大规模实时电路程序分析方法

手工求解理想电压源和理想电流源激励下的大规模实时电路全部支路电流、电压、功率的工作量极大,很难快速完成。通过扩展电路支路概念,有序化电路节点和电路支路,建立电路参数的拓扑矩阵,可以快速列出电路节点电压方程。设计出快速建立方程、快速求解方程所需的Mathematica程序,以解决大规模实时电路的快速求解问题。     

一条不尽完善的规则

遇到交直流线性复杂电路时,要运用基尔霍夫定律或其复数形式去求解。对于有P条支路,n个节点的任意复杂线性电路,拓扑学中有一条定理告知,总可以列出m=[p-(n-1)]个彼此独立的基尔霍夫第二方程组。加上从n个节点可以列出的(n-1)个独立的基尔霍夫第一方程组,总共有P个充分必要的独立方程数,完全能求解所有P条支路上的未知电流数,因此理论上利用基尔霍夫定律能求解一切复杂的线性电路问题。     

电路基本分析方法的探讨

电路的结构形式是多种多样的，对于复杂的电路，常用的基本分析方法有支路电流法、回路电流法、网孔电流法、结点（节点）电压法等。当电路中有理想电流源支路和理想电压源支路存在时。由于电流源支路的电压和电压源支路的电流是未知的，必须采用特殊方法才能求解。     

一种同时求解电路全部响应对全部参数灵敏度的算法

给出了一种电路灵敏度分析的新方法，只要能建立电路的改进节点方程，且该方程的系数矩阵的逆存在，就可同时求得全部响应（节点电压、电压源电流）对各参数的微分灵敏度，该法尤其适用于在电路设计时需同时求多个输出对多参数灵敏度的场合，而采用灵敏度网络法或伴地则需求解多次，另外，对电路作适当预处理，可以同时求得有关支路电流响应对各参数的灵敏度，按文中的方法编制了软件，经多个算例验证，方法是有效、可皓     

线性网络节点电流迭加原理及广义的节点电位方程

线性网络中,支路电流的迭加原理是众所周知的。本文介绍节点电流的迭加原理,导出广义的节点电位方程,并推论出受控源电路具有迭加性。对于仅含电压源或受控电压源为支路的线性网络,能以最少的方程数目求解。     

复杂非线性电阻电路的优化分析方法

以复杂非线性电阻电路分析为背景，将电路分析的基本原理和计算方法相结合，以电路电流和节点电位为设计变量，以每个支路的电位关系和节点电流关系为条件来构造优化目标函数，提出一个复杂非线性电路的优化分析计算方法。并编制计算程序计算一个具体非线性电路算例，表明计算精确高，结果准确，为复杂电路计算提供了良好的分析方法。     

复杂电路某一支路电流的求解

戴维南定理和电源等效变换在求解过程中使电路形式发生了由复杂电路向简单电路的转变,计算方法因此由难变易。当电路的支路数目较多而节点数目较少时,运用节点电压法是一种更好的选择。     

双绕组变压器集总等效电路频率响应的电路矩阵算法研究

为准确、高效地计算含线饼数量较多的双绕组电力变压器集总参数等效电路的频率响应,对电路方程的矩阵算法展开研究。根据双绕组等效电路结构和各支路所接元件特点,建立了等效电路的广义支路,并据此构建了等效电路的支路电压、电流矩阵;通过选择节点、独立回路和独立割集,基于基尔霍夫电压、电流定律,推导了等效电路频率响应的节点电压、独立回路电流与独立割集电压方程的矩阵算法;特别地,提出了等效电路的独立割集选取方法,避免了选择基本割集时需要选定电路图的树支与连支这一复杂步骤;基于Multisim电路仿真软件验证了所提算法的正确性。从电路方程矩阵的装配时间、方程求解时间以及总计算时间对3种算法进行了对比,结果表明：对于含线饼数量较多的双绕组变压器,独立割集电压方程矩阵算法具有最高的计算效率;若考虑前期的独立割集选择时间,节点电压矩阵算法则更具优势。     

动力学问题的时域微分求积法

针对动力学问题的线性和非线性问题,提出了一种全新有效的方法——时域微分求积法.本方法直接针对动力学问题的控制微分方程,在时间域采用微分求积法(differential quadrature method),得到求解域中各时间节点处动力响应位移场为全部待定参数的方程组,只需一次求解该方程组即得到全部待定参数,进而得到各节点的动力响应位移场,再由高阶Lagrange插值得到全部求解域内的动力响应位移场,进而依据该响应位移场得到该动力学问题的响应周期.算例结果表明,本方法具有明显优于传统的数值方法(如newmark法和wilsonθ-法)的精度和计算效率,可作为一种有极好研究价值的求解动力学问题的新方法.     

高阶动态电路数值解法

用手工求解描述高阶动态电路的微分方程初值问题几乎是不可能的。在MATLAB环境中编程运行可以快速给出高阶动态电路的时域数值解,必要时物理建模和数据拟合还可以得到解析解。高阶动态电路问题的MATLAB程序解法,通用性强,程序设计简单,对电路阶数和信号源几乎无限制。实例展示列写高阶动态电路状态方程的技巧,编写MATLAB程序给出状态方程数值解及可视化输出的关键思路。     

用广义相量法求解动态电路强制响应

当动态电路的激励是时间函数时，求电路全响应的关键是强制分量的求解。通常采用设特解方式进行。本文针对一些常见激励，给出一种新的方法──广义相量法．从而将微分运算变换成相量的代数运算，使强制分量的求解得到简化．     

MATLAB在动态电路分析中的应用

通过几个具体的电路实例,介绍了MATLAB的电路分析方法在动态电路分析方面的应用．利用MATLAB的dsolve函数来求解电路的微分方程（组）;用diff函数求导数,根据电压（电流）求出电流（电压）;利用plot函数绘制电压和电流的变化曲线;利用Simulink功能可直接建立电路仿真模型,使解题过程变得简单、便捷．     

短路电流为控制量的节点电压法分析

节点电压法是常用的电路系统分析方法之一,但当电路有短路线,并且短路电流是受控源控制量时,无法利用传统的节点电压方程的标准形式正确求解这类电路。讨论并分析了这类问题,得出在不改变电路原有网络拓扑结构的情况下,只有把短路电流(即控制电流)当作电流源时,才能得出正确的结果,并且给出了这种情况下合理的解释。该解释扩展了用节点电压法的标准形式求解电路的应用范围,完善了节点电压法通用的求解形式,更有利于以后的教学。     

计算机在处理硫化铵溶液酸度方面的应用

酸度的处理方法原有代数法和对数图解法。代数法的优点是准确 ,但在处理复杂的酸碱体系的酸度时要求解高次方程 ,数学处理十分复杂 ,为避免求解高次方程不得不进行一系列有条件的简化。而寻找简化的条件不仅同样是一件麻烦的事情 ,而且简化的同时也就弱化了代数法的优点。应用计算机就可以克服此种困难 ,使代数法的优点得以充分体现。这就产生了第三种水溶液酸度的强有力的处理方法———计算机法。本文把硫化铵溶液酸度准确的、简化的计算机原理系统化 ,应用计算机处理     

饱和土中变截面大直径桩纵向振动理论解和数值解对比分析

基于饱和多孔介质理论,对饱和土中变截面大直径桩的纵向振动特性进行研究。首先根据饱和土动力控制方程,得出大直径桩侧土体复刚度,桩底采用黏弹性支承,再将桩身按变截面分段,采用能考虑横向惯性效应的Rayleigh-Love杆模型建立大直径桩的动力方程。结合初始条件、边界条件和连续条件,利用阻抗递推法求解变截面大直径桩-土动力方程耦合方程得出桩顶频域解析解,通过卷积定理和逆傅里叶变换得出桩顶速度时域半解析解。然后利用ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型,将数值解和理论解在桩身存在软硬夹层、变截面以及变截面段桩的长度和位置变化等情况进行了对比分析,利用数值计算解验证了理论计算模型的正确性。     

求代数方程组数值解的智能新方法

本文针对解代数方程组计算复杂和非线性方程组的解难以得到问题，提出了一种适合于不同类型方程组的通用算法．模拟生物进化过程，利用仅以变异作为唯一基因操作的EP方法来求方程组的最优解或次最优解．首先建立智能化的通用方程组，再利用改进的EP方法(在自适应方法中引入小生境思想)来求解方程组．算法既简单又具有通用性，最后举例说明本方法的有效性．     

代数方程复根的诺模图求解

对于代数方程,其解都可能存在的复根,而对于偶次代数方程,则存在其解均为复根的可能性。本文提出了用诺模图求解代数方程复根的方法。其方法简单易行,并且所得其解的精度对一般的工程计算是足够的。     

环状结构分析的矩阵递归法

采用矩阵递归法解决环状结构的力学计算问题。推广了广义三对角方程组的递推法,以矩阵作为递归元,对矩阵递推方程直接求解,不需形成整体方程组,节省了计算时间和存贮空间。文章的最后给出了算例。     

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

基于动态阻抗补偿的双馈式风力发电机低电压穿越新策略

低电压穿越(LVRT)能力是限制双馈式风力发电机(DFIG)大规模并网运行的瓶颈问题。电网电压跌落时保持定子端电压稳定是解决LVRT的根本所在。提出一种动态阻抗补偿机端电压的新策略,当检测到电网电压下降时,流经快速调节后动态阻抗的电流迫使DFIG机端电压升高,确保定子端电压处于可控范围之内。通过单相等值电路分析了LVRT过程中电机内部各量的变化,证明了机端电压补偿策略的可行性,并给出动态电阻的实现电路。最后通过仿真验证了该补偿策略下电机内部响应均符合低电压穿越要求。