Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях

Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru

Графическими называются методы, в основе которых лежат графические построения на плоскости. По сравнению с рассмотренными выше аналитическими методами они обладают следующими основными преимуществами:

- отсутствием принципиальной необходимости в аналитическом выражении характеристики нелинейного элемента, что устраняет погрешность, связанную с ее аппроксимацией;

- возможностью проведения расчетов при достаточно сложных формах кривых нелинейных характеристик.

Главный недостаток графических методов заключается в получении решения для конкретных значений параметров цепи.

Основными графическими методами, используемыми при решении электротехнических задач, являются:

Метод графического интегрирования

Метод графического интегрирования основан на графическом подсчете определенного интеграла и заключается в последовательном нахождении площадей под соответствующей подынтегральной функции кривой. Он применяется для анализа электрических цепей, переходные процессы в которых описываются дифференциальными уравнениями первого порядка с разделяющимися переменными.

Метод изоклин

Данный метод является одним из наиболее широко используемых графических методов приближенного интегрирования. Он непосредственно используется для решения уравнений первого порядка вида Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru и при этом включает в себя в общем случае следующие этапы:

в плоскости Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru по уравнениям изоклин Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru (изоклина - линия равного наклона, вдоль которой функция Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru имеет постоянное значение, т.е. геометрическое место точек, для которых Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru ) строятся изоклины для различных значений углового коэффициента Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru ;

вдоль каждой изоклины наносятся черточки с наклоном, определяемым соответствующим значением Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru ;

от точки Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru соответствующей начальному условию, строится интегральная кривая так, чтобы она пересекала каждую изоклину параллельно нанесенным на ней черточкам; полученная кривая является графиком искомой зависимости Графические методы анализа переходных процессов в нелинейных цепях - student2.ru

Метод фазовой плоскости

Метод позволяет осуществлять качественное исследование динамических процессов в нелинейных цепях, описываемых дифференциальными уравнениями первого и второго порядков. При этом без непосредственного интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений данный метод дает возможность получить представление о процессе в целом. В общем случае исследования, проводимые методом фазовой плоскости, позволяют выявить зависимость характера переходного процесса от начальных условий, судить об устойчивости или неустойчивости работы цепи, устанавливать возможность появления в цепи автоколебаний с оценкой их частоты и формы и т. д.

Более подробно с графическими методами можно познакомиться в [1,2,3].

Наши рекомендации