電路狀態(tài)方程_確定獨立的KCL、KVL方程的網(wǎng)絡分析法
發(fā)布時間:2020-02-16 來源: 散文精選 點擊:
摘要:網(wǎng)絡分析法是把圖論的理論用于電路分析的方法。一方面矩陣運算很適合于計算機的分析、計算,另一方面利用矩陣代數(shù)能夠系統(tǒng)、準確地建立復雜電路獨立的KCL、KVL方程。網(wǎng)絡分析法是結(jié)點分析法與回路分析法的擴展,在電路分析中獲得廣泛的應用。
關鍵詞:矩陣;KCL;KVL;獨立方程
中圖分類號:TM13 文獻標識碼:A
1 引言
復雜電路的分析通常采用系統(tǒng)分析法,系統(tǒng)分析包括結(jié)點分析與回路分析。其特點是不改變電路的結(jié)構(gòu),而是選擇一組合適的電路變量(如結(jié)點電壓或回路電流),根據(jù)KCL、KVL以及元件的VCR建立該組變量的獨立方程組,通過求解方程組獲得所需的電路響應。
一個具有n個結(jié)點、b條支路的電路,其獨立的KCL方程為(n-1)個,獨立的KVL方程為(b-n+1)個。那么如何確定獨立的KCL和KVL方程呢。
對于一些具有簡單拓撲結(jié)構(gòu)的電路,通過直接觀察即可確定。例如,若采用結(jié)點分析,可任選一參考結(jié)點,對其余(n-1)個結(jié)點列寫結(jié)點電壓方程,那么這(n-1)個結(jié)點電壓方程為獨立方程;若采用回路分析,可選擇(b-n+1)個網(wǎng)孔作為回路(設電路為平面電路),列寫回路電流方程,那么這(b-n+1)個回路電流方程為獨立方程。但是對于具有復雜拓撲結(jié)構(gòu)的電路,則需要應用系統(tǒng)的網(wǎng)絡分析法。網(wǎng)絡分析法把圖論應用于網(wǎng)絡分析,從而開拓了電路理論研究的新領域。拓撲學的基本概念提供了選取獨立完備方程的理論根據(jù),矩陣代數(shù)使列寫電路方程系統(tǒng)化,計算機則提供了建立與求解網(wǎng)絡方程的有力工具,這三方面即構(gòu)成了現(xiàn)代網(wǎng)絡分析的基本內(nèi)容。本文僅就如何利用矩陣代數(shù)建立獨立的KCL和KVL方程進行說明。
2 用關聯(lián)矩陣A表示獨立的KCL和KVL方程
2.1 用關聯(lián)矩陣A表示獨立的KCL方程
以圖2-1電路為例,作出該電路的有向圖,見圖2-2。
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