Расчет переходного процесса методом наложения (интеграл Дюамеля)
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Расчет переходного процесса методом наложения (интеграл Дюамеля).
Дана схема электрической цепи, на входе которой действует импульс напряжения заданной формы.
Требуется рассчитать по интервалам переходной процесс и построить график изменения заданной величины (тока или напряжения) во времени.
Рис.3.1 – Исходные данные
Таблица 3 – Исходные данные
Номер
Варианта (предпоследняя цифра) U0,
В r1,
Ом r2,
Ом L,
Гн C,
мкФ
3 30 50 100 1,0 400
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Определяем переходную функцию h(t) для заданной цепи. Для этого рассчитываем переходный процесс классическим методом, учитывая, что на вход подано напряжение U = 1 В.
Так как на входе действует постоянное напряжение, то i1(0-) = iL(0-) = 0 А. Значит, получили нулевые начальные условия: iL(0-) = iL(0+) = 0 А.
Принужденный ток i1пр=Ur1+r2=1r1+r2 А, тогда принужденная составляющая напряжения u2пр=i1пр∙r1=r1r1+r2 В.
Так как iL(0+) = 0 А, то u20+=i10+∙r1=0 В.
Корень характеристического уравнения p=-r1+r2L, тогда свободная составляющая напряжения u2(t) имеет вид: u2свt=Aept=Ae-r1+r2Lt В.
Свободная составляющая напряжения u2(t) в момент времени t = 0+ u2св0+=u20+-u2пр0+=0-r1r1+r2=-r1r1+r2 В.
Постоянная интегрирования A= -r1r1+r2 В.
Тогда напряжение u2t=r1r1+r2-r1r1+r2e-r1+r2Lt=r1r1+r2(1-e-r1+r2Lt) В.
Переходная функция
ht=u2tU=r1r1+r2(1-e-r1+r2Lt) 1=501501-e-1501t=0,333(1-e-150t)
. (1)
Находим ht-τ. Заменяем в формуле (1) t на t-τ:
ht-τ=0,333(1-e-150(t-τ)).
Определим u'1(τ). Для этого находим производную от заданного напряжения u1(τ) по времени t и в полученном выражении заменяем t на τ