Кафедра электроэнергетики и электротехники

 

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ЦЕПЕЙ

 

Методические указания

 

 

Санкт-Петербург

УДК 658.382.3:621.3

 

Рецензент канд. техн. наук, доц. Соколов В.Я.(СПбГАСУ)

 

Моделирование электрических цепей: метод.указ./ сост. В.В. Резниченко, О.П. Томчина; СПбГАСУ. – СПб., 2014 – с. 25

 

 

Методические указания к выполнению курсовой работы по моделированию электрических цепей для студентов специальности 140.000 «Электроэнергетика и электротехника».

Предназначены для выполнения курсовой работы по общей электротехнике, целью которой является закрепление знаний об основных методах расчета линейных цепей во временной и частотной областях.

Указания включают краткое изложение вопросов теории и пояснение к оформлению работы.

 

Табл. 1. Ил. 11. Библиограф. 8

 

 

Ó Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет, 2014

 

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Целью данной курсовой работы является закрепление и углубление знаний, полученных на лекциях, практических и лабораторных занятиях по курсу «Общей электротехники», а также приобретение необходимых навыков и опыта при самостоятельном освоении различных методов количественного и качественного анализа процессов передачи сигналов через линейные электрические цепи.

Расчет начинается с нахождения входной и передаточной функций заданной цепи. Затем определяются переходная и импульсная характеристики для выходного сигнала. Реакция на выходе цепи находится также:

а) при воздействии сигнала в виде одиночного импульса;

б) при периодическом несинусоидальном режиме.

Для использования вычислительных средств в курсовой работе введен раздел о формировании описания заданной электрической цепи по методу пространства состояний.

В целом с учетом содержания курса «Общей электротехники и электроники» и специфики последующих дисциплин, изучаемых студентами специальности 2203, материал курсовой работы охватывает следующие разделы теории цепей: анализ линейных электрических цепей во временной области; переходные и импульсные характеристики схемы; анализ цепей при установившемся гармоническом режиме методом комплексных амплитуд; теория четырехполюсников; методы расчета сложных цепей; использование операторного и частотных методов анализа.

 

Задание к курсовой работе

В курсовой работе исследуется цепь второго порядка с наиболее распространенной лестничной структурой. Для заданной цепи находятся входная и передаточная функции, и затем определяются переходная и импульсная характеристики для выходного сигнала. Формируются уравнения цепи через переменные состояния. Определятся спектр входного воздействия и его ширина и частотная характеристика цепи. После этого определяется спектр реакции цепи на единичное воздействия. Реакция цепи находится:

а) при воздействии сигнала в виде одиночного импульса;

б) при периодическом несинусоидальном режиме.

Задание. Резистивная нагрузка R = 1 Ом соединена с источником при помощи пассивного линейного четырехполюсника, представляющего собой цепь типа RL, RC или RLC. Возможные схемы цепей показаны на рис. 1 и 2. В табл. 1 указаны параметры схем, форма и длительность одиночного импульса для одного из вариантов расчета. Формы импульсов представлены

Рис. 1 Рис. 2

Рис.3

 

Вариант	Характеристики элементов	Характеристики сигналов
				Форма Рис.3	t, с	Амплитуда,	n = T, t
	Схема рис.1
	L = 4	R = 1	L = 2	R = 2	а	0.1
	R = 1	L = 4	R = 2	L = 1	е
	L = 2	R = 2	R = 1	L = 1	в
	R = 2	L = 1	L = 4	R = 2	г
	R = 2	R = 1	L = 1	L = 2	д
	C = 1	R = 1	C = 3	R = 2	а
	R = 1	C = 4	R = 2	C = 1	б
	C = 3	R = 1	R = 2	C = 1	в
	R = 4	C = 0.5	C = 1	R = 1	е
	R = 0.5	R = 0.5	C = 2	C = 0.5	д
	L = 0.5	R = 1	C = 2	R = 1	а
	R = 0.5	L = 2	R = 2	R = 2	б
	L = 0.5	R = 2	R = 2	C = 1	в	0.5
	C = 4	R = 1	C = 1	R = 0.5	д	0.1
	R = 1	L = 4	R = 0.5	C = 1	а
	C = 2	R = 0.5	R = 1	C = 1	г
	R = 0.5	C = 1	C = 4	R = 0.5	в
	R = 0.5	R = 1	C = 2	C = 1	а
	L = I	R = 1	L = 2	R = 0.5	е
	R = I	L = 4	R = 0.5	L = 1	в	0.5
	L = 3	R = 1	R = 0.5	L = 1	а
	R = 0.25	L = 2	L = 1	R = 1	е
	R = 0.25	R = 1	L = 1	L = 2	в
	C = 2	R = 1	L = 2	R = 0.25	д
	R = 1	C = 4	R = 0.2	L = 2	в
	C = 2	R = 1	R = 0.2	L = 4	г	0.5

L – Гн; С – Ф; R – Oм.