Методи аналізу перехідних процесів - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа

Визначення класичним, оперативним і спектральним методами реакції лінійного електричного кола на підключення джерела живлення. Використання цих методів при проектуванні нових телекомунікаційних пристроїв. Моделювання перехідного процесу за допомогою ЕОМ.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

5. Моделювання перехідного процесу за допомогою ЕОМ
Основна мета роботи - засвоєння методів аналізу перехідних процесів шляхом розв`язку задач по визначенню реакції лінійного електричного кола на підключення джерела живлення або дію періодичного сигналу. Схеми, які розглядаються в роботі, представляють спрощені моделі окремих пристроїв лінійного тракту каналу зв`язку.
Поставлена задача розв`язується класичним, операторним та спектральним методами.
Виконати моделювання перехідного процесу за допомогою ЕОМ.
Визначити класичним методом реакцію кола на підключення джерела живлення. Побудувати графік функції , провести аналіз.
Визначити операторним методом реакцію кола на підключення джерела живлення. Побудувати графік функції , провести аналіз. Порівняти отримані результати з результатами попереднього завдання.
Розрахувати спектральним методом і побудувати амплітудно-частотний та фазо-частотний спектри вихідного сигналу , якщо на вході кола діє періодична послідовність прямокутних імпульсів напруги с параметрами .
Виконати моделювання перехідного процесу за допомогою ЕОМ.
Вихідні дані для 8 варіанту визначаємо по таблиці, згідно них схема має вигляд (рис.1.1.):
Параметри кола мають наступні значення:
Для знаходження реакції кола на розмикання ключа класичним методом скористаємося його скороченою формою. Його суть полягає у тому, що вигляд функції, що описує перехідний процес, для кола з одним реактивним елементом - індуктивність, відомий, це розв'язок лінійного диференціального рівняння першого порядку. Він має вигляд:
Всі ці складові ми можемо визначити розглянувши кілька ситуаційних станів кола.
Перший випадок - момент часу (рис 2.1.). Ми рахуємо, що коло перебувало в стані, коли ключ був замкнений, тобто присутні не нулеві початкові умови, знайдемо їх:
Наступний випадок - момент часу безпосередньо після комутації - . Ключ розмикається, але контур містить реактивний елемент, струм через який, не може різко змінитися (згідно закону комутації), тому:
Ми знайшли струм в момент комутації, тепер знайдемо значення струму при встановленому режимі - в момент часу . Струм через індуктивність досягне максимального значення, і індуктивність набуде максимальної провідності-тепер вона являє собою закорочення. (рис.2.2).
Рис.2.2 Коло при встановленому процесі
Знайдемо струм на індуктивності L, враховуючи, що індуктивність можна замінити закороченням:
Тепер маючи знаючи значення сили струму індуктивності на L в момент комутації і в установленому режимі можемо знайти вільну і вимушену складові:
Залишилося знайти сталу кола. Ця величина обернена сталій часу кола з протилежним знаком, що рівна:
Схема кола для підрахунку еквівалентного опору приведена на рисунку 2.3.
Рис.2.3 Схема кола для підрахунку еквівалентного опору відносно L
Тепер знайдемо сталу часу - час, за який напруга змінюється в разів:
Маючи вільну і вимушену складові та сталу часу, запишемо функцію, за якою змінюється струм на індуктивності L:
перехідний джерело живлення телекомунікаційний
Графік цієї функції зображено на рисунку 2.4. Це експоненціальна функція від аргумента з протилежним знаком.
Рис.2.4 Графік зміни напруги при перехідному процесі на R4
Отримана функція описує наступний процес. При розмиканні ключа напруга на опорі R4 за експоненціальним законом зростає від 5,49 В до 10,7В і переходить в установлений режим, оскільки в колі міститься лінійний реактивний елемент.
Операторний метод відрізняється від класичного тим, що пошук розв'язку задачі проводиться не з дійсними величинами, а їхніми "зображеннями" в комплексній області, що значно спрощує сам процес, оскільки диференціювання та інтегрування заміняється множенням і діленням. Для початку складемо операторну схему заміщення (рис.3.1.), де замість "оригіналів" струмів і напруг базуються їхні "зображення". Врахуємо також нулеві початкові умови:
Рис.3.1 Схема для розрахунку кола методом контурних струмів
Розрахунок кола будемо проводити за допомогою методу контурних струмів. Відповідно до схеми складемо систему рівнянь:
Тепер потрібно перейти до оригіналу функції, для цього скористаємося теоремою розкладання. Коротко опишемо її.
Якщо зображення має вигляд раціонального дробу:
і один з коренів рівняння , рівний нулю , тобто
то оригінал функції матиме вигляд:
Знайдемо нулі функції, тобто корені многочлена чисельника:
Отримані результати повторюють отримані попереднім методом.
Сутність спектрального методу полягає у тому, щоб визначити, як впливає контур на сигнал, що може бути розкладений на складові гармоніки за допомогою перетворення Фур'є, на різних частотах, змінюючи їхню амплітуду і фазу. Згідно завдання нам дано вхідний сигнал - послідовність прямокутних відеоімпульсів, який можна зобразити на часовій діаграмі так, як на рис.4.1.
Рис.4.1 Вхідний сигнал - послідовність прямокутних відеоімпульсів
Визначимо період слідування прямокутних імпульсів:
Ми рахуємо, що більшість енергії передається першими двома арками спектру сигналу, тому достатньо обчислення вести для перших двох арок спектру сигналу:
Спектральна щільність вхідного періодичного сигналу визначається по формулі:
Визначимо частотний спектр вхідного сигналу - послідовність частот складових гармонік. Циклічна частота складових:
- циклічна частота слідування імпульсів.
Можна було б виразити і через просту частоту гармонік:
Визначимо амплітудно-частотний спектр вхідного сигналу - залежність амплітуд гармонік від їхньої частоти. Перша складова у формулі спектральної щільності - це амплітуда нулевої гармоніки (середнє значення напруги):
Амплітуди наступних гармонік визначаються за формулою:
Фазо-частотний спектр вхідного сигналу - це залежність значень початкових фаз гармонік від їх частоти. Початкові фази складових визначаються за формулою:
де - номери гармонік, - номер арки.
Слід зазначити, що при початкова фаза не визначена, оскільки , тобто коли амплітуда рівна нулю, ми не можемо говорити про кут початкової фази. Умовно ми будемо записувати на цьому місці нулі. Результати розрахунків занесемо до таблиці 4.1.
Ми визначили спектри вхідного сигналу:
- амплітудно-частотний спектр (АЧС Вх.);
Таблиця 4.1 АЧС і ФЧС вхідного сигналу
Варто зауважити, що спектр періодичного сигналу дискретний. Спектри вхідного сигналу - послідовності прямокутних відеоімпульсів, зображено на рис.4.2. - АЧХ, на рис.4.3. - ФЧХ.
Рис.4.2 Амплітудно-частотний спектр вхідного сигналу
Рис.4.3 Фазо-частотний спектр вхідного сигналу
5. Моделювання перехідного процесу за допомогою ЕОМ
Моделювання перехідного процесу виконаємо за допомогою Qucs - програмного забезпечення, що відноситься до вільного. Quite Universal Circuit Simulator - універсальний симулятор електричних кіл.
Рис. 5.1 Змодельоване електричне коло в Qucs
На графіку можна побачити як при розмиканні ключа напруга на опорі R4 за експоненціальним законом зростає від 5,49 В до 10,7 В
Класичний метод наочно показує суть перехідних процесів, але занадто клопіткий при розрахунках і не придатний при великій кількості інертних елементів. Операторний метод досить простий навіть при великій кількості реактивних елементів, придатний для розрахунку кіл за допомогою ЕОМ. Спектральний метод дає можливість порівняти спектри вхідного та вихідного сигналів, що дуже корисно при практичних застосуваннях.
Струм і напруга в колах, що містять лінійні інертні елементи, не можуть змінюватися стрибкоподібно. Їх зміна відбувається із уповільненням за експоненціальним законом, наближаючись до встановленого режиму - реактивні елементи вносять свої корективи. Основними недоліками чотирьохполюсників, що містять ємність і/або індуктивність при проходженні імпульса є:
o згладжування переднього і заднього фронтів імпульса;
o запізнення в часі наростання максимуму та спадання до мінімуму імпульсу;
o нерівномірний вплив на амплітуду на різних частотах;
o фазова дисперсія сигналу - розмиття імпульса;
o перевантаження обладнання під час перехідних процесів та ін.
Найчастіше такі явища виникають на фізичних каналах зв'язку як паразитні, оскільки їм притаманні паразитні ємність та індуктивність, наприклад, в парі симетричного кабелю. Але ці ж властивості чотирьохполюсників виконують і корисну роботу, так на їх принципах будують частотні фільтри, фазоповертачі і фазоінвертори, електрогенератори, стабілізатори, згладжувачі та ін.
Класичний, операторний та спектральні методи потрібно знати і використовувати при проектуванні нових телекомунікаційних пристроїв.
1. Завдання та методичні вказівки до виконання курсової роботи по темі "АНАЛІЗ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ В ЛІНІЙНОМУ ЕЛЕКТРИЧНОМУ КОЛІ", Київ 2009, Укладачі: Бондаренко В.М, Верескун Л.Б.
2. Бессонов Л.А. Гл.8. Переходные процессы в линейных электрических цепях // Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник. -- 11-е изд., перераб. и доп. -- М.: "Гардарики", 2007. -- С.231, 235-236. -- 701с. --5000 экз. -- ISBN 5-8297-0046-8 , ББК 31.21, УДК 621.3.013(078.5)
3. http :// www . ups - info . ru / index . php ? link =160655 - сайт компанії "ЛАНДАТА"
4. http :// ru . wikipedia . org / - вільна енциклопедія "Вікіпедія. РУ"
5. Гололобов В.Н. Qucs и FlowCode. Программы для тех, кто интересуется электроникой
Формування електричного кола із заданою конфігурацією. Проведення аналізу перехідних процесів для отримання дискретного сигналу. Обчислення інтегралу та перехідної від напруги. Визначення математичного очікування, відхилення, дисперсії та потужності. контрольная работа [2,3 M], добавлен 10.05.2013
Складання системи рівнянь за законами Кірхгофа. Визначення струмів у всіх вітках схеми методом контурних струмів, вузлових потенціалів. Розрахунок розгалуженого електричного кола гармонійного струму. Моделювання електричного кола постійного струму. контрольная работа [3,5 M], добавлен 07.12.2010
Аналіз різних видів блоків живлення, їх переваги і недоліки. Імпульсна природа пристроїв. Конструкція БЖ форм-фактору АТХ без корекції коефіцієнта потужності. Моделювання блока живлення в програмі Micro-Cap. Розробка блоку живлення для заданого девайсу. контрольная работа [326,4 K], добавлен 16.03.2016
Методи розрахунку лінійного кола при дії на нього періодичного несинусоїдного сигналу. Визначення повної та активної потужності, яку споживає коло та його параметри на гармоніці. Етапи дослідження передаточної функції і побудування графіків АЧХ і ФЧХ. практическая работа [215,9 K], добавлен 13.02.2010
Методи моделювання динамічних систем. Огляд методів синтезу. Математичне забезпечення вирішення задачі системи управління. Моделювання процесів за допомогою пакету VisSim. Дослідження стійкості системи управління. Реалізація програмного забезпечення. дипломная работа [3,8 M], добавлен 07.11.2011
Корекція коефіцієнта потужності. Структурна схема електропостачання передавального радіоцентра. Електроживлення автоматичних телефонних станцій: система електроживлення ПС-60/48 У, блок індикації й сигналізації, пристрій захисту акумуляторної батареї. курсовая работа [822,8 K], добавлен 13.07.2013
Основні поняття теорії стійкості. Головні методи аналізу стійкості положення рівноваги. Елементи теорії лінійних диференційних рівнянь із періодичними коефіцієнтами. Аналіз стійкості періодичного режиму, розрахованого часовим та спектральним методом. контрольная работа [130,0 K], добавлен 15.03.2011
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Методи аналізу перехідних процесів контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
8 Марта Сочинение
Сочинение Правила Поведения В Обществе
Должен Ли Человек Искать Смысл Жизни Сочинение
Контрольная Работа No 1 Многочлены
Контрольная работа по теме Порядок предъявления и загрузки мясомолочной продукции
Контрольная работа по теме Эффективность политики привлечения заемных средств
Реферат: Рихард Вагнер и Павел Жуковский
Темы Курсовых Дошкольному Возрасту
Реферат: Современное состояние и перспективы развития безналичных расчетов в РФ
Практическое задание по теме Расчет оптимизационных моделей
Контрольная работа по теме Нейминг в туристических фирмах
Доклад по теме Концепции 'Конца истории' Френсиса Фукуямы и 'Столкновения цивилизаций' Сэмюэля Хантингтона
Дипломная работа: Методы оценки и повышение конкурентоспособности предприятия на примере ООО "Скотный двор"
Скачать Реферат Mysql
Курсовая Работа Дидактические Игры
Сочинения Ивана Баркова
Реферат: Снова о контрактах: законодательство и судебная практика
Дипломная работа по теме Анализ коммерческой деятельности ООО 'Оренбургский хладокомбинат'
Божья Тварь Вариант 5 Сочинение
Контрольная работа по теме Внебюджетные фонды Российской Федерации
Порядок осуществления процедуры банкротства. Учет и анализ банкротств - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа
Особенности судопроизводства с участием присяжных заседателей - Государство и право курсовая работа
Правовое регулирование прекращения уголовного дела - Государство и право дипломная работа