Bài giảng Lý thuyết mạch điện 2: Chương 3 - TS. Trần Thị Thảo

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Lý thuyết mạch điện 2: Chương 3 - Khái niệm mạch điện phi tuyến" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Khái niệm; Các phần tử phi tuyến; Mạch điện phi tuyến; Phương pháp giải mạch điện phi tuyến. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết mạch điện 2: Chương 3 - TS. Trần Thị Thảo

Phần 3: Mạch điện phi tuyến ➢ Các phần tử phi tuyến và các hiện tượng cơ bản trong mạch điện phi tuyến ▪ Khái niệm mô hình mạch phi tuyến ▪ Tính chất mạch phi tuyến ▪ Các phần tử phi tuyến ➢ Mạch điện phi tuyến ở chế độ xác lập ▪ Một chiều (Nguồn DC) ▪ Xoay chiều (Nguồn AC) ▪ Chu kỳ (Nguồn DC+AC) ➢ Mạch điện phi tuyến ở chế độ quá độ ▪ Khái niệm ▪ Các phương pháp cơ bản Lý thuyết mạch điện 2 1
Chương 3: Khái niệm Mạch điện phi tuyến ❑ Khái niệm ❑ Các phần tử phi tuyến ❑ Mạch điện phi tuyến ❑ Phương pháp giải mạch điện phi tuyến Lý thuyết mạch điện 2 2
Tuyến tính vs Phi tuyến (1) ▪ Tuyến tính (linear): Quan hệ giữa các biến Đường thẳng (1D), Mặt phẳng (2D), Siêu phẳng (hyperplane) ▪ Phi tuyến (nonlinear): Quan hệ giữa các biến không tuyến tính http://demonstrations.wolfram.com Lý thuyết mạch điện 2 3
Tuyến tính vs Phi tuyến (2) ▪ Một số hàm kích hoạt phi tuyến (dùng nhiều trong neural networks) Input Weights x1 Perceptron Sign function w1 x2 w2 Output: sgn(wx + b) x3 w3 . . wD xD . Sigmoid function ReLU function (Rectified Linear Unit) 4 y=max(0,x)
▪ Hồi qui tuyến tính, tuyến tính hóa Lý thuyết mạch điện 2 5
Bài toán phi tuyến (1) ▪ Nghiệm cục bộ-nghiệm toàn cục Lý thuyết mạch điện 2 6
Bài toán phi tuyến (2) ▪ Nghiệm cục bộ-nghiệm toàn cục Source: X. Bresson Lý thuyết mạch điện 2 7
Ví dụ ▪ Hệ thống cần xây dựng có hàm truyền đạt f với vector tham số W sao cho: i : y i = f ( xi )  di xi đầu vào thứ i di đầu ra thứ i ▪ Hàm mục tiêu: hàm sai số cần cực tiểu hóa N E =  y w ( xi ) − d i i =1 1 N E =  y w ( xi ) − d i 2 2 i =1 Lý thuyết mạch điện 2 8
Các phần tử phi tuyến (1) ▪ Các phần tử tuyến tính (linear): ▪ Phần tử phi tuyến (nonlinear): Quan hệ các trạng thái trên phần tử là Quan hệ các trạng thái trên phần tử là phi tuyến tuyến tính Điện trở, điện cảm, tụ điện, diode, transistor,… uR uR uR = Ri R(i ) u = uR (i) R L(i) 0 i L 0 i C C (u ) Lý thuyết mạch điện 2 9
Các phần tử phi tuyến (2) ❑ Điện trở phi tuyến i (t ) R ▪ Phương trình đặc trưng biểu diễn quan hệ u-i là phương trình phi tuyến, dạng: u(t ) -Hàm số: u=u(i), i=i(u) Ví dụ: u = 10i + 0,5i 3 ; uR i = 0,1u + 0,002u 3 -Đồ thị u(i) 0 i k I(A) U(V) -Bảng 1 0,5 11 2 1,0 12,5 3 1,5 14 Lý thuyết mạch điện 2 10
Các phần tử phi tuyến (3) ❑ Cuộn dây phi tuyến  (i) ▪ Phương trình đặc trưng biểu diễn i(t) quan hệ  – i là phương trình phi tuyến, dạng: u(t) d d  di uL = uL = = dt dt i dt -Hàm số: = (i) hoặc i=i() Ví dụ:  = 0,5i + 0,1i 3 d  di uL = =  dt i dt -Đồ thị  (i ) = 0,5i + 0,3i 2i 0 i -Bảng Lý thuyết mạch điện 2 11
Các phần tử phi tuyến (4) ❑ Tụ điện phi tuyến q(u ) i(t ) ▪ Phương trình đặc trưng biểu diễn quan hệ q –u là phương trình phi tuyến, dạng: dq q du uC (t ) iC = i = u dt C dt -Hàm số: q=q(u) hoặc u=u(q) Ví dụ: q = 0,2u + 0, 01u 3 q du -Đồ thị q iC = = 0, 2u + 0,03u 2u q(u ) u dt u 0 -Bảng Lý thuyết mạch điện 2 12
Các phần tử phi tuyến (5) ❑ Đi-ốt (diode) Diode bán dẫn: chỉ cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều ▪ Chức năng: chỉnh lưu, ổn áp,… ▪ Dạng đồ thị đặc tính Volt-Ampere ❑ Tranzito (transistor) ▪ Chức năng: khuếch đại, khóa điện tử,… B: Base; E: Emitter; C: Collector Lý thuyết mạch điện 2 13
Các phần tử phi tuyến: Hệ số động & tĩnh ❑ Hệ số động, hệ số tĩnh của phần tử phi tuyến y ▪ Hệ số tĩnh: Là tỷ số của y trên x y ( x) đo trên phần tử xét y u (i ) q(u )  (i ) kt = Rt = ; Ct = ; Lt = 0 x x i u i ▪ Hệ số động: Là đạo hàm riêng của y theo x đo trên phần tử xét y y u (i) q(u )  (i) y ( x) kd = Rd = ; Cd = ; Ld = x i u i  ➢ Với phần tử tuyến tính: 0 x k d = kt Lý thuyết mạch điện 2 14
Khái niệm Mạch điện phi tuyến ❑ Mạch điện phi tuyến ▪ Là mô hình mạch điện có chứa một hoặc nhiều phần tử phi tuyến ▪ Mạch điện phi tuyến được mô tả bởi hệ phương trình vi tích phân phi tuyến ❑ Tính chất mạch điện phi tuyến ▪ Không có tính chất tuyến tính: không dùng được tính chất xếp chồng ➢ Nói chung chỉ dùng được luật Kirchhoff 1, 2 (dòng nhánh) ▪ Có tính chất tạo tần (sinh tần): đáp ứng có tần số mới so với kích thích (ví dụ nguồn , đáp ứng có thể k) i = 2sin314t; u = 10i + 0,01i 3 u = 20sin314t + 0,01( 2sin314t ) 3 1 = 20sin314t + 0,08 ( 3sin314t − sin 3.314t ) 4 Lý thuyết mạch điện 2 15
Phương pháp nghiên cứu mạch điện phi tuyến Bài toán phi tuyến: dùng phương pháp thích hợp với lớp bài toán Không có phương pháp tổng quát như bài toán tuyến tính → phương pháp gần đúng ▪ Phương pháp giải tích gần đúng: độ chính xác không cao, biến đổi giải tích cồng kềnh ▪ Phương pháp đồ thị ▪ Phương pháp số ▪ Mô phỏng. Lý thuyết mạch điện 2 16