数值剖析法
1、界说:数值剖析法是凭仗核算机核算得出电路方程的数值作用而非解析表达式。
2、原理:
I=I(U) (1)
图(a) a,b左端的线性含独立源一端口网络能够等效成诺顿电路,如图(b)。线性有些端口特性为 I=I---sc-–GiU (2)
其间I---sc-是端口的短路电流,Gi是一端口网络的等效内导。将式(1)代入式(2),得I(U)–I---sc + GiU=0 (3)
求解电路,归结为求式(3)的根。但这是一个变量U的非线性方程,通常不易求解。牛顿-拉夫逊法的思路是:若令 (4)
在坐标平面上画出f(U)与U的联络曲线,如图4.12。则它与横坐标U的交点即是方程(3)的答复。现运用图4.12阐明牛顿-拉夫逊法的核算进程:先假定一电压值
(称为初值)代入式(4)求出
,对应图4.12坐标上的
点。通常状况下
,阐明初值不是方程的答复。然后在
点作切线,该切线与U轴的交点记作
,
比
更挨近方程的答复。再用
替代
重复上述进程得到
……。
在坐标平面上画出f(U)与U的联络曲线
3、牛顿-拉夫逊法的核算进程:
1) 设一电压值(初值)代入式(4)求出
,对应图4.12坐标上的
点;
2) 在点作切线,该切线与U轴的交点记作
,
比
更挨近方程的解;
3) 用替代
重复上述进程得到序列:
其间:
,
4) 差异相继两次迭代值的必定过错是不是在容许过错(阐明界说)计划以内,即
树立,则完毕
注:阐明不树立状况。
i当有多解时难以求出悉数解;
ii对初值活络易发散;
iii当挨近解时收敛很快。
例题4.4:试用牛顿-拉夫逊法求解图4.13所示P-N结二极管电路。二极管特性为:,其间
。又已知
。规矩容许过错
V。
解:列出回路电压方程:
(1)
代入二极管特性得
(2)
令
(3)
求导数得
(4)
由递推公式及式(3)、(4)得迭代公式:
(5)
挑选初值。二极管正导游通时两头电压通常小于0.8V,取
,迭代进程列于下表:
表4.1 例题4.4的迭代进程
![]() |
| |||
0 | 0.3000 | 0.2565×十-3 | -3.392×十1 | 51.31 |
1 | 0.3661 | 3.26十×十-3 | 1.200×十1 | 640.7 |
2 | 0.3474 | 1.5869×十-3 | 3.441 | 312.3 |
3 | 0.3364 | 1.0388×十-3 | 6.340×十-1 | 240.8 |
4 | 0.3333 | 9.2213×十-4 | 3.612×十-2 | 181.9 |
5 | 0.3330 | 9.1511×十-4 |
得近似解
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