Upload
vanida
View
162
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
3. Pārejas procesi lineārās ķēdēs. 3.1. Komutācijas pamatlikumi. 3.2. Klasiskā metode. 3.3. Operatoru metode 3.4. Pārejas procesu skaitliskie aprēķini: 3.4.1. Stāvokļa mainīgo metode. 3.4.2. Diskrēto rezistīvo shēmu metode. 3.5. Furjē transformācija. 3.4.1. Stāvokļa mainīgo metode. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
1
3. Pārejas procesi lineārās ķēdēs.
3.1. Komutācijas pamatlikumi. 3.2. Klasiskā metode.3.3. Operatoru metode3.4. Pārejas procesu skaitliskie aprēķini:
3.4.1. Stāvokļa mainīgo metode.3.4.2. Diskrēto rezistīvo shēmu metode.
3.5. Furjē transformācija.
2
3.4.1. Stāvokļa mainīgo metode.
3.4.1.1. Metodes pamatnostādnes.3.4.1.2. RC virknes slēgums.3.4.1.3. RLC virknes slēgums.3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem
elementiem.
3
Stāvokļa mainīgie – lielumi, kuriem zināmas to vērtības pirms komutācijas: 1. Spoļu strāvas.2. Kondensatoru spriegumi.Stāvokļa mainīgo metode: 3. Metodes pamatā ir diferenciālvienādojumu sistēma, kurā stāvokļa mainīgo pirmie
atvasinājumi ir izteikti ar pašiem stāvokļa mainīgajiem –šajā sistēmā atklātā veidā neparādās citas strāvas vai spriegumi.
4. Stāvokļa mainīgo atvasinājumus pēc laika skaitliski integrē ar iteratīviem Eilera algoritmiem.
1. Pirmajā iterācijā izmanto spoļu strāvu un kondensatoru spriegumu vērtības pirms komutācijas, uz kuru pamata tiek aprēķinātas jaunas šo lielumu vērtības, kuras tiek izmantotas nākošajā iterācijā.
2. Rezultātā tiek iegūtas stāvokļa mainīgo vērtības laika intervālā no pārejas procesa sākuma līdz stacionārā režīma iestāšanās brīdim. Šīs vērtības var sakārtot tabulā vai arī attēlot grafiski kā stāvokļa mainīgo pārejas procesa līknes.
3. Pārejas procesa līkņu precizitāte atkarīga no skaitliskās integrēšanas soļa – jo tas ir mazāks, jo lielāka ir precizitāte , bet jo lielāks kļūst arī izskaitļojumu apjoms. Taču pie ļoti lieliem izskaitļojumu apjomiem var uzkrāties tāda aprēķinu kļūda, kura noved pie nepareiziem secinājumiem. Tādēļ optimālais integrēšanas soļa lielums ir nosakāms sekojoši:
1. Sākotnēji izvēlās samērā lielu integrēšanas soli, piemēram, 10% no laika konstantes lieluma. Tad aprēķina pārejas procesu, kuru atspoguļo grafiski.
2. Pakāpeniski samazina integrēšanas soli. Katrā solī aprēķina un zīmē pārejas procesa grafiku. Ar katru jaunu soļa samazinājumu grafiks izmainās arvien mazāk – var vērot kā tas pamazām tiecās uz kādu robežlīkni.
3. Par optimālu integrēšanas soli uzskata tādu, kuru vēl palielinot, pārejas procesa grafiks vizuāli vairs nemainās.
3.4.1.1. Metodes pamatnostādnes.
4
3.4.1. Stāvokļa mainīgo metode.
3.4.1.1. Metodes pamatnostādnes.3.4.1.2. RC virknes slēgums.3.4.1.3. RLC virknes slēgums.3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem
elementiem.
5
)(tuR
C
i
Cu
RuI
0t
)(:0)0(
100010001100)(
:
tuAtrastu
FCkR
VUtuDots
C
C
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
6
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
)(tuR
C
i
Cu
RuI
0t
RCb
RCakurtbuau
dtdu
tuRC
uRC
RCu
RCtu
Ci
dtdu
dtduCi
Ru
RtuituuRi
t
CC
C
CCC
CC
1;1);(
)(11
)(
)()(
;0
bfaxdtdx
Stāvokļa mainīgo vienādojums
elektrotehnikā
Stāvokļa mainīgo vienādojums matemātikā
7
nt 1nt
t
nx1nx
)(tx
t
x
0t 1t 2t
1x2x
0x
xxxtffbhfahxx
xxxftffbhfahxx
xxtxxxxx
bhfahxtfbtxax
bfaxtx
consthtttxxx
tfftxx
tfftxx
tbftaxdt
tdx
tt
nn
nnnn
nn
nnnn
ttnttn
ttnttn
nn
nn
12
1111
01
0000
00
1
11
11
)(;
)0()(;
)0()0()(
;
;
)(;)(
)(;)(
)()()(
0
11
Pirmā iterācija
Otrā iterācija
funkcijalaikanezināmafunkcijalaikazināma
)()(
txtf
Sākuma noteikums
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
Eilera tiešais algoritms
8nt 1nt
t
nCu ,
1, nCu
)(tuC
t
Cu
0t 1t 2t
1,Cu 2,Cu
0,Cu
VuuuV
bhuahuus
Vuuu
Vbhuahuus
uuu
tuRC
bRC
a
sth
bhuahuuuuubhfahxxxxx
RCb
RCakurtbuau
dtdut
CCC
CC
CCC
CC
CCC
nnCCCnCnC
nnnn
CC
1991091001,01101,01
2,0.2
10100
101001,0101,011,0
0)0()0(0
100)(;11;11010111,0
;;
1;1);(
;0
1,2,
11,2,
0,1,
00,
0,
33
,,1,
1
2
1
0
ttiterācija
tta1.iterācij
ttnosacījums Sākuma
Pieņem
)(tuR
C
i
Cu
RuI
0t3.4.1.2. RC virknes slēgums.
Eilera tiešais algoritms
9
nt 1nt
t
nx1nx
)(tx
t
x
0t 1t 2t
1x2x
0x
)(;11
1
)(;11
1
)0()0()(11
1;)1(
;
;
;
)(;)(
)(;)(
)()()(
22212
11101
00
11
11
111
1111
11
11
11
0
11
tfffah
bhxah
x
tfffah
bhxah
x
xxtxx
fah
bhxah
x
bhfxahxbhfahxxxxx
bhfahxtfbtxax
bfaxtx
consthtttxxx
tfftxx
tfftxx
tbftaxdt
tdx
tt
nnn
nnn
nnnnn
nnnn
nn
nnnn
ttnttn
ttnttn
nn
nn
Pirmā iterācija
Otrā iterācija
funkcijalaikanezināmafunkcijalaikazināma
)()(
txtf
Sākuma noteikums
Eilera netiešais algoritms
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
10nt 1nt
t
nCu ,
1, nCu
)(tuC
t
Cu
0t 1t 2t
1,Cu 2,Cu
0,Cu
V
uah
bhuah
u
s
V
uah
bhuah
u
s
uuu
tuRC
bRC
a
sth
uah
bhuah
u
fah
bhxah
x
RCb
RCakurtbuau
dtdut
CC
CC
CCC
nnCnC
nnn
CC
37,171001,011
1,0109,91,011
111
12,0.2
09,91001,011
1,0101,011
111
11,0
0)0()0(0
100)(;11;11010111,011
111
1
1;1);(
;0
21,2,
10,1,
0,
33
1,1,
11
2
1
0
ttiterācija
tta1.iterācij
ttnosacījums Sākuma
Pieņem
)(tuR
C
i
Cu
RuI
0t3.4.1.2. RC virknes slēgums.
Eilera netiešais algoritms
11
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
Stāvokļa mainīgo metode
tRC
C eUtu1
1)(
algoritmstiešaisEilera)(tuC
algoritmsnetiešaisEilera)(tuC
FCR
VU
10001000100
)(st
(V)Cu
sh 1,0
V10
V19
V09,9
V37,17
s1,0 s2,0
sh 1,0 sh 1,0
12
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
Stāvokļa mainīgo metode
tRC
C eUtu1
1)(
algoritmstiešaisEilera)(tuC
algoritmsnetiešaisEilera)(tuC
FCR
VU
10001000100
)(st
(V)Cu
sh 5,0
13
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
Stāvokļa mainīgo metode
)(st
(V)Cu
sh 2,0
14
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
Stāvokļa mainīgo metode
)(st
(V)Cu
sh 1,0
15
3.4.1.2. RC virknes slēgums.
Stāvokļa mainīgo metode
)(st
(V)Cu
sh 01,0
16
3.4.1.2. RC virknes slēgums.Stāvokļa mainīgo metode
Tiešais algoritms
Netiešais algoritms
nnCC
CnCnC
bhuahuu
uuu
,
,1, ;
1,1, 111
nnCnC u
ahbhu
ahu
tRC
C eUtu1
1)( Klasiskā metode
FCR
VU
10001000100
17
3.4.1. Stāvokļa mainīgo metode.
3.4.1.1. Metodes pamatnostādnes.3.4.1.2. RC virknes slēgums.3.4.1.3. RLC virknes slēgums.3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem
elementiem.
18
)(tuR
L
i
Lu
RuI
0t
СuС
Ci
dtdu
uL
uL
iLR
dtdi
dtduCi
tuuRidtdiL
RiudtdiLu
tuuuut
C
C
C
C
R
L
CRL
11
)(
)(0
3.4.1.3. RLC virknes slēgums.
19
)(tuR
L
i
Lu
RuI
0t
СuС
0;0;1
1;1;
)()();()();()(
)()()()(
)()()()(
11
11221
11211
121
222221212
112121111
baC
a
Lb
La
LRa
tutftutxtitx
tfbtxatxadt
tdx
tfbtxatxadt
tdxCi
dtdu
uL
uL
iLR
dtdi
C
C
C
3.4.1.3. RLC virknes slēgums.
20
1,22,21,2221,121
1,11,11,2121,111
1,22,21,2221,1211,2
1,11,11,2121,1111,1
1,221,2221,121,21,2
1,111,2121,111,11,1
,22,222,1211,2
,11,212,1111,1
,22,222,121,21,2
,11,212,111,11,1
222221212
112121111
1
1
1
1
)()()()(
)()()()(
nnnn
nnnn
nnnnn
nnnnn
nnnnn
nnnnn
nnnn
nnnn
nnnnn
nnnnn
fhbxxhaxha
fhbxxhaxha
fhbxxhaxhax
fhbxxhaxhax
fhbxhaxhaxx
fhbxhaxhaxx
fhbxhaxhax
fhbxhaxhax
fhbxhaxhaxx
fhbxhaxhaxx
tfbtxatxadt
tdx
tfbtxatxadt
tdx
Eilera tiešais algoritms – (n+1) iterācijai katru
vienādojumu risina atsevišķi
Eilera netiešais algoritms – (n+1) iterācijai risina kā
vienādojumu sistēmu
3.4.1.3. RLC virknes slēgums.
21
3.4.1. Stāvokļa mainīgo metode.
3.4.1.1. Metodes pamatnostādnes.3.4.1.2. RC virknes slēgums.3.4.1.3. RLC virknes slēgums.3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem
elementiem.
22
)(:100
10
6,010
:
4
21
3
321
tiAtrast
VEEFC
HLRRR
Dots
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Šis uzdevums jau ir risināts ar klasisko
un operatoru metodēm
)(3020)( 67,66504 Aeeti tt
1R L1i 0t
Сu С 2R 3R1E
2E
a
b
2i 3i4iI II
23
1R1i
Сu 2R 3R1E
2E
a
b
2i 3i4i
1. Līdzstrāvas režīms pirms komutācijas: spoli var aizvietot ar īsslēgumu, bet kondensatoru – ar
pārtraukumu
AiAR
Eti
VuutuRRR
RE
RE
iu
ab
CababC
ab
C
10)0(;10101100001)(
0)0(;000)(
0
101
101
101
101100
101100
111
11
;0
:)0();0(:
11
11
321
32
11
1
metodimezglu2mPielietojaJāatrod
0t
Šajā rezīmā ir jāaprēķina vienīgi tie lielumi, kuri pakļaujas komutācijas
likumiem: strāva spolē un spriegums uz kondensatora
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
24
0t1R L1i
Сu С 2R1E
a
b
2i4i
)7()()(
)3()()()()2(0)()(
)1()()()(
4
421
22
11
11
dttduCti
titititutiR
Etudt
tdiLtiR
C
C
C
1. (1)-(3) vienādojumi ir Kirhofa likumi abiem kontūriem un mezglam “a”.
2. (7) vienādojums saista strāvu un spriegumu kondensatorā.
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
)2(
)3(
)7(
)1(
22
214
4
1111
Rui
iiiCi
dtdu
Lui
LR
LE
dtdi
C
C
C
I II
25
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
C
CC
C
C
C
C
uCR
iC
CRu
Ci
Cii
Ci
dtdu
EL
uL
iLR
dtdi
Rui
iiiCi
dtdu
Lui
LR
LE
dtdi
21
2
1214
1111
22
214
4
1111
11
11
)2(
)3(
)7(
)1(
nCnCnC
nCnnC
nCnn
nCnnCnC
nCnnn
nCnnCnC
nCnnn
uuhCi
dtduCi
uCR
hiChu
ELhu
Lhi
LhRi
uCR
hiChuu
ELhu
Lhi
LhRii
uCR
iCh
uu
EL
uL
iLR
hii
,1,,44
,2
,11,
1,,11
1,1
,2
,1,1,
1,,11
,11,1
,2
,1,1,
1,,11,11,1
1
1
11
11
Eilera tiešais algoritms
Eilera tiešā algoritma (n+1)-jā solī funkcijas vērtību izvēlas (n+1)-ā laika intervāla sākumā (t=n*h). Pēc šīs izteiksmes pirmo i4 vērtību var atrast laika momentā t=0, t.i., ja n=0.
26
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Eilera netiešais algoritms
nCnCn
nnCn
nCnnCnC
nCnnn
nCnnCnC
nCnnn
CC
C
uuCR
hiCh
ELhiu
Lhi
LhR
uCR
hiChuu
ELhu
Lhi
LhRii
uCR
iCh
uu
EL
uL
iLR
hii
uCR
iCdt
du
EL
uL
iLR
dtdi
,1,2
1,1
1,11,1,11
1,2
1,1,1,
11,1,11
,11,1
1,2
1,1,1,
11,1,11,11,1
21
1111
1
1
11
11
11
11
27
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Eilera netiešais algoritms
nCnCnCu
nCi
n
nnC
nC
n
u
nCn
nC
n
i
nCnCn
nnCn
uuhCi
dtduCiui
ELhi
Chu
LhR
uCh
ELhi
LhR
uLh
CRhE
Lhi
CRhu
LhE
Lhi
LCh
CRh
LhR
CRh
Ch
Lh
LhR
uuCR
hiCh
ELhiu
Lhi
LhR
nCn
nC
n
,1,1,441,1,1
1,1,1
,
1,11
,2
1,1
2,
1,1
2
2
1
2
1
,1,2
1,1
1,11,1,11
;;
11
11
111
1
1
1
1,1,1
1,
1,1
Eilera netiešā algoritma (n+1)-jā solī funkcijas vērtību izvēlas (n+1)-ā laika intervāla beigās[t=(n+1)*h]. Pēc šīs izteiksmes pirmo i4 vērtību var atrast laika momentā t=h, t.i., ja n=0.
28
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Stāvokļa mainīgo metode
)(3020)( 67,66504 Aeeti tt
algoritmstiešaisEilera)(tuC
algoritmsnetiešaisEilera)(tuC
)(st
)(4 Ai
sh 005,0
Prasītā pārejas procesa strāva i4(t) nav stāvokļa mainīgais. Tādēļ nav zināma tās vērtība i4(0) pirmajā brīdī pēc komutācijas!
Eilera netiešajā algoritmā pirmo i4(t) vērtību var atrast laika momentā t=h, t.i., ja n=0!
Lai atrastu i4(0), nepieciešams atrisināt shēmas diferenciālvienādojumu sistēmu laika momentā t=0, taču tas īsti neiederās skaitlisko metožu būtībā! Bez tam, samazinot soli h, samazinās arī vajadzība pēc i4(0) vispār (skat. nākamos grafikus!)
29
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Stāvokļa mainīgo metode
)(st
)(4 Ai
sh 002,0
Samazinot soli h, laiks t=h, kurā tiek aprēķināta pirmā i4(t) vērtība, arvien vairāk pietuvojās momentam t=0!
30
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Stāvokļa mainīgo metode
)(st
)(4 Ai
sh 0002,0
Šajā grafikā pie soļa h=0,0002s ir grūti pamanīt, ka iztrūkst i4(t)
vērtība laika momentā t=0. Bez tam, ir skaidri redzams, ka i4(t)
grafiks laika momentā t=0 tiecās uz vērtību i4(0)=10A. Tāda tā bija
arī klasiskajā metodē.
Samazinot soli h, laiks t=h, kurā tiek aprēķināta pirmā i4(t) vērtība, arvien vairāk pietuvojās momentam t=0!
31
3.4.1.4. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Stāvokļa mainīgo metode
nCnnC
nCnn
uCR
hiChu
ELhu
Lhi
LhRi
,2
,11,
1,,11
1,1
1
1
nCnCn
nnCn
uuCR
hiCh
ELhiu
Lhi
LhR
,1,2
1,1
1,11,1,11
1
1
nCnCn uuhCi ,1,,4
Tiešais algoritms
Netiešais algoritms
Meklējamā funkcija (tiešais
algoritms)
nCnCn uuhCi ,1,1,4
Meklējamā funkcija (netiešais algoritms)
32
3. Pārejas procesi lineārās ķēdēs.
3.1. Komutācijas pamatlikumi. 3.2. Klasiskā metode.3.3. Operatoru metode3.4. Pārejas procesu skaitliskie aprēķini:
3.4.1. Stāvokļa mainīgo metode.3.4.2. Diskrēto rezistīvo shēmu metode.
3.5. Furjē transformācija.
33
3.4.2. Diskrēto rezistīvo shēmu metode.
3.4.2.1. Metodes pamatnostādnes.3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem
elementiem.
34
3.4.2.1. Metodes pamatnostādnes.
Stāvokļa mainīgie – lielumi, kuriem zināmas to vērtības pirms komutācijas: 1. Spoļu strāvas.2. Kondensatoru spriegumi.Diskrēto rezistīvo shēmu metode:3. Metodes pamatā ir diferenciālvienādojumu sistēma, kura netiek pārveidota normālformā,
bet tiek atstāta negrozītā veidā saskaņā ar shēmas Kirhofa vienādojumiem.4. Saskaņā ar Eilera netiešo algoritmu šajos vienādojumos stāvokļa mainīgo pirmie
atvasinājumi tiek aizvietoti ar galīgiem pieaugumiem, bet paši mainīgie – ar to vērtībām integrēšanas intervāla galapunktā.
5. Skaitliskais aprēķins katrā iterācijā balstīts uz sākotnējās shēmas pārveidi par rezistīvu shēmu, kurā saglabāti sākotnējie avoti un pieslēgi vēl papildus avoti. Katrs shēmas reaktīvais elements aizvietots ar rezistora un papildus avota slēgumu, pie kam papildus avotu vērtības ir proporcionālas stāvokļa mainīgo vērtībām iepriekšējā iterācijā. Tādējādi katrā iterācijā tiek rēķinātas zaru strāvas saskaņā ar aprēķinu metodēm stacionārās ķēdēs. Pirmajā iterācijā izmanto spoļu strāvu un kondensatoru spriegumu vērtības pirms komutācijas. Katrā nākamajā iterācijā obiligāti jāatrod arī stāvokļu mainīgo jaunās vērtības.
6. Tā kā shēmas forma iterācijās nemainās, bet mainās tikai papildus avotu vērtības, tad šo rezistīvo aizvietošanas shēmu var sastādīt tieši no sākotnējās shēmas bez diferenciālvienādojumu sastādīšanas. Arī vienādojumu sistēmas forma aizvietošanas shēmu strāvu aprēķinam iterācijās nemainās, bet mainās tikai to papildus avotu vērtības.
7. Iegūtās pārejas procesa līknes pareizību var pārbaudīt, pielietojot citu metodi, piemēram, Eilera tiešo algoritmu. Sakritības gadījumā palielinās iespēja, ka aprēķins nesatur kļūdas.
35
nLnLnLnLL
nLL
L ihLi
hL
hii
LtiLu
dtdiLu ,1,
,1,1,;
LuL
Li
a
b
nLn ihLE ,
1, nLi
1, nLuhLRL
a
b
1, nLunLn iJ ,hLRL
1, nLi
a
b
L
nn
nLn
L
REJ
JREconstRconsth
Induktivitātes aizvietošanas shēmas
3.4.2.1. Metodes pamatnostādnes.Diskrēto rezistīvo shēmu metode
36
nCnCnC
nCnCnCnCC
nCC
C
uiChu
uhCu
hC
huu
Ct
uCidt
duCi
,1,1,
,1,,1,
1,;
nCn uE ,
1, nCi
1, nCuChRC
a
b
C
nn
nCn
C
REJ
JRE
constChRconsth
Kapacitātes aizvietošanas shēmas
CuC
Ci
a
b
1, nCunCn uhCJ ,
1, nCi
a
b
ChRC
3.4.2.1. Metodes pamatnostādnes.Diskrēto rezistīvo shēmu metode
37
)(:100
10
6,010
:
4
21
3
321
tiAtrast
VEEFC
HLRRR
Dots
1R L1i 0t
Сu С 2R 3R1E
2E
a
b
2i 3i4i
3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Šis uzdevums jau ir risināts ar klasisko
un operatoru metodēm, kā arī ar
stāvokļa mainīgo metodi
Diskrēto rezistīvo shēmu metode
III
38
1R1i
Сu 2R 3R1E
2E
a
b
2i 3i4i
1. Līdzstrāvas režīms pirms komutācijas: spoli var aizvietot ar īsslēgumu, bet kondensatoru – ar
pārtraukumu
AiAR
Eti
VuutuRRR
RE
RE
iu
ab
CababC
ab
C
10)0(;10101100001)(
0)0(;000)(
0
101
101
101
101100
101100
111
11
;0
:)0();0(:
11
11
321
32
11
1
metodimezglu2mPielietojaJāatrod
0t
Šajā rezīmā ir jāaprēķina vienīgi tie lielumi, kuri pakļaujas komutācijas
likumiem: strāva spolē un spriegums uz kondensatora
3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.Diskrēto rezistīvo shēmu metode
39
0t1R
1ni
1, nСu
2R1E
a
b
1,2 ni1,4 ni
nihL
1, nLu
hL
nCu ,
Ch
1R L1i
Сu С 2R1E
a
b
2i4i
3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.Diskrēto rezistīvo shēmu metode
III
40
0t1R
1ni
1, nСu
2R1E
a
b
1,2 ni1,4 ni
nihL
1, nLu
hL
nCu ,
Ch
224
11
24
4,1
1,
0,01,
1;;1
;
0;10;0
RG
hCG
LhRh
hLR
G
GGG
GuGihLE
VuAi
nCn
na
Cnb
GihLEi
uiChu
Gui
nnanbn
nbna
nCnnC
nCnbnan
11,1,1
1,1,
,1,41,
4,1,1,1,4
3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.Diskrēto rezistīvo shēmu metode
Eilera netiešā algoritma (n+1)-jā solī funkcijas vērtību izvēlas (n+1)-ā laika intervāla beigās[t=(n+1)*h]. Pēc šīs izteiksmes pirmo i4 vērtību var atrast laika momentā t=h, t.i., ja n=0.
41
3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Diskrēto rezistīvo shēmu metode
)(st
)(4 Ai
)(3020)( 67,66504 Aeeti tt
metode shēmu rezistīvo DiskrētoalgoritmsnetiešaisEilera)(tuC
sh 005,0
Prasītā pārejas procesa strāva i4(t) nav stāvokļa mainīgais. Tādēļ nav zināma tās vērtība i4(0) pirmajā brīdī pēc komutācijas!
Eilera netiešajā algoritmā pirmo i4(t) vērtību var atrast laika momentā t=h, t.i., ja n=0!
Lai atrastu i4(0), nepieciešams atrisināt shēmas diferenciālvienādojumu sistēmu laika momentā t=0, taču tas īsti neiederās skaitlisko metožu būtībā! Bez tam, samazinot soli h, samazinās arī vajadzība pēc i4(0) vispār (skat. nākamos grafikus!)
42
3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Diskrēto rezistīvo shēmu metode
)(st
)(4 Ai
sh 002,0
Samazinot soli h, laiks t=h, kurā tiek aprēķināta pirmā i4(t) vērtība, arvien vairāk pietuvojās momentam t=0!
43
3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.
Diskrēto rezistīvo shēmu metode
)(st
)(4 Ai
sh 0002,0
Šajā grafikā pie soļa h=0,0002s ir grūti pamanīt, ka iztrūkst i4(t)
vērtība laika momentā t=0. Bez tam, ir skaidri redzams, ka i4(t)
grafiks laika momentā t=0 tiecās uz vērtību i4(0)=10A. Tāda tā bija
arī klasiskajā metodē.
Samazinot soli h, laiks t=h, kurā tiek aprēķināta pirmā i4(t) vērtība, arvien vairāk pietuvojās momentam t=0!
44
3.4.2.2. Sazarota ķēde ar diviem reaktīviem elementiem.Diskrēto rezistīvo shēmu metode
GihLEi
uiChu
Gui
RG
hCG
LhRh
hLR
G
GGG
GuGihLE
VuAi
nnanbn
nCnnC
nCnbnan
nCn
na
Cnb
11,1,1
,1,41,
4,1,1,1,4
224
11
24
4,1
1,
0,01,
1;;1
;
0;10;0
)(3020)( 67,66504 Aeeti tt Klasiskā metode
Meklējamā funkcija
(netiešais algoritms)
45
Ķēžu teorijas 2. mājas darba uzdevuma papildinājums ar diviem papildpunktiem:P1. Atrast pārejas procesa līkni ar stāvokļa mainīgo metodi, skaitliskajam aprēķinam izmantojot
Eilera tiešo un netiešo algoritmus. Darba kārtība:1. Shēmai sastāda stāvokļa mainīgo vienādojumu sistēmu normālformā.2. Ar jebkuru datorprogrammu, kura pieļauj cikliskus aprēķinus, izveidot iteratīva procesa
aprakstu.3. Integrēšanas soļa lielums h jāizvēlās tāds, pie kura pārejas procesa līknes, kuras veidotas
ar abiem Eilera algoritmiem, satuvinātos gandrīz kopā. 4. Darba protokolā jāparāda izvedums stāvokļa mainīgo vienādojumu sistēmai
normālformā no shēmas pēckomutācijas diferenciālvienādojumiem, kādi tie tika sastādīti klasiskajā metodē. Jāizsaka arī lielums, kuram rēķina pārejas procesu.
5. Darba protokolam jāsatur iteratīvā procesa programmas izdruka, bet pašai programmai jābūt pieejamai digitālā formā zibatmiņā.
6. Darba protokolam jāpievieno pārejas procesa līkņu datorizdrukas ar tādu integrēšanas soli, kurš apmierina 3. punkta nosacījumus. Abas skaitliskā aprēķina līknes jāpapildina ar precīzu pārejas procesa līkni, veidotu pēc klasiskajā metodē iegūtās izteiksmes. Visas šajā punktā veidotās trīs līknes uzzīmēt vienā grafikā.
7. Darba protokolam jāpievieno arī pārejas procesa līkņu datorizdrukas ar tādu integrēšanas soli, kurš ir vairākas reizes lielāks kā iepriekšējā punktā (solim h jābūt tādam, lai līknes, kuras veidotas ar abiem Eilera algoritmiem, jūtami atšķirtos viena no otras). Abas skaitliskā aprēķina līknes jāpapildina ar precīzu pārejas procesa līkni, veidotu pēc klasiskajā metodē iegūtās izteiksmes. Visas šajā punktā veidotās trīs līknes uzzīmēt vienā grafikā.
P2. Atrast pārejas procesa līkni ar diskrēto rezistīvo shēmu metodi, skaitliskajam aprēķinam izmantojot Eilera netiešo algoritmu (skat. nākamo slaidu!)
46
Ķēžu teorijas 2. mājas darba uzdevuma papildinājums ar diviem papildpunktiem:P2. Atrast pārejas procesa līkni ar diskrēto rezistīvo shēmu metodi, skaitliskajam aprēķinam
izmantojot Eilera netiešo algoritmu. Darba kārtība:1. Sākotnējai shēmai sastāda ekvivalentu diskrēto rezistīvo shēmu. Ekvivalentajai shēmai
sastāda Kirhofa likumu vienādojumus.2. Ar jebkuru datorprogrammu, kura pieļauj cikliskus aprēķinus, izveidot iteratīva procesa
aprakstu.3. Integrēšanas soļa lielums h jāizvēlās tāds, pie kura pārejas procesa līkne, kura veidota
saskaņā ar Eilera netiešo algoritmu, satuvinātos kopā ar pārejas procesa precīzo līkni, kura iegūta ar klasisko metodi.
4. Darba protokolā jāparāda ekvivalentās diskrētās rezistīvās shēmas Kirhofa likumu, kontūrstrāvu vai mezglu-potenciālu metodes vienādojumi, uz kuriem balstīsies iteratīvais algoritms. Jāizsaka arī lielums, kuram rēķina pārejas procesu.
5. Darba protokolam jāsatur iteratīvā procesa programmas izdruka, bet pašai programmai jābūt pieejamai digitālā formā zibatmiņā.
6. Darba protokolam jāpievieno pārejas procesa līknes datorizdrukas ar tādu integrēšanas soli, kurš apmierina 3. punkta nosacījumus. Skaitliskā aprēķina līkne jāpapildina ar precīzu pārejas procesa līkni, veidotu pēc klasiskajā metodē iegūtās izteiksmes. Abas šajā punktā veidotās līknes uzzīmēt vienā grafikā.
7. Darba protokolam jāpievieno arī pārejas procesa līkņu datorizdrukas ar tādu integrēšanas soli, kurš ir vairākas reizes lielāks kā iepriekšējā punktā (solim h jābūt tādam, lai līkne, kura aprēķināta ar diskrēto rezistīvo shēmu metodi, jūtami atšķirtos no iepriekšējā punktā iegūtās). Skaitliskā aprēķina līkne jāpapildina ar precīzu pārejas procesa līkni, veidotu pēc klasiskajā metodē iegūtās izteiksmes. Abas šajā punktā veidotās līknes uzzīmēt vienā grafikā.