基础电路分析：第3章 动态电路分析b.ppt

基础电路分析,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,*,第三章 动态电路分析,第节*,完全响应的分解和叠加,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,动态电路中的响应不仅与外加激励有关，还与电路的初始储能情况即电路的状态有关,。,零输入响应,(ZIR),：,y,x,电路的输入为零，,仅由初始状态引起的响应。,零状态响应,(ZSR),：,y,f,电路的初始状态为零，,仅由外加输入引起的响应。,f(t),y(t),v,C,(0),i,L,(0),初始储能,（初始状态）,激励,响应,含动态,元件电路,完全响应,由电路的状态和输入同时引起的响应,。,零输入响应与零状态响应,y(t,)=,y,x,(t,)+,y,f,(t,),国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,y,p,(t,),取决于电路外加输入，若输入,为稳定有界,（如直流，正弦信号，一般周期信号等），则,y,p,(t,),也是同样形式的稳定信号，此时称,y,s,(t,)=,y,p,(t,),为,稳态响应。,当,电路稳定,时，响应的第一项随着时间延长衰减而趋于零，称为电路的,暂,态响应,y,t,(t,),电路的完全响应可以分解为,y(t)=,y,t,(t,),+,y,s,(t,),暂态响应与稳态响应,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,对应于电路的固有频率形式的响应,称为电路的,固有,响应,对应于外加激励函数形式的响应,称为电路的,强迫,响应,固有,响应,强迫,响应,固有,响应,强迫,响应,零输入响应,y,x,(,t,),与外加激励无关，只包含固有响应成份,零状态响应,y,f,(,t,),与外加激励和电路固有特性有关，包含 固有响应和强迫响应成份,固有响应与强迫响应,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,第三章 动态电路分析,第,6,节,二阶,电路固有响应,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,二阶动态方程,其中,a,1,a,2,为常数（与电路结构和参数有关）二阶动态响应,强迫响应,y,p,(,t,),取决于外加激励,f,(,t,),固有响应,的形式由固有频率,s,1,和,s,2,确定，取决于电路参数,回顾：二阶动态响应,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,齐次方程,特征方程,特征根,根据判别式,两个固有频率,s,1,s,2,:,两个不等负实数,0,一对共轭复数,0:,二阶固有响应的形式,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,1.,过阻尼,(,较大损耗,),0,特征根为两个不等实根,s,1,s,2,0,2.,临界阻尼,=0,特征根为两个相等实根,s,1,=,s,2,=-,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,3.,欠阻尼,0,特征根为共轭复根,其中,阻尼振荡频率,自由振荡频率,此时,应为实数，,k,1,与,k,2,共轭,响应可化为,或,其中：,C,1,C,2,A,为实常数，由初始条件确定,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,欠阻尼,衰减振荡（阻尼振荡）,4.,无阻尼,R=0,=0,特征根为共轭虚根,自由振荡,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,RLC,并联电路,s1,与,s2,为不等实根，过阻尼,s1,与,s2,为相等实根，临界阻尼,s1,与,s2,为共轭复根，欠阻尼,s1,与,s2,为共轭虚根，无阻尼,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,4.,确定方程的特解,1.,列写所求变量的动态方程,2.,求二阶电路的固有频率,-,动态方程特征方程的根,3.,由固有频率判断固有响应的形式,二阶电路动态响应的求解步骤,5.,找初始条件，确定响应中待定系数。,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,L,R,C,v,C,例,已知,L=1H,C=0.2F,求 当,R,分别为,6,，,2,，,v,c,的零输入响应,和,0,时,解,列出微分方程,特征方程,(1)R=6,s,2,+6s+5=0,s,1,2,=-1,-5,过阻尼,带入初始条件,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,(2)R=,临界阻尼带入初始条件,(3)R=2,s,2,+2,s,+5=0,欠阻尼,带入初始条件,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,(4)R=0,s,2,+5=0,无阻尼,设,解出,带入初始条件,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,v,c,i,L,C,v,C,i,t,t,LC,电路无阻尼自由振荡,电场能量与磁场能量的相互转换,当电路中存在损耗，在能量交换过程中一部分能量被消耗掉，振荡逐渐衰减；若损耗很大，交换只能进行一次，不能维持振荡。,二阶固有响应的形式*,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,练习,已知图示电路在换路后,v,的固有响应为临界阻尼形式要想使其成为过阻尼形式，应该,(a),减小,R,阻值,(b),增大,R,阻值,(c),减小,Vs,数值,(d),减小电感,L,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,练习,图示电路在开关闭合前已处于稳态，已知开关闭合后,求出,R,1,，,R,2,和,C,。,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,图示电路在开关闭合前已处于稳态，在开关闭合瞬间，电流,i,1,，,i,2,，,i,3,和,i,4,哪一个不发生突变？,练习,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,练习,t,0,时,i,L,和,v,C,。,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,第,3,章 习题,3-1(a),，,3-2(a),，,3-3(a),，,3-6,，,3-8,3-9,3-13,3-15,3-17,3-19,3-21,3-25,3-42,3-43,3-49,国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组,2005.3,