第三章多端口网络3_第1页
第三章多端口网络3_第2页
第三章多端口网络3_第3页
第三章多端口网络3_第4页
第三章多端口网络3_第5页
已阅读5页,还剩72页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、本科时所列的节点电压方程,是以选定网络,N,内,某一节点,为,参,考,点而列写的,1,全节点方程,n,n,n,I,U,Y,称为,定,导纳阵,1,n,Y,其,方程数,等于,独立节点数,n-1,非奇异,存在,n,Y,3-6,全节点电压,方程与,不定,导纳阵,P131,若把电位,参考,点改在电路,N,的,外部,则得到电路的,全部节点,电压,为变量的,n,个方程,n,n,i,I,U,Y,称为,全节点电压方程,求法与原来相同,1,1,n,n,n,n,T,a,b,a,n,n,i,I,U,A,Y,A,Y,显然,Y,i,的,行,是线性,相关的,det,Y,i,0,Y,i,是,奇异,的,1,Y,i,不存在,称为

2、,不定导纳阵,此不定意指参考点任意选定,由于,参考点,选在电网络,N,外,全节点电压方程和不定导纳阵,非常灵活,可用于,不同网络,的,连接,和,同一网络,的,变换,2,意义(应用,I,n,中去掉,I,nk,就得到以网络,N,中,k,节点,为参考点的,节点,电压方程,n,n,n,I,U,Y,例如,划去,i,Y,的,k,行,k,列得,n,Y,从,U,n,中去掉,U,k,各端,U,1,U,2,U,3,U,n,作为激励,数值上等于各节点电压,,各端,电流作为零状态响应,I,1,I,2,In,按线性叠加,可以得到,n,个端,子电流表达式,N,I,1,I,2,I,n,U,1,U,2,U,n,设,N,中,不

3、含独立源且零状态,n,n,i,I,U,Y,1,1,n,n,n,n,I,U,N,I,1,I,2,I,n,U,1,U,2,U,n,n,k,j,U,I,y,k,i,U,k,j,jk,i,2,1,0,nn,n,n,n,n,i,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,2,1,2,22,21,1,12,11,称为,n,端网络的不定导纳参数,其物理意义,j=k,短路驱动点导纳,j,k,短路转移导纳,与多口网络的短路导纳相似,但又有不同。一个是,端口,电流,端口,电压,这里是,端电压、端电流,如,是除第,k,端外,其余各端都与参考点短接,0,i,U,i,k,N,I,1,I,2,I,n,U,1,U,2,U,n,

4、Y,i,称为,零和,矩阵,1,0,n,k,k,I,11,12,1,21,22,2,1,2,n,n,i,i,n,n,nn,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,YU,I,Y,Y,Y,M,M,M,3,不定导纳阵,Y,i,的,基本性质,n,个端子可对应原网络的,n,个节点,各端子可与网络,外,的参考点,之间施加电压源(参考点可能与,N,相连,也可能不与,N,相连,1,Y,i,的零和特性,1,1,1,0,2,0,n,kj,k,n,jk,k,Y,Y,每列之和,每行之和,1,2,1,1,1,0,n,n,n,k,k,kn,k,k,k,Y,Y,Y,U,0,0,0,1,0,n,k,k,I,1,2,U,n,u,u,u,M,

5、1,0,n,kj,k,Y,n,n,nn,n,n,n,n,I,I,I,U,U,U,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,2,1,2,1,2,1,2,22,21,1,12,11,具有任意性,每列之和为零,1,0,n,jk,j,k,Y,U,1,2,0,n,jk,k,Y,每行之和,让,j,端子,与,外,部,参考点,之间接入,U,j,相当于,电压源,其余,支,路,开路,由于,N,中无独立源,I,j,0,1,0,n,jk,k,Y,N,I,1,I,j,I,n,U,1,U,j,U,n,0,j,I,无电流,通路,U,j,1,2,3,j,U,U,U,U,L,L,1,2,3,0,j,I,I,I,I,L,L,1,1,2

6、,2,1,0,j,j,j,jn,n,n,jk,k,k,I,Y,U,Y,U,Y,U,Y,U,因为,U,j,具有任意性,每行之和为零,Y,i,为,零和矩阵,因此,所有一阶,代数,余子式相等,称为,等余因子,特性,2,Y,i,为奇异阵,所以,det,Y,i,0,Y,i,1,不存在,所以称不定导纳矩阵,3,Y,i,的等余因子特性:任意两个元素的代数余子式相等,1,1,det,0,i,j,j,jk,jk,jn,jn,Y,Y,Y,Y,1,2,n,j,jk,k,Y,Y,由前式得,带入上式得,2,2,1,1,det,i,j,j,j,jk,jk,j,Y,Y,Y,1,0,jn,jn,j,Y,ij,11,12,nn

7、,i,j,1,2,n,由于,Y,jk,无论取何值,上式都成立,所以,1,1,jk,j,k,n,任一行的一阶代数余子式皆相等;同样,按照列展开,可,得任一列的一阶代数余子式相等,所以有,4,不定导纳阵的,运算,端子接地与浮地,短路收缩,开路抑制,网络并联,求端口的短路导纳阵,1,端子接地与浮地,端子接地,将,n,端网络的第,k,个端子选为参考点,所以,U,k,0,可以划去,Y,i,中,第,k,列,另外,第,k,个端子电流,I,k,仅仅是其余端子电流之和的负值,所以可不在变量中出现,Y,i,中删去第,k,行。如此将,n,端网络的第,k,个,端子选为参考点,相当于把对应的不定导纳矩阵,Y,i,的,第

8、,k,行和第,k,列都删除,得到一个,n,1,阶方阵,Y,det,Y,不再为“零”,故称,为,定导纳矩阵,33,32,31,23,22,21,13,12,11,i,y,y,y,y,y,y,y,y,y,Y,以端子,3,为公共端构成双口网络,n,sc,Y,y,y,y,y,Y,22,21,12,11,N,3,1,2,N,3,1,2,例,三端网络的不定导纳矩阵为,N,1,2,3,N,1,2,3,11,12,21,22,n,y,y,Y,y,y,22,21,12,11,22,12,21,11,22,21,22,21,12,11,12,11,3,2,1,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y

9、,y,y,Y,i,端子浮地,现以,2,端作为公共端,并在,3,端和公共端之间跨接,2,电阻,1,端施,以单位阶跃电压源,试求此时端子,1,和,3,电流的单位阶跃响应,例,某非含源线性三端网络,N,以,3,端作为公共接地端。当,2,端短路,1,端施以单位冲激电压源时,1,端和,2,端电流的冲激响,应分别为,1,2,A,0.75,A,t,t,i,t,e,t,i,t,e,t,1,2,0.25,1,A,0.0625,4,3,A,t,t,i,t,e,t,i,t,e,t,而当,1,端短路,2,端施以单位阶跃电压源时,两个端子电流的阶,跃响应分别为,图释,1,i,2,i,N,V,t,1,i,2,i,N,V,

10、t,求,1,i,3,i,3,i,1,i,N,V,t,2,解,1,2,1,1,0.25,0.25,1,1,4,3,4,16,16,1,16,1,I,s,s,s,s,s,s,I,s,s,s,s,s,1,2,1,0,U,s,U,s,时,1,2,1,0.75,1,1,I,s,I,s,s,11,21,1,0.75,1,1,Y,Y,s,s,1,2,0,1,U,s,U,s,s,时,1,2,1,i,2,i,N,V,t,1,i,2,i,N,V,t,1,A,t,i,t,e,t,1,0.25,1,A,t,i,t,e,t,2,0.75,A,t,i,t,e,t,2,0.0625,4,3,A,t,i,t,e,t,12,2

11、2,1,4,4,1,16,1,s,Y,Y,s,s,则三端网络的不定导纳矩阵为,3,1,1,1,4,1,3,4,4,1,16,1,S,S,S,S,S,Y,则,3,端为公共端时的,Y,参数矩阵为,1,1,3,1,4,1,4,1,3,4,8,4,1,16,1,16,1,1,4,4,1,16,1,16,1,i,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,Y,以,2,端为公共端时的,Y,参数矩阵为,2,1,3,1,4,1,1,4,4,1,16,1,s,s,s,s,s,Y,当,3,端与公共端之间跨接,2,电阻时,3,3,0.5,I,s,U,s,1,1,2,3,3,I,s,U,s,I,s,U,s,Y

12、,以,2,端为公共端时的,Y,参数方程为,1,1,U,s,s,并且,求,1,i,3,i,3,i,1,i,N,V,t,2,三端网络的不定导纳矩阵为,1,1,3,1,4,1,4,1,3,4,8,4,1,16,1,16,1,1,4,4,1,16,1,16,1,i,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,Y,3,31,1,33,1,2,1,9,4,3,I,s,Y,s,U,s,Y,s,s,s,联立解得,1,11,1,13,3,1,2,4,3,I,s,Y,s,U,s,Y,s,I,s,s,s,4,3,1,4,3,3,0.75(1,A,1,1,A,6,t,t,i,t,e,t,i,t,e,t,1,1

13、1,1,13,3,1,2,4,3,I,s,Y,s,U,s,Y,s,I,s,s,s,3,31,1,33,1,2,1,9,4,3,I,s,Y,s,U,s,Y,s,s,s,取拉斯反变换可得零状态响应分别为,解得,1,1,1,6,4,3,s,s,3,1,1,4,4,3,s,s,这种方法能从一种共点组态过渡到另外一种共点,组态,例:共集电极、共基极三极管,由不定导纳阵,短路导纳阵:划去相应于公共,端的行、列,成为共点,n-1,口网络,若由短路导纳阵,不定导纳阵:根据零和特性,加上与公共端对应的行、列后,即得将公共端,浮地”后所形成得,n,端网络的不定导纳阵,小结,33,32,31,23,22,21,13

14、,12,11,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,i,2,短路收缩,同一网络,又称端子缩并,将两个或多个端子,连接起来形成一个新的端子。这时,N,的外接端子减少,不定导纳,矩阵的阶次也要相应降低。两个以上端子的短路收缩可以看成是,两个端子短路收缩的组合,相应的,行和列相加,N,1,3,2,1,3,1,1,3,1,1,U,U,U,I,I,I,33,32,33,31,23,22,23,21,33,13,32,12,33,13,31,11,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,i,33,32,31,23,22,21,33,13,32,12,31,11,Y,Y,Y,Y

15、,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,i,22,23,21,32,12,33,13,31,11,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,i,降阶了,假定把端子,1,和,2,短接,1,2,1,U,U,U,1,1,2,I,I,I,N,1,2,n,3,1,I,2,I,3,I,n,I,1,I,1,U,KVL,规则,将原网络的不定导纳矩阵,第,2,列加到第,1,列,再将第,2,列划去,或者将第,1,列加到第,2,列,再将第,1,列划去,规则,将原网络不定导纳矩阵的第,2,行加到第,1,行,再将第,2,行划去,或者将第,1,行加到第,2,行,再将第,1,行划去,KCL,对应行相加,对应列相加,Jump,J

16、ump,Jump,应用:电力系统双母线,母联开关合上,两节点合并为一个节点,这种情况相当于令两节点电压相等,新节点注入电流等于原两个,节点地注入电流之和,n,nn,n,n,n,n,n,n,n,U,y,U,y,U,y,I,U,y,U,y,U,y,I,U,y,U,y,U,y,I,2,2,1,1,2,2,22,1,21,2,1,2,12,1,11,1,1,2,1,U,U,U,代入上式,n,nn,n,n,n,n,n,n,n,n,U,y,U,y,U,y,y,I,U,y,U,y,U,y,y,I,U,y,U,y,U,y,y,I,3,3,1,2,1,2,3,23,1,22,21,2,1,3,13,1,12,1

17、1,1,Jump,1,1,2,I,I,I,代入,n,nn,n,n,n,n,n,n,n,n,U,y,U,y,U,y,y,I,U,y,U,y,U,y,y,I,U,y,U,y,y,U,y,y,y,y,I,3,3,1,2,1,2,3,23,1,32,31,3,1,3,23,13,1,22,21,12,11,1,得到,1,2,短接后所形成的,n-1,个端子的不定导纳矩阵,n,nn,n,n,n,n,n,n,n,n,U,y,U,y,U,y,y,I,U,y,U,y,U,y,y,I,U,y,U,y,U,y,y,I,3,3,1,2,1,2,3,23,1,22,21,2,1,3,13,1,12,11,1,Jump,

18、例,四端网络的不定导纳矩阵为,44,43,42,41,34,33,32,31,24,23,22,21,14,13,12,11,i,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,Y,如果将端子,2,和,4,短路收缩为新端子,2,则,33,34,32,31,43,23,42,44,24,22,41,21,13,14,12,11,i,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,Y,I,2,N,1,3,2,I,3,I,1,U,3,I,3,0,I,2,N,1,3,2,I,1,U,3,3,开路抑制,开路扼制、端子的删减、端子的封禁,将一个或多个端子开路,其对应的端电流

19、限定为零,端子变成,不,可及节点,抑制的端钮压进网络内,切断端钮与外部电路的联系,1,11,12,1,2,21,22,2,I,Y,Y,U,I,Y,Y,U,1,21,1,22,2,1,21,2,22,2,22,1,21,2,12,1,11,1,0,U,Y,Y,U,U,Y,U,Y,U,Y,U,Y,U,Y,U,Y,I,仍为不定导纳阵,21,1,22,12,11,1,21,1,22,12,11,1,Y,Y,Y,Y,Y,U,Y,Y,Y,Y,I,k,n,i,要开路抑制的端子电,流、电压列向量分别,记为,I,2,和,U,2,其它端,子电流、电压列向量,分别,记为,I,1,和,U,1,将原来的不定导纳矩阵也做

20、相应的分块,设要删除的节点为,K,个,在开路抑制端子,k,的情况下,划去原网络不定导纳矩阵,Y,i,的第,k,行和第,k,列,其他行和列的元素作如下变化,1,ij,ik,ik,kj,ij,ij,kj,kk,kk,kk,y,y,y,y,y,y,y,y,y,y,11,12,21,22,1,i,y,Y,Y,Y,Y,如果开路抑制网络的一个端子,21,1,22,12,11,Y,Y,Y,Y,Y,k,n,i,开路抑制(抑制了,k,个端子)后网络的不定导纳矩阵为,若某节点无注入电流(浮游节点),可将其消去;或网,络化简也需要消去某些节点。节点消去,导纳矩阵将降阶,但奇异性不变,P137,例,对于图示四端网络,

21、将端子,4,接地,端子,1,和,2,分,别与端子,4,构成一个端口。这样就改造成了一个共地,双口网络,求该双口网络的,Y,参数矩阵,1,C,2,C,2,G,1,G,1,I,2,I,3,I,4,I,1,C,2,C,2,G,1,G,1,I,2,I,4,I,解,图中四端网络的不定导纳矩阵为,2,2,2,2,2,1,2,1,2,1,2,1,1,1,1,1,i,sC,sC,0,0,sC,sC,G,G,G,G,0,G,sC,G,sC,0,G,sC,sC,G,Y,1,1,1,1,1,2,1,2,1,2,1,2,2,G,sC,sC,G,sC,G,sC,G,G,G,G,G,sG,Y,划去,Y,i,的第,4,行和

22、第,4,列,得端子,4,接地的定导纳矩阵,1,C,2,C,2,G,1,G,1,I,2,I,3,I,4,I,为了得到双口网络,必须开路抑制端子,3,将,分块,11,1,1,1,11,12,1,2,1,2,21,1,2,22,1,2,2,G,sC,sC,G,sC,G,sC,G,G,G,y,G,G,sC,Y,Y,Y,1,1,1,1,1,2,1,2,1,2,1,2,2,1,G,sC,sC,G,G,G,sC,G,sC,G,G,G,sC,Y,则双口网络的,Y,参数矩阵为,11,12,21,22,y,Y,Y,Y,Y,1,1,1,1,1,2,1,2,1,2,1,2,2,G,sC,sC,G,sC,G,sC,G,

23、G,G,G,G,sG,Y,2,1,2,2,1,2,2,2,1,1,2,1,2,2,1,2,2,1,2,1,1,2,1,2,2,1,2,2,1,2,1,1,2,1,2,2,1,2,2,1,1,2,2,1,1,2,1,2,G,G,sC,G,G,G,C,G,G,C,s,C,C,s,G,G,sC,G,G,G,G,sC,C,C,s,G,G,sC,G,G,G,G,sC,C,C,s,G,G,sC,G,G,G,C,G,G,C,s,C,C,s,1,C,2,C,2,G,1,G,1,I,2,I,4,I,定义,指网络,N,1,和,N,2,具有,公共的参考点,且,N,1,和,N,2,的,对应端子相连接,1,2,n,21

24、,I,22,I,12,I,2,n,I,11,I,1,n,I,1,I,2,I,n,I,1,N,2,N,4,网络并联,1,1,1,2,2,2,1,2,1,2,1,1,2,2,1,1,2,2,i,i,i,i,i,i,i,i,i,I,Y,U,I,Y,U,U,U,U,I,Y,Y,I,I,Y,Y,U,Y,U,Y,Y,U,并后,33,33,32,32,31,31,23,23,22,22,21,21,13,13,12,12,11,11,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,i,两,n,端网络并联,I,2,N,1,1,3,2,I,3,I,1,U,3,N,2,1,3,2,33

25、,32,31,23,22,21,13,12,11,2,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,i,33,32,31,23,22,21,13,12,11,1,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,Y,i,KCL,1,11,21,2,12,22,1,2,n,n,n,I,I,I,I,I,I,I,I,I,M,M,M,1,2,I,I,I,简记为,KVL,1,11,21,2,12,22,1,2,n,n,n,U,U,U,U,U,U,U,U,U,M,M,M,1,2,U,U,U,简记为,N,1,和,N,2,的不定导纳矩阵方,程分别为,1,2,i,i,I,Y,U,Y,U,则,由,KVL,得,1,2,U,U,U,1,

26、1,1,i,I,Y,U,2,2,2,i,I,Y,U,1,2,I,I,I,1,1,2,2,i,i,Y,U,Y,U,1,2,i,i,i,Y,Y,U,YU,1,2,i,i,i,Y,Y,Y,总网络的不定导纳矩阵等,于各个并联网络的不定导,纳矩之和,两,n,端网络并联,n,端,网络与,m,端,网络并联,n,m,当相并联的两个网络的端子数目不等时,需先对端子数目,少的网络补充孤立节点,在原不定导纳矩阵中插入零行和零,列,形成增广不定导纳矩阵,然后再相加,增广网络,1,2,3,1,N,2,N,补零法,将,m,阶增广到,n,阶后相加,SC,SC,SC,SC,Y,i,2,3,3,3,3,2,1,2,1,2,2,

27、1,1,1,0,0,0,0,0,0,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,Y,i,2,1,4,3,G,1,G,2,G,3,1,2,C,4,3,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,2,SC,SC,SC,SC,Y,i,1,C,2,G,1,G,1,I,2,I,3,I,4,I,3,G,网络都是由元件连接而成的,因此,一个网络可以看成是由元件,并联连接而成,网络的不定导纳矩阵就等于各个元件的增广不定,导纳矩阵之和。这样就可以用添加元件的方法形成网络的不定导,纳矩阵。也就是说,可以把一个复杂的,n,端网络写成由,n,个二端网,络,n,次并联生成的,3,3,3,3,2,1,2,1,1,

28、2,1,1,2,1,0,0,0,0,G,G,G,G,G,G,G,G,G,SC,G,SC,G,SC,SC,G,Y,Y,Y,i,i,i,5,几种,常用元件,的不定导纳阵,P139-P141,作为作业验证几个,3,3,3,3,2,1,2,1,2,2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,Y,i,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,2,SC,SC,SC,SC,Y,i,6,由不定导纳阵求多端口网络的,短路导纳矩阵,P141P144,短路导纳矩阵(多口网络的赋定关系或约束,端口电流与电压的关系为,N,1,u,1,i,n,u,n,i,1,11,12,

29、1,1,2,21,22,2,2,1,2,n,n,n,n,n,nn,n,I,y,y,y,U,I,y,y,y,U,I,y,y,y,U,L,K,M,M,M,O,M,M,L,j,k,U,j,i,ij,SC,k,U,I,Y,U,Y,I,0,直接按定义求,并不好求,下面介绍,借助,于,不定导纳阵,求短路导纳阵的方法,为,j,端口加电压源,U,j,其余端口短路,设多端口网络,N,的不定导纳阵为,Y,i,n,i,U,Y,J,则相应的,全节点方程,为,这里用,J,表示,I,n,设网络,N,可以构成,m,个端口,对应原来的,2,m,个端,子,相当于,2,m,个节点,如图所示,N,无,独,立,源,1,U,1,I,m

30、,U,m,I,1,2,1,2,m,m,2,2,1,1,n,n,U,U,U,4,3,2,n,n,U,U,U,2,1,2,m,n,m,n,m,U,U,U,3-6-10,该,m,端口网络(短路)导纳参数为,Y,sc,相应的方程为,U,Y,I,sc,所谓由不定导纳阵求短路导纳阵就是把,n,i,U,Y,J,U,Y,I,sc,3-6-8,3-6-9,端口电压与端钮电压的关系为,2,1,2,1,1,2,1,1,1,J,J,I,J,I,J,I,2,1,4,3,2,4,2,3,2,J,J,I,J,I,J,I,2,1,2,1,2,2,1,2,m,m,m,m,m,m,m,J,J,I,J,I,J,I,3-6-11,由

31、,3-6-11,还可得,0,2,1,2,1,J,J,0,2,1,4,3,J,J,0,2,1,2,1,2,m,m,J,J,3-6-12,端口电流与端钮电流的关系为,N,无,独,立,源,1,U,1,I,m,U,m,I,1,2,1,2,m,m,2,把,3-6-11,3-6-12,写成矩阵形式,m,m,m,m,m,J,J,J,J,J,J,I,I,I,2,2,1,2,1,2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,2,1,0,0,0,该矩阵记

32、为,K,1,上式简写为,记为,I,记为,J,记为,0,J,K,1,0,I,3-6-14,1,1,1,0,K,K,T,1,1,1,2,K,K,人为引入,下列变量,2,1,1,n,n,U,U,H,4,3,2,n,n,U,U,H,2,1,2,m,n,m,n,m,U,U,H,3-6-13,把,3-6-10,3-6-13,写成矩阵形式,2,2,1,2,1,2,1,2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,m,n,m,n,m,n,nm,n,n

33、,m,m,U,U,U,U,U,U,H,H,H,U,U,U,2,2,1,2,1,2,1,2,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,m,n,m,n,m,n,nm,n,n,m,m,U,U,U,U,U,U,H,H,H,U,U,U,记为,U,n,记为,U,记为,H,该矩阵记为,K,2,2 K,1,上式简写为,n,n,H,U,U,K,U,K,1,2,2,3-6-15,J,K,1,0,I,3-6-14,n,n,H,U,U,K,U,K,1,2,2

34、,3-6-15,把,3-6-8,式,代入,3-6-14,得,n,i,U,Y,J,n,i,I,U,Y,K,1,0,由,3-6-15,式得,H,U,H,U,2,H,U,H,U,T,T,n,1,1,1,1,2,K,K,K,K,U,2,1,2,1,1,3-6-18,把,3-6-18,式代入上式得,H,U,K,Y,K,I,1,1,2,0,i,3-6-17,H,U,K,Y,K,I,T,i,1,1,0,U,Y,I,sc,利用,0,列向量,回代消去,H,例:图,a,为一个有公共端的三端口网络,它的,Y,参数方程是,3,2,1,3,2,1,4,1,2,1,6,3,2,1,5,U,U,U,I,I,I,如果将,1F

35、,电容器接在端子,1,与,2,之间,如图,b,所,示,求这个二端口网络的短路导纳矩阵,N,U,2,I,2,U,1,I,1,1,2,4,U,3,3,I,3,a,N,1F,b,I,a,U,a,U,b,I,b,1,4,2,3,3,2,1,3,2,1,4,1,2,1,6,3,2,1,5,U,U,U,I,I,I,N,U,2,I,2,U,1,I,1,1,2,4,U,3,3,I,3,a,解,(1,分析:这是一个共地的三端口网络,1,1,2,2,3,3,n,n,n,U,U,U,U,U,U,则,原方程,可以当做节点电压方程,其系数矩阵为,定导纳阵,Y,n,因为,改接后,的二端口网络,没有公共端,显然不能通过,3

36、,端子的,开路抑制来实现。下面应用,P143,公式,3-6-17,的方法处理,设,4,节点为电位参考点,则,N,1F,b,I,a,U,a,U,b,I,b,1,4,2,3,S,N,I,2,I,1,1,2,4,3,I,3,I,4,a,图变为,N,1,I,1,I,2 2 1 S 2,I3 3,3,4,4,4,3,2,1,3,2,1,4,1,2,1,6,3,2,1,5,n,n,n,U,U,U,J,J,J,2,求解,4,3,2,1,4,3,2,1,5,1,4,0,1,4,1,2,2,1,6,3,2,2,1,5,n,n,n,n,U,U,U,U,J,J,J,J,做,4,端子浮地,运算(由,Y,i,的零和特性

37、,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,s,s,s,s,节点电压方程,全节点电压方程,把电容该画为,4,端网络,其不,定导纳阵为,然后将二网并联,4,3,2,1,4,3,2,1,5,1,4,0,1,4,1,2,2,1,6,3,2,2,1,5,n,n,n,n,U,U,U,U,s,s,s,s,J,J,J,J,可根据式,3-6-17,求解,H,U,K,Y,K,I,T,i,1,1,0,先写出,K,1,N,1F,b,I,a,U,a,U,b,I,b,S,N,I,2,I,1,1,2,4,3,I,3,I,4,要把该电路改造成,b,电路,必须满足相应的端口条件,要注意重新排列端子顺序,令,2,4,3,

38、1,4,3,2,1,J,J,J,J,J,J,J,J,S,N,I,2,I,1,1,2,4,3,I,3,I,4,2,4,3,1,4,3,2,1,n,n,n,n,n,n,n,n,U,U,U,U,U,U,U,U,1,1,2,2,3,3,4,4,n,n,n,n,U,J,U,J,U,J,U,J,K,1,1,2,2,3,3,4,4,n,n,n,n,U,J,U,J,U,J,U,J,K,N,1F,b,I,a,U,a,U,b,I,b,把第四行放到第二行的位置,1,2,3,4,5,1,2,2,0,4,1,5,3,6,1,2,2,1,4,1,n,n,n,n,U,s,s,U,U,s,s,U,1,2,3,4,5,2,1,

39、2,0,5,4,1,3,2,6,1,2,1,1,4,n,n,n,n,U,s,s,U,U,s,s,U,把第四列移到第二列的位置,先化简,T,i,1,1,K,Y,K,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,2,1,1,K,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1,0,1,2,1,T,1,K,T,i,1,1,K,Y,K,1,1,0,0,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,2,1,T,1,K,4,1,1,2,1,6,2,3,1,4,5,0,2,1,2,5,s,s,s,s,3,5,3,5,3,5,3,5,5,7,1,1,1,3,7,5,2,1,s,s,s

40、,s,s,s,s,s,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,1,0,1,2,1,8,8,2,2,8,8,2,2,2,2,12,2,2,4,12,4,1,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,把上式代入,H,U,K,Y,K,I,T,i,1,1,0,得,2,1,2,1,2,1,8,8,2,2,8,8,2,2,2,2,12,2,2,4,12,4,1,0,0,H,H,U,U,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,I,I,与,H,1,H,2,对应块,H,1,H,2,对应,块,上式第三行与第四行是线性相关的,任取一行,有,8,2,2,1,2

41、,1,U,U,s,s,H,H,代入前式化简得,2,1,2,1,8,23,4,4,8,1,4,8,7,4,8,5,20,4,1,U,U,s,s,s,s,s,S,s,s,I,I,2,1,2,1,23,4,1,7,5,5,8,1,U,U,s,s,S,s,s,I,I,1,1,1,2,2,2,1,1,2,2,1,2,12,4,2,2,1,1,12,2,2,4,4,12,4,1,2,12,4,4,2,I,U,H,s,s,s,s,I,U,H,s,s,s,s,U,H,H,s,s,s,U,H,H,s,s,s,8,2,2,1,2,1,U,U,s,s,H,H,1,1,1,2,2,2,1,2,1,1,2,2,1,2,

42、12,4,1,2,12,4,4,2,12,4,1,2,12,4,4,8,I,U,H,H,s,s,s,I,U,H,H,s,s,s,U,U,U,s,s,s,U,U,U,s,s,s,大家可以验证,上面的求解过程是,较简单,的,因为有固定的公,式。还有校验功能,即如果在计算中,H1,H2,对应块,不一致,或,后,一半行,不是线性相关的,则计算有问题,解法二,4,3,2,1,4,3,2,1,5,1,4,0,1,4,1,2,2,1,6,3,2,2,1,5,n,n,n,n,U,U,U,U,s,s,s,s,J,J,J,J,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,2,1,1,K,0,1,

43、0,1,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,0,1,2,1,T,1,K,S,N,I,2,I,1,1,2,4,3,I,3,I,4,T,1,1,1,2,K,K,1,2,2,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,K,K,先化简,T,i,1,1,K,Y,K,1,2,1,K,K,T,T,i,1,1,K,Y,K,5,1,4,0,1,4,1,2,2,1,6,3,2,2,1,5,s,s,s,s,T,1,K,3,3,5,5,3,3,5,5,1,5,7,1,7,1,3,5,2,1,s,s,s,s,s,s,s,s,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,2,1,

44、0,1,0,1,1,0,1,0,1,0,1,0,0,1,0,1,2,1,12,4,2,2,12,2,2,1,2,2,8,8,4,2,2,8,8,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,T,i,1,1,K,Y,K,12,4,2,2,12,2,2,1,2,2,8,8,4,2,2,8,8,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,s,把上式代入,H,U,K,Y,K,I,T,i,1,1,0,得,1,1,2,2,1,2,12,4,2,2,12,2,2,1,0,2,2,8,8,4,0,2,2,8,8,U,I,s,s,s,s,U,I,s,s,s,s,H,s,s,s,

45、s,H,s,s,s,s,与,H,1,H,2,对应块,H,1,H,2,对应块,2,1,2,1,8,23,4,4,8,1,4,8,7,4,8,5,20,4,1,U,U,s,s,s,s,s,S,s,s,I,I,2,1,2,1,23,4,1,7,5,5,8,1,U,U,s,s,S,s,s,I,I,上式第三行与第四行是线性相关的,任取一行,有,8,2,2,1,2,1,U,U,s,s,H,H,代入前式化简得,2,端子数为,奇数,或端口间,有公共端,的处理,4,1,2,1,0,0,2,1,0,1,2,1,4,1,0,1,0,1,3,1,1,0,0,1,2,i,Y,N,U,2,I,2,U,1,I,1,1,2,

46、4,U,3,3,I,3,5,例,图示网络的不定导纳阵为,求,三端口,网络的导纳参数(矩阵,下面我们用一道例题就是说明其原理,这时的处理方法与,1,不同,较,1,复杂,解:该题与前面讲的不同,有一个,公共端子,下面我们一起处理,N,U,2,I,2,U,1,I,1,1,2,4,U,3,3,I,3,5,1,1,J,I,3,3,3,2,2,1,2,1,J,J,J,I,4,3,J,I,0,3,2,1,J,J,J,2,1,3,J,J,J,3,2,1,3,3,3,2,2,1,2,1,2,1,2,1,2,1,J,J,J,J,J,J,I,1,分析并构造,K,1,和,K,2,5,4,J,J,0,5,4,J,J,3

47、,2,1,2,2,1,2,1,2,1,J,J,J,I,5,4,3,2,1,3,2,1,1,1,0,0,0,0,0,1,1,1,0,2,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,2,2,1,0,0,J,J,J,J,J,I,I,I,5,4,3,2,1,2,1,3,2,1,2,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,n,n,n,n,n,U,U,U,U,U,H,H,U,U,U,K,1,K,2,1,1,0,0,0,0,0,1,1,1,0,2,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,2,2,1,1,K,1,0,0,0,0,1,0,2,0

48、,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1,2,2,1,1,T,K,2,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,2,K,2,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,0,0,0,1,2,T,K,2,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,0,2,0,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1,2,2,1,2,0,0,0,0,0,2,0,0,0,0,0,2,0,0,0,0,0,2,0,0,0

49、,0,0,2,2,1,T,1,2,K,K,所以有,1,2,1,K,K,T,2,代入公式求解,H,U,K,Y,K,I,1,1,2,0,i,1,1,2,K,Y,K,i,1,1,0,0,0,0,0,1,1,1,0,2,0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,2,2,1,T,1,4,1,2,1,0,0,2,1,0,1,2,1,4,1,0,1,0,1,3,1,1,0,0,1,2,K,5,5,2,1,2,5,5,2,1,2,4,4,8,0,4,1,1,2,9,2,2,2,0,6,8,4,1,2,1,H,H,U,U,U,I,I,I,3,2,1,3,2,1,5,5,2,1,2,5,5,2,1,2,4,

50、4,8,0,4,1,1,2,9,2,2,2,0,6,8,4,1,0,0,上式,后两行是线性相关,的,任取一行得,2,2,5,1,3,2,1,2,1,U,U,U,H,H,代入前式,得,3,2,1,3,2,1,3,2,1,5,48,5,4,5,12,5,8,5,44,5,12,5,4,5,32,5,36,4,1,5,8,8,5,4,5,8,4,5,2,2,5,1,9,5,2,2,5,4,5,2,6,5,4,8,4,1,U,U,U,U,U,U,I,I,I,3,2,1,3,2,1,12,1,3,2,11,3,1,8,9,5,1,U,U,U,I,I,I,由此列可以看出当,端子,数为,奇数,或端口间,有公

51、共端,的处理方法。此例虽然较繁,但如果,只要求写出,K,1,和,K,2,并不难,3,小结,端口电流,除满足端口条件外,还必须满足,相,应的约束,端口电压,满足,端口条件,人为变量,应尽量使,易求,1,2,K,2,含(独)源多口网络表征方程,1,非含源(独立源)多口网络的常见矩阵表示法,3,含源多口网络的等效电路,含源多口,罗森定理,4,散射(参数)矩阵(不要求,本章小结,5,不定导纳阵,1,定义,n,n,n,I,U,Y,定,导纳阵,方程数,等于,独立节点数,n-1,1,n,Y,n,Y,非,奇,异,若把电位,参考点,改在电路,N,的外部,则得到的电路的,全,部节点,为变量的,n,个,方程,称为,

52、全节点电压方程,节点电压,方程,n,n,i,I,U,Y,求法与原来,相同,T,i,n,n,a,b,a,Y,A,Y,A,1,Y,i,不存在,称为,不定,导纳阵,显然,Y,i,的,行,是线性,相关的,det,Y,i,0,1,n,n,U,1,n,n,I,2,基本性质,5,不定导纳阵,1,Y,i,的零和特性,1,1,1,0,2,0,n,kj,k,n,jk,k,Y,Y,每列之和,每行之和,2,Y,i,的等余因子特性:任意两个元素的代数余子式相等,Y,i,为,零和矩阵,由于,参考点,选在电网络,N,外,全节点方程和不定导纳阵,非常,灵活,可用于,不同,的,网络,的,连接,和,同一网络,的,变换,3,引入不

53、定导纳阵的意义,从,U,n,中去掉,U,k,I,n,中去掉,I,nk,就得到以网络,N,中,k,节点,为参考点的,节点,电压,方程,的,k,行,k,列得定导纳矩阵,i,Y,例如,划去,n,Y,n,n,n,I,U,Y,4,不定导纳阵的运算,1,端子,接地,与,浮地,划去,j,行,j,列,得到以,j,节点为参考点,的定导纳阵,Y,n,增加,j,行,j,列,和为零)得到不定导纳阵,Y,i,2,短路收缩,同一网络,将,两个,或多个,端子连接,起来形成,一个新的端子,相应的,行和列,相加,3,开路抑制,端口删减,使,删减后,的,某些端子,变成,不可及,节点,两,n,端网络并联,4,网络,并联,两个具有,

54、相同参考点,的网络,N,1,N,2,对应端子相连,n,端,网络与,m,端,网络并联,n,m,补,零,法,将,m,阶增广到,n,阶后相加,与生成的,Y,n,的送值表类似,即可以,把一个复杂的,n,端,网络写成,由,n,个,二端网络,n,次并联,生成的,几种,常用元件,的,不定导纳,阵,P139-P141,5,由不定导纳矩阵求,短路导纳,矩阵,P141P144,短路导纳,矩阵,多口网络,的赋定,关系,或约束)端口,电流,与,电压,的关系为,N,1,u,1,i,n,u,n,i,j,k,U,j,i,ij,SC,k,U,I,Y,U,Y,I,0,n,i,U,Y,J,n,i,U,Y,J,U,Y,I,sc,令

55、,每两个端子,构成,一个端口,按,端口,条件,有,2,1,1,n,n,U,U,U,4,3,2,n,n,U,U,U,2,1,2,m,n,m,n,m,U,U,U,2,1,2,1,1,2,1,1,1,J,J,I,J,I,J,I,2,1,4,3,2,4,2,3,2,J,J,I,J,I,J,I,2,1,2,1,2,2,1,2,m,m,m,m,m,m,m,J,J,I,J,I,J,I,0,2,1,2,1,J,J,0,2,1,4,3,J,J,0,2,1,2,1,2,m,m,J,J,人为引入,下列,变量,2,1,1,n,n,U,U,H,4,3,2,n,n,U,U,H,2,1,2,m,n,m,n,m,U,U,H,

56、J,K,1,0,I,1,1,1,0,K,K,T,1,1,1,2,K,K,n,n,H,U,U,K,U,K,1,2,2,当,端子,数为,奇数,或端口间,有公共端,的处理方法较繁,端口电流,除满足端口条件外,还必须满足,相应的约束,端口电压,满足,端口条件,人为变量,应尽量使,易求,1,2,K,由不定导纳,阵求多端口网络,短路导纳,矩,阵的步骤,1,T,n,2,1,U,U,U,K,K,H,H,1,T,2,1,K,K,T,1,1,i,n,1,i,1,I,U,K,J,K,Y,U,K,YK,0,H,不定导纳,最重要的应用,n,端,网,络,与,m,端,网络的,并联,5,6,3,4,7,1,2,1,5,6,3

57、,4,7,2,1,例,列出图示电路的节点方程,该题前面用矩阵,分块,处理,过,下面用不定导纳阵,并,联方法,处理处理,解,从节点处把原网络分开,网络,N,1,网络,N,2,C,6,M,L,2,L,1,u,S5,R,5,C,7,R,3,i,S7,R,4,2,1,5,6,3,4,7,1,C,6,M,L,2,L,1,E,5,R,5,C,7,R,3,i,S7,R,4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,7,7,5,4,3,2,1,3,7,7,6,4,7,7,6,6,7,5,1,S,I,S,I,s,E,G,U,U,U,U,G,SC,SC,SC,G,SC,SC,SC,SC,SC,G,N,s,s,s,n

58、,n,n,n,对网路,N,1,列,节点,电压方程,网络,N,1,2,1,网络,N,2,2,1,0,0,2,1,0,3,1,1,4,0,1,N,A,对网,N,2,列,全节点,电压方程(方法一,1,2,1,2,2,2,1,2,1,2,1,I,SL,SM,U,I,SM,SL,U,S,L,L,M,C,6,M,L,2,L,1,E,5,R,5,C,7,R,3,i,S7,R,4,1,1,1,2,1,1,1,2,2,2,1,2,2,2,U,SL,I,SMI,U,SL,SM,I,U,SL,I,SMI,U,SM,SL,I,2,1,1,L,M,Y,M,L,2,1,2,S,L,L,M,令,T,i,n,n,a,b,a,

59、Y,A,Y,A,2,1,网络,N,2,2,1,0,0,2,1,0,3,1,1,4,0,1,N,A,C,6,M,L,2,L,1,E,5,R,5,C,7,R,3,i,S7,R,4,2,2,2,2,1,2,1,1,1,1,2,T,i,L,M,L,M,Y,AY,A,M,L,L,L,M,M,L,M,M,L,L,2,0,0,0,T,n,I,2,1,1,L,M,Y,M,L,2,1,2,S,L,L,M,令,2,1,网络,N,2,N,2,的,全节点,方程(方法二,1,2,1,2,2,2,1,2,1,2,1,I,SL,SM,U,I,SM,SL,U,S,L,L,M,1,1,1,2,2,2,2,1,U,SL,I,SMI,U,SL,I,SMI,2,1,2,S,L,L,M,令,1,1,1,2,2,2,U,SL,SM,I,U,SM,SL,I,2,3,2,2,2,3,4,1,1,2,1,n,n,n,n,U,U,SL,SM,U,U,SM,SL,S,L,L,M,2,3,2,3,4,1,1,n,n,n,n,U,U,L,M,U,U,M,L,2,2,3,1,4,1,1,0,1,0,1,1,n,n,n,U,L,M,U,M,L,U,2,2,2,3,1,1,4,1,n,n,n,U,L,M,L,M,U,M,M,L,L,U,直接利用支路

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论