комплексная функция передачи для гармонического режима. Составляется карта полюсов и нулей функции передачи. Находятся значения, и строится графики ЛАЧХ и ФЧХ по имеющемуся выражению функции передачи. Выделив линейный участок построенной АЧХ в полосе задержания, находится крутизна среза в децибелах на декаду и октаву. По линейному участку ФЧХ в полосе пропускания находится групповое время задержки сигнала в цепи как крутизну ФЧХ в микросекундах. Проводится исследование цепи во временной области. |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
5 |
||||
|
1. ТАБЛИЦА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ. Элемент цепи Наминал Узлы подключения L1 1.6181 мГн 1-0 L2 0.5000 мГн 2-0 L3 1.6181 мГн 3-0 Rн 1 кОм 3-0 С1 0.6180 нФ 1-2 С2 0.6180 нФ 2-3 R1 1 кОм 1-0
2. СХЕМА ЦЕПИ. Воспользовавшись исходными данными, получим заданную электрическую цепь.
Рисунок электрической цепи по исходным данным.
|
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
6 |
||||
|
Преобразуем данную схему электрической цепи с помощью теоремы об эквивалентном генераторе тока. Рисунок преобразованной электрической цепи.
, ,, , , , Подставим значения в уравнения для узлов цепи. (1) + -= (2) +-=0 (3) +=0 Преобразуем эти уравнения, выделив коэффициенты при напряжениях. (1) - + = (2) - + - = 0 (3) - + = 0 |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
7 |
||||
|
Представим матрицу узловых напряжений.
3. Комплексная функция передачи Комплексную функцию передачи найдем с помощью метода звездного числа. Преобразуем исходную цепь, выделив в ней узлы подключения элементов. Рисунок преобразованной цепи для метода звездного числа.
Главная диагональ матрицы проводимостей для цепи будет равна (предварительно помножив все строки на ): , , , Перейдем к матричной форме записи (сделав замену ): |) = |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
8 |
||||
|
Комплексную функцию передачи найдем по формуле: = |) = Найдем по правилам метода обобщенных чисел: = [|)]mod2 = = =
=
=
|
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
9 |
||||
|
|) = Найдем по формуле: = [|)]mod2 = = = = = = = Подставим значения в формулу для вычисления комплексной функции передачи и раскрыв скобки выделим коэффициенты при каждом значении.
|
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
10 |
||||
|
Подставим числовые значения в это выражение (делая обратную замену ): = Произведем замену на . =
Разделим все коэффициенты на коэффициент при пятой степени: = |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
11 |
||||
|
4. Карта полюсов и нулей. Функция передачи имеет один ноль s=0. Полюса функции передачи найдем, приравняв знаменатель к нулю. =0
Решив это уравнения, найдем полюса. P1 = P2,3 = P4,5 = Карта полюсов и нулей. 5. АЧХ и ФЧХ. Для нахождения АЧХ и ФЧХ в комплексной функции передачи сделаем замену p на jω. = Найдем как ||. |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
12 |
||||
|
График АЧХ в логарифмических осях координат будет иметь вид:
На линейном участке построенной АЧХ в полосе задержания, найдем крутизну среза как , в моем случае Найдем ФЧХ как |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
13 |
||||
|
График ФЧХ представим в полулогарифмических осях координат. |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
14 |
||||
|
На линейном участке построенной ФЧХ в полосе пропускания, найдем групповое время задержки сигнала как в моем случае . 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ. Функцию g(t) и h(t) будем искать по следующим формулам:
+ |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
15 |
||||
|
График переходной характеристики h(t) Функцию g(t) находим, так же как и h(t). График переходной характеристики g(t) |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
16 |
||||
|
Графики переходных характеристик h(t) и g(t) |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
17 |
||||
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения данной работе я научился составлять электрическую цепь по заданным данным. Составлять для нее систему уравнений узловых напряжений. Рассчитывать комплексную функцию передачи, находить для нее полюса и нули и строить для них карту полюсов и нулей. Находить АЧХ и ФЧХ строить для них графики. Также ознакомился с тем, как ведет себя эта цепь со временем. Анализ полученных данных: Мы провели комплексное исследование фильтра и определили его основные характеристики. Данный фильтр обладает большой крутизной среза в полосе задержания . Фаза на частоте инвертируется вследствие того, что на резонансной частоте происходит изменение реакции цепи с индуктивной на емкостную. Определили вид переходных процессов, вызванные воздействием функции h(t) и g(t). |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
18 |
||||
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1.Бакалов В.П. Основы теории электрических цепей и электроники. – М.: Радио и связь, 1989. 2.Лунц Г.Л Функции комплексного переменного. Операционное исчисление. – М.: Наука, 1964 3.Матханов П.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. – М.: Высш. шк., 1990. 4.Новгородцев А.Б. Расчет электрических цепей в Matlab 6.0. – СПб.: Питер, 2004. 5.Попов В.П. Основы теории цепей. – М.: Высш. шк., 1985. 6.Разевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью MC 7.0. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003. |
|||||||||
|
ПС-2007.14.000.ПЗ |
Лист |
||||||||
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
19 |