网络分析与综合试题1 (7)

感激相遇 分享 2020-06-21 下载文档

??YU???????Ibee?YeR?Ib?Ig??Ig,?1?YeR?Ib?YeUe??1?YeR?Ig ???1?YR??1YU???? Ibeee?Ig?YbUe?Ig

(1―3―22) (1―3―23)

这里 Yb?YbR??1?YeR??1Ye

可以证明式(1―3―19)与式(1―3―23)中?1?YeR??1Ye以后面只需求出Zb或Yb即可。

⑵ 含有电压控制电压源时

???1?Ze?R,即Zb?Yb?1,所

???U?当第i条支路上有一个受第d条支路电压控制的电压源U则式(1―3―16)didied时,

可以表示为

??U??U??U??zI???????U?? UUbieigidieiei?Ugi??diUed?zeiIei?Ugi??di?bdgd???U????U??U??时,式(1―3―7)可以表示为 当Udebg??ZI????U??,?1???U??ZI??UUbbMe?Ug???bgbbMe??1???Ug ???1????1ZI???UbbMe?Ug?ZbIe?Ug

(1―3―24) (1―3―25) (1―3―26)

这里 Zb?Zb???1???ZbM

?1

或 Zb?Zb???1????1Ze(当M?0时)

⑶ 电流控制电压源和电压控制电压源均存在时

当遇到电流控制电压源和电压控制电压源都有的情况时,应该首先考虑电压控制电压源的影响,再考虑电流控制电压源的影响,即

首先有:Zb?Zb???1???ZbM

然后有:Zb?Zb?R?Zb??R??1???ZbM?R

或 Zb??1???Ze?R(当M?0时)

?1Yb?R?Zb?R

?1?1?1 (1―3―27)

(1―3―28)

【例1―3】已知:,试画出对应的有向图,并求矩阵Bf及Qf。 解:由

24

⒊ 有受控电流源的标准支路

?Idi?Ibi?Ieizei 或 yei?U??ei?Igi??Ugi???Ubi?图1―3―3 有受控电流源的标准支路

??I??I??I? 此处式(1―3―1)为:Ibieidigi (1―3―29)

⑴ 含有电流控制电流源时

???I?当第i条支路上有一个受第d条支路电流控制的电流源Ididied时,则由式(1―3―

29)可以得到流过第i条支路的电流为

??I??I??I??yU???????Ibieidigieiei??diIed?Igi?yeiUei??di?Ibd?Igd??Igi

???I????I??I??时,式(1―3―10)可以表示为 当Idebg??YU???????Ibee???Ib?Ig??Ig,?1???Ib?YeUe??1???Ig ???1????1YU????Ibee?Ig?YbUe?Ig

(1―3―30)

这里 Yb?Yb???1????1Ye,Zb?Yb?1

⑵ 含有电压控制电流源时

(1―3―31)

??gU?当第i条支路上有一个受第d条支路电流控制的电流源Ididied时,则由式(1―3―

29)可以得到流过第i条支路的电流为

??I??I??I??yU???Ibieidigieiei?gdiUed?Igi

??gU?时,式(1―3―10)可以表示为 当Ide??YU???????Ibee?GUe?Ig??Ye?G?Ue?Ig?YbUe?Ig

(1―3―32)

这里 Yb?YbG?Ye?G,Zb?Yb?1

(1―3―33)

25

⑶ 电流控制电流源和电压控制电流源均存在时

当遇到电流控制电流源和电压控制电流源都有的情况时,应该首先考虑电流控制电流源的影响,再考虑电压控制电流源的影响,即

首先有:Yb?Yb???1????1YbM

然后有:Yb?Yb?G?Yb??G??1????1YbM?G

1Zb?G?Yb??G

(1―3―34) (1―3―35)

【例1―4】已知:,试画出对应的有向图,并求矩阵Bf及Qf。 解:由

⒋ 包含有各种受控电源的标准支路

?Idi?Ibi?zei 或 yeiIei???Uei??Udi???Ugi??Igi??Ubi图1―3―4 标准支路

?我们研究的网络都是线性时不变网络,因而讨论图1―3―4所示的标准电路的等效阻抗时,只需把前面讨论各种结果都考虑进来就可以了,但要注意的是考虑的顺序问题。根据前面讨论关系来看,应该先考虑电压控制电压源和电流控制电流源的影响,再考虑电流控制电压源和电压控制电流源的影响:

⑴ 电压控制电压源和电流控制电流源

???U?若先考虑电压控制电压源Udidied的影响时,可以得到式(1―3―25)

Zb?Zb???1???ZbM

?1Yb?Yb??Zb???1???ZbM?1

?1?1

(1―3―36)

(1―3―37)

??1??1?1?1????ZbM???YbM?1???

???I?再考虑电流控制电流源Ididied的影响时,可以由式(1―3―31)得到

26

Yb?Yb????1???Yb???1???YbM?1???

1Zb?Zb???Yb?????1???YbM?1????1?1

?1?1

?1 (1―3―38)

??1??1?1?1?????1???YbM?1?? ??1???ZbM?1???(1―3―39)

???I?或先考虑电流控制电流源Ididied的影响时,可以得到式(1―3―31)

Yb?Yb???1???YbM??1???YbM

1Zb?Zb??Yb????1???YbM?1?1

?1?1 (1―3―40)

(1―3―41)

??1??1?1?1????YbM???ZbM?1???

???U?再考虑电压控制电压源Udidied的影响时,可以由式(1―3―25)得到

Zb?Zb????1???Zb???1???ZbM?1???

?1Yb?Yb???Zb????1???ZbM?1????1?1

?1?1

?1 (1―3―42)

??1?

?1?1?1?????1???ZbM?1?? ??1???YbM?1??? (1―3―43)

比较式(1―3―42)和式(1―3―39),可有

Zb???Zb??

(1―3―44)

比较式(1―3―43)和式(1―3―38),可有

Yb???Yb??

(1―3―45)

⑵ 电流控制电压源和电压控制电流源

??rI?先考虑电流控制电压源Udidied的影响时,可以由式(1―3―19)得到

?1Zb?Zb??R?Zb???R??1???ZbM?1????R,Yb?Yb??R?Zb??R

?1 (1―3―46)

??gU?再考虑电压控制电流源I由式(1―3―33)得到总的支路阻抗矩阵为: didied的影响,

1Yb?Yb??RG?Yb??R?G,Zb?Zb??RG?Yb? ??RG

(1―3―47)

??gU?或先考虑电压控制电流源Ididied的影响,由式(1―3―33)得到:

1 Yb?Yb??G?Yb???G??1???YbM?1????G,Zb?Zb??G?Yb???G (1―3―48)

?1??rI?在此基础上再考虑电流控制电压源Udidied的影响时,可以由式(1―3―19)得到总

的支路阻抗矩阵为:

?1Zb?Zb??GR?Zb??G?R,Yb?Yb??GR?Zb??GR

(1―3―49) (1―3―50)

这里显然也应该有:Zb??GR?Zb??RG,Yb??GR?Yb??RG

至此为止,我们已经讨论了各种情况下的支路阻抗矩阵的求解方法,所以在后面在网络

27

的求解过程中,对这部分就不再累叙了,而直接使用Zb或Yb,即用图1―3―1就可以了。

1.3.2 节点分析法

关联矩阵A每一行表征的是节点与支路之间的关系,那么如果用A的一行与电流列向量相乘,得到的是一个节点的电流之和,于是根据基尔霍夫节点电流定律KCL可以得到矩阵形式的方程:

??0 AIb (1―3―51)

关联矩阵A每一列,即AT表征的是支路与节点之间的关系,用AT与节点电压列向量相?表示的各支路电压U?: 乘可以得到用节点电压Unb??ATU? Ubn (1―3―52)

对整个电路而言,支路电流与电压的关系式为式(1―3―9)

??Y?U??U???I? Ibbbgg (1―3―53)

将式(1―3―53)代入式(1―3―51)得

??U???AI??AYU???AYb?Ubggbb?AYbUg?AIg?0

??A?I??YU?AYbUbgbg?

将式(1―3―52)代入得

??A?I??YU?AYbATUngbg?

(1―3―54)

令

Yn?AYbAT

(节点导纳矩阵)

??A?I??YU?Jngbg? (节点等效电流源列向量)

于是式(1―3―54)可以写成

??J? YnUnn

??Y?1J??Y?1A?I??YU? Unnnngbg?

(1―3―55)

现在,我们可以按照以下步骤求出各待求量:

⒈ 依电路画出相应的有向图,求出关联矩阵A及AT;

28


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