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
Псковский государственный университет
Отчёт
по лабораторной работе №1
«Автоматизация расчета переходных процессов в схемах с управляемыми источниками»
Выполнил:
студент гр. 0024-04
Васильев А.С.
Проверил: преподаватель
Сохор Ю.Н.
Псков
2012г.
Цель работы: построить расчетную схему замещения с управляемым источником, составить алгоритм расчета в соответствии с методом контурных токов, построить график переходного процесса.
Задание:
R1 = 10 кОм
С1 = 1 мкФ
U = 1 В
Rн = 100 кОм
Rвх = 10 Мом
Rвых = 10 Ом
k = 104
Рис.1. Исходная схема
Порядок выполнения работы:
контурных токов.
1. Составим электрическую схему замещения устройства
Рис.2. Электрическая схема замещения устройства
Значения параметров схемы:
R1 = 104 Ом C1 = 10-6 Ф R0 = 0 Ом e1 = 1 В
R2 = 104 Ом C2 = 10-6 Ф Rin = 106 Ом e2 = k*URin В
R3 = 104 Ом C3 = 10-6 Ф Rout = 10 Ом k = 104
Rn = 105 Ом
Начальные условия:
Uc10 = 0
Uc20 = 0
Uc30 = 0
2. Представим все ветви в виде обобщённых ветвей и укажем токи
Рис.3. Преобразованная схема.
3. Составим алгоритм расчёта переходного процесса методом контурных токов
Расчетный шаг и время переходного процесса:
dt=0.00000005
Tsum=0.0000035
Выражения для расчёта начальных условий на ветвях с ёмкостями:
Uc10 = U10
Uc20 = U20
Uc30 = U30
Выражения для расчёта параметров обобщённых ветвей
а) неинерционные ветви:
z1 = R0 e1 = 1
z4 = R3 e4 = 0
z5 = R2 e5 = 0
z9 = Rn e9 = 0
z10 = R1 e10 = 0
б) инерционные ветви для метода Эйлера:
z2 = dt/C2 e2 = - U20
z3 = dt/C2 e3 = - U30
z6 = dt/C2 e6 = - U60
в) управляемый источник:
z7 = Rin; z8 = Rout; z87 = - k * z7; e8 = -k * e7;
Контурная топологическая матрица:
Ik1 Ik2 Ik3 Ik4
z1 1 0 0 0
z2 0 1 1 0
z3 -1 1 0 0
z4 0 0 -1 0
C = z5 0 1 0 0
z6 1 0 0 0
z7 1 0 -1 0
z8 0 0 1 -1
z9 0 0 0 1
z10 0 1 0 0
4. Программная реализация на языке SciLab
clear; // очистка данных
// Ввод параметров
U=1; R1=10000; R2=10000; R3=10000; k=10000; C1=0.000001; C2=0.000001; C3=0.000001; Rin=10000000; Rout=10; Rn=100000;
// Ввод начальных условий
Uc10=0; Uc20=0; Uc30=0;
// Ввод расчетного шага dt и времени переходного процесса
dt=0.00000005; Tsum=0.0000035;
Nt=floor(Tsum/dt); // расчет числа точек
// Ввод формул для присвоения начальных условий машинным переменным
U30=Uc10; U20=Uc20; U60=Uc30;
// Ввод выражений для расчета сопротивлений и источников неинерционных ветвей
z(1,1) = 0; e(1) = U;
z(4,4) = R3; e(4) = 0;
z(5,5) = R2; e(5) = 0;
z(7,7) = Rin; e(7) = 0;
z(9,9) = Rn; e(9) = 0;
z(10,10) = R1; e(10) = 0;
// Ввод выражений для расчета сопротивлений и источников инерционных ветвей
z(2,2) = dt/C2; e(2) = - U20;
z(3,3) = dt/C1; e(3) = - U30;
z(6,6) = dt/C3; e(6) = - U60;
// Ввод выражений для расчета сопротивлений и источников управляемых ветвей
z(7,7) = Rin; z(8,8) = Rout; z(8,7) = - k * z(7,7); e(8,8) = -k * e(7);
// Ввод контурной матрицы
C=[ 1 0, 0, 0;
0, 1, 1, 0;
-1, 1, 0, 0;
0, 0, -1, 0;
0, 1, 0, 0;
1, 0, 0, 0;
1, 0, -1, 0;
0, 0, 1, -1;
0, 0, 0, 1;
0, 1, 0, 0];
// Расчет контурных сопротивлений и проводимостей
Zk = C'*z*C; Yk=Zk^(-1);
// Ввод выражений для объявления массивов, выводимых на графики
Un(1)=0; In(1)=0; t(1)=0;
for n=2:Nt, //Задание цикла по n
//расчет контурных э.д.с.
ek = C'*e;
//расчет контурных токов
ik=Yk*ek;
//расчет токов и напряжений во всех ветвях
i = C*ik; U = z*i - e;
// Ввод выражений для расчета новых начальных условий
U20=U(2); U30=U(3); U60=U(6);
// Ввод выражений для расчета э.д.с., зависящих от начальных условий
e(2) = - U20; e(3) = - U30; e(6) = - U60;
// Ввод выражений для массивов тока и напряжения, выводимых на график
Un(n) = U(9); In(n) = i(9);
// расчет нового значения времени
t(n) = t(n-1) + dt;
end; // конец цикла по n
plot2d(t,[-1*Un, -10000*In ],leg='U@I') // построение графиков
xgrid(2) // задание сетки
5. После выполнения программы получаем графики изменения тока и напряжения на нагрузке Rn