Название: Методы расчета сложных электрических цепей
Вид работы: контрольная работа
Рубрика: Коммуникации и связь
Размер файла: 275.5 Kb
Скачать файл: referat.me-170071.docx
Краткое описание работы: Проектирование в прикладном пакете MATLAB аналогового фильтра Баттерворта верхних частот и произвольного фильтра. Система для метода контурных токов, расчет собственных и взаимных сопротивлений контуров, токов и напряжений в методе контурных токов.
Методы расчета сложных электрических цепей
Уральский государственный технический университет – УПИ
Кафедра автоматики и управления в технических системах
Методы расчета
сложных электрических цепей
Екатеринбург
Расчетное задание
Для заданной электрической цепи, в которой ,
, а остальные параметры указаны в таблице, требуется рассчитать:
· все токи и напряжения методом контурных токов;
· все токи и напряжения методом узловых напряжений;
· ток через сопротивление R6 методом эквивалентного генератора.
Номер схемы | ![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
2 | 8 | 16 | 5 | 91 | 180 | 100 | 120 |
Метод контурных токов
Составим систему для метода контурных токов:
(1)
Найдем собственные и взаимные сопротивления контуров:
,
,
.
,
,
.
Подставим найденные значения и данные значения
в систему (1):
Решая систему, находим:
,
,
.
Из схемы видно, что:
,
,
.
Соответственно, значения напряжений (рассчитываем по закону Ома: ):
,
,
,
,
,
.
Метод узловых напряжений
Прежде, чем применять метод узловых напряжений, преобразуем все источники напряжения в эквивалентные источники тока:
,
,
,
,
,
.
Рассчитаем собственную и взаимную проводимости:
,
,
.
,
,
.
Найдем токи в источниках по формуле :
,
,
.
Запишем узловые токи:
,
,
.
Составим систему для метода узловых напряжений:
(2)
Подставим найденные значения и
в систему (2):
Решая систему, находим:
,
,
.
Из схемы видно, что:
,
,
,
,
,
.
Соответственно, значения сил токов (рассчитываем по закону Ома: ):
,
,
,
,
,
.
Метод эквивалентных источников
С помощью эквивалентных преобразований, заменим исходную схему на следующую:
Для этого, рассчитаем напряжение между точкам А и Б методом контурных токов:
Контурные уравнения:
Тогда, эти уравнения и имеют матричный вид:
Подставим конкретные значения:
Из решения этой системы, имеем:
.
Выразим токи в ветвях через контурные токи:
Подставим конкретные значения:
Найдем напряжение на отрезке АБ:
Замкнем все источники напряжения и найдем входное сопротивление внешней цепи:
Рассчитаем сопротивление полученной цепи. Для этого преобразуем ее следующим образом:
Рассчитаем сопротивления R13 , R14 , R34 :
Найдем общее сопротивление цепи:
Заменим внешнюю, по отношению к ветви, цепь, содержащую сопротивление R6, эквивалентным источником напряжения:
Тогда:
Результаты расчётов токов и напряжений в методе контурных токов практически совпали с результатами метода узловых напряжений, небольшие отклонения связаны с округлениями при вычислениях. Значение тока I6 , найденное методом эквивалентного генератора, совпало со значениями, полученными в методах контурных токов. Это говорит о правильности расчётов.
1) Проектирование фильтра Баттерворта верхних частот:
Wp=2*pi*8e3 рад/с – частота, ограничивающая область подавления;
Ws=2*pi*1e4 рад/с – гарантированная частота области пропускания;
Rp=3 дБ – уровень полосы подавления;
Rs=30дБ – уровень полосы пропускания;
Построение АЧХ фильтра:
[n, Wc]=buttord (Wp, Ws, Rp, Rs, 's') – определение порядка фильтра и частоты на уровне 3 дБ;
[z, p, k]=buttap(n) – способ аппроксимации фильтра;
[b, a]=zp2tf (z, p, k) – низкочастотный прототип фильтра;
[bt, at]=lp2hp (b, a, Wc) – переход к высоким частотам;
f=linspace (0,2e4,100) – определение полосы частот;
k=freqs (bt, at, 2*pi*f) – модульАЧХ;
plot (f, abs(k)) – построение АЧХ:
2) Построение фильтра, тип которого не известен:
m=[zeros (1,11), ones (1,5), linspace (0. 9,0,10)];
f=[0:25]*100;
plot (f, m):
fn=[fn 1] – добавляем количество нормированных частот до 1;
m=[m 0] – количество амплитуд должно равняться количеству частот;
b=fir2 (100, fn, m);
k=freqz (b, 1, fn);
plot (fn, abs(k))
freqz (b, 1)
Вывод: В ходе лабораторной работы с помощью прикладного пакета MATLAB были спроектированы аналоговый фильтр Баттерворта верхних частот и произвольный фильтр. Графики, полученные в ходе проектирования прилагаются в отчете.
Похожие работы
-
Инженерный расчет активных фильтров 2
Министерство образования и науки Украины Приазовский государственный технический университет Кафедра ЭПП Пояснительная записка к курсовой работе
-
Частотные фильтры электрических сигналов
Содержание 1 Введение 3 2 Исходные данные для расчета пассивных RC-фильтров 4 3 Расчет параметров элемента фильтра 5 4 Вывод 8 Приложение А 9 Приложение Б 10
-
Моделирование пассивных и активных фильтров
Моделирование пассивных фильтров низкой частоты: однозвенных и двухзвенных. Пассивные и активные высокочастотные фильтры. Параметры элементов трехконтурного режекторного фильтра. Описание полосового фильтра активного типа. Электрическая схема фильтра.
-
Математические основы теории систем
Саратовский Государственный Технический Университет Балаковский Институт Техники Технологии и Управления Кафедра: Специальность: Курсовая работа
-
Исследование возможностей коррекции динамических свойств линейной системы газового привода
Влияние постоянной времени на динамические свойства системы привода. Рациональное определение параметров фильтра. Схема скорректированной системы привода. Характеристики скорректированной системы привода до и после уменьшения постоянных времени фильтра.
-
Основные свойства и методы расчета линейных цепей постоянного тока
Метод уравнений Кирхгофа и расчет режима простейших цепей методом сворачивания или свертки. Способ наложение и теорема об эквивалентном генераторе. Передача мощности от активного двухполюсника в нагрузку. Соответствующие преобразования структуры цепи.
-
Расчет сложных электрических цепей постоянного тока с использованием закона Кирхгофа
Составление баланса мощностей для электрической схемы. Расчет сложных электрических цепей постоянного тока методом наложения токов и методом контурных токов. Особенности второго закона Кирхгофа. Определение реальных токов в ветвях электрической цепи.
-
Применение резистивных электрических цепей в радиотехнических устройствах
Основы 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.
-
Активный фильтр низких частот
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Тип фильтра определяется допустимой неравномерностью его АЧХ в полосе пропускания. При =0 выбирается фильтр Баттерворта, а при
-
Проектирование и анализ активного электрического фильтра
Разработка активного электрического фильтра Баттерворта 6-го порядка на основе идеального операционного усилителя (ОУ). Изучение проектирования фильтров при использовании современных методов расчета – программы Microcap. Построение АЧХ и ФЧХ фильтра.