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電路基本原理范文第1篇

【關(guān)鍵詞】 弧垂架空導(dǎo)線在線監(jiān)測

架空導(dǎo)線弧垂是輸電線路設(shè)計和運行的重要指標(biāo),其值大小關(guān)系到整個輸電線路運行的安全,輸電線路的輸送容量以及周圍環(huán)境的變化都可能會導(dǎo)致輸電線路弧垂變化,弧垂過大、過小都可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患。此外,近些年來由于用電負(fù)荷增長的需要,許多已有的輸電線路為了提高電力輸送能力,將導(dǎo)線最高運行允許溫度從70°C提高到80°C,這時線路弧垂就成為主要的制約因素[1]。

目前,各大電網(wǎng)公司對架空輸電線路弧垂在線監(jiān)測的研究已進行了多年,并且已經(jīng)在這方面有所建樹,提出了有效的監(jiān)測方法。本文將先簡要介紹弧垂的相關(guān)基本知識,再對這些弧垂在線監(jiān)測方法的原理進行具體描述。

1 弧垂的基本概念

1.1 弧垂的定義

架空線上任一點的弧垂是指該點距兩懸點連線的垂向距離[2]。架空輸電線路有如下幾種弧垂:導(dǎo)線最低點弧垂、檔距中央弧垂、導(dǎo)線的最大弧垂。

檔距中央弧垂與最大弧垂非常接近,一般可以近似認(rèn)為,即最大弧垂位于檔距中央。因為架空線的最低點可能位于檔距之外,計算最低點弧垂有時無實際意義,所以通常所指的弧垂是指架空線的最大弧垂?；〈故蔷€路設(shè)計及運行維護中的重要參數(shù)之一,決定了架空線路的松緊程度和線路桿塔的高度,弧垂的大小直接影響到線路的安全穩(wěn)定運行。

1.2 弧垂的影響因素

架空輸電線路弧垂的影響因素有很多,其中主要有導(dǎo)線應(yīng)力、輸送容量、大氣溫度、風(fēng)、導(dǎo)線覆冰等[3]。

導(dǎo)線應(yīng)力是決定弧垂的主要因素,導(dǎo)線的應(yīng)力變大,弧垂變小。氣溫的變化,會引起導(dǎo)線的熱脹冷縮,進而通過導(dǎo)線的伸縮影響輸電線的弧垂,氣溫越高,導(dǎo)線伸長,弧垂就越大。導(dǎo)線輸送容量提高,會導(dǎo)致輸電導(dǎo)線溫度升高,從而使導(dǎo)線弧垂增大。導(dǎo)線覆冰及大風(fēng)一方面增加了導(dǎo)線重量,使應(yīng)力增大,進而影響導(dǎo)線弧垂,另一方面覆冰及大風(fēng)會引起導(dǎo)線振動,間接導(dǎo)致弧垂增大。

2 垂在線監(jiān)測的基本原理

2.1 線路的基本方程

在架空輸電導(dǎo)線的力學(xué)研究計算中,通常忽略導(dǎo)線的剛度而視之為柔性鎖鏈,同時認(rèn)為導(dǎo)線受均布荷載,這樣導(dǎo)線就可用懸鏈線方程、斜拋物線方程或平拋物線方程來計算。懸鏈線方程精度最高,但計算繁瑣,分析麻煩,本文采用斜拋物線方程計算,雖精度略差但計算較簡單,誤差在工程允許范圍內(nèi)[4]。利用斜拋物線方程,可求得導(dǎo)線懸掛曲線方程:

(2-1)

其中,為兩基桿塔之間的檔距,為導(dǎo)線兩懸掛點之間的高差,為導(dǎo)線最低點的應(yīng)力,為導(dǎo)線所受的均布比載值。

在此基礎(chǔ)上,下面將討論弧垂的在線監(jiān)測方法。

2.2 基于導(dǎo)線張力的弧垂在線監(jiān)測原理

基于導(dǎo)線懸鏈線方程,可求得檔內(nèi)的最大弧垂為:

(2-2)

應(yīng)力定義為單位面積上的荷載,而比載定義為單位長度導(dǎo)線上的荷載折算到單位面積上的數(shù)值,同時導(dǎo)線上任意一點處應(yīng)力的水平分量均等于最低點的應(yīng)力值,故可以在上式分子、分母中均乘以導(dǎo)線最低點處的橫截面積,上式可作如下變換[5]:

(2-3)

其中,為架空導(dǎo)線最低點水平張力,為導(dǎo)線單位長度的自重力。因此,若能對導(dǎo)線張力實現(xiàn)實時在線監(jiān)測,則可以實時獲得導(dǎo)線弧垂值,這個在原理上是可行的,同時也得到了實際應(yīng)用。

2.3 基于導(dǎo)線傾角的弧垂在線監(jiān)測原理

式(2-1)對求導(dǎo),即可得導(dǎo)線各點處的斜率,進而可得各點的傾斜角。經(jīng)計算懸掛點處導(dǎo)線的傾斜角分別為:

(2-4)

(2-5)

將上面兩式帶入(2-3)中可得:

(2-6)

或 (2-7)

上式說明線路弧垂值能通過導(dǎo)線懸掛點傾角直接反映,據(jù)此,我們可以通過實時測量懸掛點傾斜角來獲得導(dǎo)線弧垂值。

2.4 基于導(dǎo)線溫度的弧垂在線監(jiān)測原理

架空導(dǎo)線的線長和弧垂是檔距、高差、比載、應(yīng)力的函數(shù)。當(dāng)氣象條件發(fā)生變化時,這些參數(shù)將會發(fā)射變化。氣溫的升降引起導(dǎo)線的熱脹冷縮,使線長、弧垂、應(yīng)力發(fā)生相應(yīng)變化。揭示架空導(dǎo)線從一種氣象條件(第一狀態(tài))改變到另一氣象條件(第二狀態(tài))下的各個參數(shù)之間關(guān)系的方程,稱為架空導(dǎo)線的狀態(tài)方程。斜拋物線狀態(tài)方程式如下:

(2-8)

式中,、——分別為兩種狀態(tài)下導(dǎo)線弧垂最低點處的應(yīng)力;

、——分別為兩種狀態(tài)下導(dǎo)線的比載;

、——分別為兩種狀態(tài)下導(dǎo)線的溫度;

、——分別為該檔的檔距和高差角;

、——分別為導(dǎo)線的溫度膨脹系數(shù)和彈性系數(shù)。

本文暫不考慮導(dǎo)線覆冰及大風(fēng)等情況,即、均只是導(dǎo)線自重比載,而溫度不引起比載變化,對于同一檔架空線,導(dǎo)線型號相同,即可認(rèn)為。對式(2-6)進行分析,對于同一檔架空導(dǎo)線,其、、、、均為已知,式中就只剩下應(yīng)力和溫度的關(guān)系,而應(yīng)力可以經(jīng)截面積轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線張力,由此分析可知:通過狀態(tài)方程式可以求得不同溫度下的水平張力值,進而可以通過式(2-3)計算此溫度下下導(dǎo)線的弧垂。因此,通過實時監(jiān)測導(dǎo)線溫度來實現(xiàn)弧垂的在線監(jiān)測,也是可行的。

3 結(jié)語

在架空輸電線路設(shè)計與運行中,弧垂是一個重要指標(biāo)。然而,弧垂大小與運行負(fù)荷和周圍氣象環(huán)境密切相關(guān),任一個因素的變化都可能會造成線路弧垂的變化,過大的弧垂不但會造成事故隱患,也會減小輸電線路的熱容量,限制了線路的輸送能力,對線路運行的經(jīng)濟性和安全性都有至關(guān)重要的影響。

目前,國內(nèi)外專家學(xué)者已就弧垂問題進行了多年的研究,將不易直接測量的架空線路弧垂轉(zhuǎn)換到導(dǎo)線張力、傾角、溫度等便于直接測量的參量,實現(xiàn)了弧垂的在線監(jiān)測。本文介紹了弧垂在線監(jiān)測的基本原理,希望能借此研究開發(fā)或者改進得到更加適用于架空輸電線路的弧垂在線監(jiān)測方法及裝置,以便大大提高輸電線路的正常安全運行水平,并促進挖掘輸電線路潛在的輸送能力,實現(xiàn)線路的動態(tài)增容。

參考文獻:

[1]代潁.輸電線路弧垂高度自動識別系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2011.

[2]孟遂民,孔偉.架空輸電線路設(shè)計[M].北京:中國電力出版社,2007.

[3]李柏.送電線路施工測量[M].北京:水利電力出版社出版,1983.

[4]邵天曉.架空送電線路的電線力學(xué)計算(第二版)[M].北京:中國電力出版社,2003.

電路基本原理范文第2篇

關(guān)鍵詞　通信電子線路　課程教學(xué)　研究與改革

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

21世紀(jì)以來，通信技術(shù)飛速發(fā)展，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，許多重點大學(xué)將“高頻電子線路”更名為“通信電子線路”。“通信電子線路”是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程，是 “電路分析”、低頻電子線路（模擬電子線路基礎(chǔ)）、“信號與系統(tǒng)”等課程為先修課程的綜合性、難度性較大的課程。該門課程也是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，以期達到能設(shè)計和運用各種高頻電路的能力，為后續(xù)的專業(yè)課的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。本校通信我校通信工程專業(yè)擬在2011版培養(yǎng)計劃中面向航空特色將“高頻電子線路”課程更名為“通信電子線路”，因此開展通信電子線路課程教學(xué)研究具有非常重要的意義。

1 課程特點

“通信電子線路”需要在電路分析基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、低頻電子線路（模擬電子線路基礎(chǔ)）等課程學(xué)過以后開設(shè)，其后續(xù)課程是專業(yè)課，如通信原理、無線通信、移動通信等。它是基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程之間架起了一座橋梁。

通過該課程的學(xué)習(xí), 學(xué)生應(yīng)了解高頻電路重要新技術(shù)的發(fā)展趨勢，熟悉本課程所述各模塊的組成、特點、性能指標(biāo)，以及在通信系統(tǒng)中的地位與作用。深刻理解非線性電路的分析方法及特點；初步建立起信息傳輸系統(tǒng)的整體概念。掌握高頻電路中的基本概念、基本原理和基本方法以及典型電路，看懂一般的實際電路。由于該課程各個模塊都是以非線性電路為主，采用非線性分析方法，理論分析很抽象，涉及實際電路較少，尤其是新的通信實際電路很少，甚至沒有。學(xué)生往往怕學(xué)、怕分析，學(xué)習(xí)效果不理想。如何建設(shè)好該課程及提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力是當(dāng)前亟待解決的問題。針對這一棘手問題，本文將從以下幾個方面進行探索和研究。

2 課程體系的建設(shè)

我校通信電子線路的課時是72學(xué)時，其中理論課60學(xué)時，實踐課12學(xué)時。學(xué)時較多，因此教學(xué)內(nèi)容必須豐富。首先，根據(jù)相關(guān)技術(shù)和國際上同類課程最新教材的發(fā)展趨勢，汲取國內(nèi)外優(yōu)秀教材的精華，結(jié)合通信學(xué)科的最新成果和相關(guān)技術(shù)的最新方法，我們采用的教材是王家禮的21世紀(jì)高校通信類規(guī)劃教材《高頻電路原理與分析》，該教材內(nèi)容精選，重點突出。

然后針對該課程的難點，將課程內(nèi)容上進行了優(yōu)化。整個課程內(nèi)容主要由兩部分構(gòu)成：無線模擬通信系統(tǒng)的發(fā)射機部分和接收機部分。發(fā)射機部分由音頻放大電路、高頻小信號放大電路、高頻振蕩器、調(diào)制器以及高頻功率放大電路組成。接收機部分由高頻放大電路、本振電路、混頻電路、中頻放大電路、解調(diào)器以及低頻放大電路組成。根據(jù)這兩大部分的內(nèi)容，按照高頻小信號放大電路高頻功率放大電路正弦波振蕩電路振幅調(diào)制電路混頻電路解調(diào)電路進行教學(xué)內(nèi)容的編排。同時考慮到現(xiàn)代無線電設(shè)備中，鎖相環(huán)作為一個多功能部件用得越來越多，已成為一個基本的高頻單元電路，將鎖相環(huán)原理及應(yīng)用單獨成一章。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高頻集成電路成為系統(tǒng)中不可缺少的器件或部件，增加了高頻集成電路的內(nèi)容，比如，高頻電路的集成化、高頻集成電路和高頻電路的電子設(shè)計自動化(EDA)等。并將其作為自學(xué)思考部分，課堂上進行有目的地引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。這樣教學(xué)中我們就以“講透概念原理，打好電路基礎(chǔ)”為宗旨，在章節(jié)次序的安排上盡量符合由淺入深，由個別到一般的認(rèn)識規(guī)律。以分立元件電路為基礎(chǔ)，面向集成電路，重點突出電路模型的概念，講透基本單元電路的工作原理及分析方法，降低知識體系入門的難度，提高學(xué)生的興趣。使學(xué)生有一個完整的知識架構(gòu)，克服了部分學(xué)生在學(xué)習(xí)通信電路難的思維障礙。通過知識體系的建立，達到知識精練、知識體系系統(tǒng)化，與其他相關(guān)課程融合，提升學(xué)生創(chuàng)新思維能力。

3 教學(xué)模式的創(chuàng)新

課程知識體系改革要服從于課堂教學(xué)實際需要。在明確知識體系構(gòu)架基礎(chǔ)上，還需要在教學(xué)活動過程中加強教學(xué)手段、方法和教學(xué)理念等教學(xué)模式進行創(chuàng)新研究，以提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。教學(xué)中我們特別注重了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，針對性加強學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，及時收集學(xué)生學(xué)習(xí)效果的信息反饋進行分析，把課程內(nèi)容的新發(fā)展及教師在科研中的應(yīng)用引入教學(xué)內(nèi)容，把學(xué)生的學(xué)習(xí)重點調(diào)整在“工程應(yīng)用”狀態(tài)。同時課堂教學(xué)引入多媒體信息技術(shù)，制作多媒體課件，引入圖片、動畫、視頻等多媒體要素，優(yōu)化教學(xué)過程，充實課堂教學(xué)的內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和效果。

根據(jù)本課程理論性與實踐性都很強的特點，同時也為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐、創(chuàng)新能力，結(jié)合通信工程專業(yè)實際情況，以發(fā)射機系統(tǒng)和接收機系統(tǒng)為主題內(nèi)容，設(shè)計多個驗證性和綜合性實驗，并編寫與課程配套的實驗指導(dǎo)書。幫助學(xué)生理解理論課堂知識，熟練掌握常用電子儀器，掌握通信電子線路分析與設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考、綜合應(yīng)用和解決問題的能力。

4 結(jié)束語

“通信電子線路”課程是我校通信工程專業(yè)的重要課程。這門課程的教學(xué)改革直接關(guān)系到專業(yè)的建設(shè)和學(xué)生的知識體系搭建，也關(guān)系到學(xué)生對專業(yè)前景的信心。因此，改革完善該課程教學(xué)體系，摸索良好的教學(xué)模式，增強學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同感，提升學(xué)生的能力和質(zhì)量勢在必行。

參考文獻

[1]　沈偉慈.通信電路（第三版）[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2011.

電路基本原理范文第3篇

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)分析 疊加原理 聯(lián)系

疊加原理是線性電路的基本原理之一。在線性電路中，當(dāng)電路中有多個獨立激勵源共同作用時，電路中任一支路上的響應(yīng)等于每一個獨立源單獨作用時響應(yīng)的代數(shù)和。通常利用疊加原理能將多電源復(fù)雜電路簡化為多個單電源簡單電路來等效簡化分析電路。電路網(wǎng)絡(luò)分析方法是有別于等效電路分析法的電路分析方法。網(wǎng)絡(luò)分析方法是基于基爾霍夫節(jié)點電流定理（KCL）和回路電壓定理（KVL），同時又不改變電路結(jié)構(gòu)的電路分析方法，猶以網(wǎng)孔電流法和節(jié)點電壓法效率較高。

一、疊加原理與節(jié)點電壓法

節(jié)點電壓法是以電路的獨立節(jié)點電壓為未知量，列寫?yīng)毩⒐?jié)點的節(jié)點電流（KCL）方程組，先求解電路中各節(jié)點電壓，再求各支路電流的電路分析方法。因此，正確列寫各獨立節(jié)點的KCL方程成為該電路分析方法的關(guān)鍵。將疊加原理推廣應(yīng)用于節(jié)點電壓法能更高效準(zhǔn)確地列寫出各獨立節(jié)點的KCL方程。以如圖1所示電路為例。

圖 1 分析電路

對節(jié)點a，可認(rèn)為有三種激勵：節(jié)點自電壓Va、其他節(jié)點互電壓Vb、Vc、獨立電源Us1、Us2；對應(yīng)三種節(jié)點電流響應(yīng)相疊加：節(jié)點自電導(dǎo)電流、互電導(dǎo)電流、電源電流。

1.a節(jié)點自電壓激勵與自電導(dǎo)電流響應(yīng)

如圖2所示為a節(jié)點自電壓激勵與自電導(dǎo)電流響應(yīng)等效電路圖。自電導(dǎo)響應(yīng)電流為Iaz。則有：

圖 2 a節(jié)點自電壓激勵等效電路

2.a節(jié)點其他獨立節(jié)點電壓激勵與互電導(dǎo)響應(yīng)

如圖3所示為a節(jié)點其他獨立節(jié)點電壓激勵與互電導(dǎo)響應(yīng)等效電路圖。自電導(dǎo)響應(yīng)電流為Iaq。則有：

圖 3 a節(jié)點互節(jié)點電壓激勵等效電路

3.a節(jié)點電路電源激勵與節(jié)點電流響應(yīng)

如圖所示為a節(jié)點電路電源激勵與節(jié)點電流響應(yīng)等效電路圖。a節(jié)點響應(yīng)電流為Ias。則有：

圖 4 a節(jié)點電路電源激勵等效電路

4.a節(jié)點響應(yīng)電流疊加――KCL方程

a節(jié)點響應(yīng)電流應(yīng)為Iaz、Iaq、Ias疊加而成，且其代數(shù)各為0。所以Iaz-Iaq-Ias=0，即Iaz-Iaq=Ias，所以 用電導(dǎo)可改寫為：

同理，可以高效準(zhǔn)確的列寫出節(jié)點b、c的KCL方程。

二、疊加原理與網(wǎng)孔電流法

網(wǎng)孔電流法是以假想的電路網(wǎng)孔電流為未知量，列寫網(wǎng)孔的回路電壓（KVL）方程組，先求解各電路網(wǎng)孔電流，再求各支路電流的電路分析方法。因此，正確列寫各網(wǎng)孔的回路電壓（KVL）方程成為該電路分析方法的關(guān)鍵。同樣，將疊加原理推廣應(yīng)用于網(wǎng)孔電流法能更高效準(zhǔn)確地列寫出各網(wǎng)孔KVL方程。

對網(wǎng)孔電流Im1流經(jīng)的網(wǎng)孔，也可認(rèn)為有三種激勵：自網(wǎng)孔電流Im1、其他互網(wǎng)孔電流Im2、Im3、獨立電源Us2、Us3；對應(yīng)三種網(wǎng)孔電壓響應(yīng)：自電阻電壓、互電阻電壓、電源電壓。以上述電路中網(wǎng)孔電流Im1流經(jīng)的網(wǎng)孔為例（以下分析均略去相應(yīng)等效電路，讀者可自行分析相應(yīng)等效電路）。

1.自網(wǎng)孔電流Im1激勵與回路自電阻電壓響應(yīng)

UmZ= Im1（R2+ R3+ R5）

2.互網(wǎng)孔電流Im2、Im3在激勵與回路互電阻電壓響應(yīng)

Umq= Im2 R3 - Im3 R5

3.電（源）在Im1流經(jīng)的網(wǎng)孔上的回路電壓響應(yīng)

Ums= - Us2 + Us3

4.回路電壓響應(yīng)疊加――KVL方程

Im1流經(jīng)的網(wǎng)孔上的回路電壓響應(yīng)由 UmZ、Umq、Ums相疊加。且由基爾霍夫電壓定律（KVL）可知其代數(shù)和為0。即UmZ+Umq+Ums=0。所以有：

Im1（R2+ R3+ R5）+ Im2 R3 - Im3 R5 - Us2 + Us3=0

整理后即得Im1：

Im1（R2+ R3+ R5）+ Im2 R3 - Im3 R5 =Us2 - Us3。

同理，可列寫出Im2、Im3流經(jīng)的網(wǎng)孔的回路電壓方程。

三、注意事項

深入探究疊加原理與電路網(wǎng)絡(luò)分析法內(nèi)在聯(lián)系時應(yīng)注意以下三點。

1.在節(jié)點電壓法中，以自節(jié)點電壓、獨立互節(jié)點電壓、電源為激勵源，以節(jié)點電流為響應(yīng)；網(wǎng)孔電流法中以自網(wǎng)孔電流、互網(wǎng)孔電流、電源為激勵源，以網(wǎng)孔回路電壓為響應(yīng)。這擴展了疊加原理的應(yīng)用范圍，將其響應(yīng)對象由單一支路電流、電壓響應(yīng)擴展為節(jié)點電流響應(yīng)和回路電壓響應(yīng)。

2.在網(wǎng)孔電流法中，由于互電阻支路上互網(wǎng)孔電流方向可能與自網(wǎng)孔電流同向，也可能反向，所以，在互電阻支路上的電壓響應(yīng)可正可負(fù)；而在節(jié)點電壓法中，由于各獨立節(jié)點電壓相對于參考點而言，其參考方向均大于0，所以互節(jié)點電壓的電流相應(yīng)均為負(fù)。

3.在節(jié)點電壓法中，單一理想電壓源支路對自節(jié)點電流無貢獻，因理想電壓源電流由外電路決定；網(wǎng)孔電流法中，單一理想電流源對網(wǎng)孔電壓無貢獻，因理想電流源電壓由外電路決定。

深入理解疊加原理與電路網(wǎng)絡(luò)分析法內(nèi)涵及內(nèi)在聯(lián)系，對于正確、高效利用節(jié)點電壓和網(wǎng)孔電流電路分析方法具有深刻意義。

參考文獻：

[1] 劉愛琴，電路基礎(chǔ)，長春：吉林大學(xué)出版社，2009.

[2] 許自圖 ，電子電路原理與仿真 ， 北京： 電子工業(yè)出版社，2006.

電路基本原理范文第4篇

自適應(yīng)系統(tǒng)是一類智能的時變系統(tǒng)，這類系統(tǒng)能夠通過與外界環(huán)境的接觸來動態(tài)地改善自身的信號處理。自適應(yīng)信號處理就是在信號處理中引入了某種最優(yōu)準(zhǔn)則，這種最優(yōu)準(zhǔn)則在任何時刻、任何環(huán)境下都是被滿足的，因而可增強期望信號、消除干擾信號。自適應(yīng)信號處理技術(shù)目前在雷達、通信、聲納、圖像處理、計算機視覺、地震勘探、生物醫(yī)學(xué)和振動工程等領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用。

全書共9章。1.引言：離散時間信號及電路基礎(chǔ)：包括離散時間信號的確定性和隨機序列、酉變換、離散傅里葉變換、正余弦變換，DT電路的性能、脈沖響應(yīng)、DFT和Z變換等內(nèi)容；2.自適應(yīng)信號和陣列處理介紹：包括線性及非線性數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波器的分類、自適應(yīng)逆模型的估計、干擾消除、生物啟發(fā)的智能電路等；3.最佳線性濾波理論：包括自適應(yīng)濾波器的基本概念、隨機優(yōu)化方法、應(yīng)用實例；4.最小二乘法：包括最小二乘法的基本原理、用最小二乘法的線性系統(tǒng)的解決方案、采用矩陣分解的LS方法、欠定稀疏系統(tǒng)（underdeterminedsparsesystems）；5.一階自適應(yīng)算法：包括算法的性能、收斂性、穩(wěn)定性、階梯度算法、LMS算法的統(tǒng)計分析和性能、LMS變異化算法等；6.二階自適應(yīng)算法：包括牛頓算法、仿射投影算法、遞推最小二乘法、卡爾曼濾波器、自適應(yīng)跟蹤算法的性能、多輸入多輸出誤差序列的回歸算法等內(nèi)容；7.塊和變換域算法：包括頻域分塊自適應(yīng)濾波、疊加FDAF算法、FDAF算法性能分析、TDAF算法及性能、子帶自適應(yīng)濾波等內(nèi)容；8.線性預(yù)測和遞歸算法：線性估計：前向和后向預(yù)測、遞歸模型算法、LevinsonDurbin算法及FKA、FAEST、和FTF算法等；9.離散時空濾波：AP算法及其傳播模型、信號模型、噪聲場特性和質(zhì)量指標(biāo)、常規(guī)的波束成形技術(shù)、依賴于數(shù)據(jù)的波束成形技術(shù)等內(nèi)容。

作者AurelioUncini教授是羅馬薩皮恩扎大學(xué)（RomMarthaSapienzaUniversity）教授，講授電路理論、自適應(yīng)算法和并行計算、數(shù)字音頻處理等課程。他是智能信號處理和多媒體實驗室主任，也是薩皮恩扎大學(xué)網(wǎng)絡(luò)情報與信息安全研究中心創(chuàng)始人之一。

本書基于自適應(yīng)信號處理為讀者提供相關(guān)電路及算法設(shè)計開發(fā)的有效指導(dǎo)，每章末均附有大量帶啟發(fā)性的習(xí)題和部分習(xí)題答案，以及大量的參考文獻。書中的實例包括多模態(tài)多媒體生物、生物醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟、環(huán)境科學(xué)、遙感等領(lǐng)域。讀者不僅能學(xué)會如何設(shè)計和實現(xiàn)相關(guān)算法，還可以進行算法性能的評估。本書可作為高等院校通信、雷達、聲納以及信號處理等相關(guān)專業(yè)的高年級學(xué)生和研究生的教材，也可作為工程技術(shù)人員的參考資料，對科研院所研發(fā)人員和工程技術(shù)人員解決實際的工程技術(shù)問題，也很有參考價值。

李亞寧，碩士研究生（中國科學(xué)院自動化研究所）本文來自《信號處理》雜志

電路基本原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；MatlabGUI；虛擬仿真平臺；教學(xué)可視化平臺

電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)[1]。它是以高等數(shù)學(xué)、電路原理及模擬電子技術(shù)等課程為基礎(chǔ)，同時也是自動控制原理，電機與拖動等專業(yè)課程的基礎(chǔ)課，具有很強的實用性和綜合性，是電氣工程領(lǐng)域理論和實踐相結(jié)合的專業(yè)核心課程之一，因此電力電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的好壞，將直接影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)[2⁃4]。電力電子課程概念多、知識面廣、實踐性強，這給老師講課和學(xué)生理解帶來很大的困惑，所以借助實驗來加深學(xué)生對基本概念、基本理論和基本方法的理解很有必要。而傳統(tǒng)電力電子實驗教學(xué)受場地、器材、時間等諸多因素的影響，難以讓學(xué)生達到基本的實驗?zāi)繕?biāo)。虛擬仿真實驗平臺投入小，不受時間、地點的限制，具有一定的開放性，方便學(xué)生創(chuàng)新等優(yōu)點。所以借助虛擬仿真平臺來輔助課堂及實驗教學(xué)會起到巨大的幫助作用[5⁃7]。本文借助Matlab/Simulink仿真環(huán)境，以及GUI（GraphicalUserInterface）設(shè)計友好的人機界面，通過GUI輸入框中數(shù)值的不同，改變電路參數(shù)，即可在界面觀察對應(yīng)的波形變化。同時在界面中添加不同的入口畫面，可以觀察仿真原理圖，以及該電路的原理分析。同時，在虛擬仿真平臺中加入電路的閉環(huán)實例分析，加深學(xué)生對該電路的理解，提高學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)效率[8⁃9]。

1電力電子虛擬仿真平臺的建立

1.1電力電子虛擬仿真平臺結(jié)構(gòu)

在設(shè)計GUI界面之前，首先需要確定虛擬仿真平臺的結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計該平臺的主要目的是為電力電子課程提供一個教學(xué)和實驗的仿真平臺，對電力電子課程中的一些常用電路進行動態(tài)仿真，幫助學(xué)生深刻理解電力電子課程中電路拓?fù)浜碗娐穼嵗?。根?jù)這些基本要求，并結(jié)合電力電子課程的特點，確定了虛擬仿真平臺的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。該平臺包含了電力電子技術(shù)中常用電路，如整流電路、逆變電路、直流⁃直流變流技術(shù)、交流⁃交流變流技術(shù)及PWM控制技術(shù)5個基本模塊。課程的其他內(nèi)容可在虛擬仿真平臺的基礎(chǔ)上擴展，因此，該平臺具有很強的通用性。為了使每個模塊設(shè)計更加簡單，虛擬仿真平臺采用了分層設(shè)計方法，將該平臺分為若干個模塊，每個模塊包括一些子模塊。圖2給出了直流⁃直流變流技術(shù)模塊的組成框圖，它包括原理分析、運行界面和實例分析三個子模塊，其他模塊的設(shè)計思想同該模塊基本相同。

1.2Matlab圖形用戶界面設(shè)計

Matlab為用戶提供了強大的集成圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境（GUIDE），用戶可以方便地設(shè)計圖形用戶界面，開發(fā)自己的用戶程序[10]。圖形用戶界面（GUI）是由窗口、菜單、文字說明、標(biāo)簽等控件構(gòu)成。用戶通過提供的控件，如按鈕、滑塊、列表框等可以設(shè)計出易于理解的人機界面。一個圖形用戶界面必須包括控件（Compo⁃nent）、圖形窗口（Graphics）和回調(diào)函數(shù)（Callback）三個部分，利用GUIDE創(chuàng)建GUI是常用方法之一。使用GUIDE創(chuàng)建GUI的基本步驟如下：（1）選擇控件類型。根據(jù)預(yù)期的界面設(shè)計，選擇控件類型。電力電子教學(xué)虛擬仿真平臺中使用的控件主要包括按鈕、輸入框、標(biāo)簽、坐標(biāo)軸及面板等。（2）設(shè)置控件屬性?？丶幕緦傩园ㄗ址⊿tring）、標(biāo)簽（Tag）、字體大?。‵ontSize）、前景色（Fore⁃groundColor）等。通過設(shè)置控件屬性，實現(xiàn)預(yù)期的功能指標(biāo)。（3）編寫回調(diào)函數(shù)。確定整個界面布局之后，需要編寫控件的回調(diào)函數(shù)。鼠標(biāo)右鍵單擊控件，選擇“查看回調(diào)”“callback”，編寫回調(diào)函數(shù)。在界面設(shè)計中用到的主要函數(shù)如下：get_param（′boostdianlu/Vin′，′Amplitude′）；%獲取電路輸入電壓幅值set_param（′boostdianlu/Vin′，′Amplitude′，a）；%設(shè)置輸入電壓幅值options=simset（′SrcWorkspace′，′current′）；%指定模型從當(dāng)前空間運行，獲取編輯框中輸入電壓幅值參數(shù)sim（′boostdianlu′，[]，options）；%使用sim（）函數(shù)使仿真模型從當(dāng)前GUI函數(shù)空間進行仿真plot（tout，yout）；%將輸出波形繪制到當(dāng)前坐標(biāo)軸對象上

1.3Simulink仿真模型

Simulink是Matlab的一個功能組件，為用戶提供建模和仿真的工作平臺。Simulink的SimPowerStems仿真工具箱提供電機與拖動、電力系統(tǒng)與自動化以及電力電子等仿真模塊，幾乎涵蓋所有電力電子電路的仿真模塊。按照電力電子電路的基本原理，利用工具箱提供的模塊可以進行仿真電路的搭建[11]。以“升壓斬波閉環(huán)仿真電路”為例，說明建立仿真模型的基本步驟：（1）調(diào)用功能模塊。根據(jù)升壓斬波電路原理圖，確定所需功能模塊，找到它們所在模塊庫。（2）創(chuàng)建并保存模型。建好模型后，使用Save命令保存，以便下次使用時直接調(diào)用。（3）連接模塊并設(shè)置參數(shù)。將各個功能模塊按照布局進行連接，并設(shè)置每個模塊的參數(shù)。（4）運行仿真并顯示結(jié)果。

2電力電子仿真平臺實例

根據(jù)圖1所示的虛擬仿真平臺結(jié)構(gòu)框圖和圖2所示的直流⁃直流變流技術(shù)模塊結(jié)構(gòu)框圖，采用GUIDE設(shè)計各基本模塊和子模塊的圖形用戶界面，編寫各控件對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，響應(yīng)用戶操作。該GUI界面由主界面、原理分析界面、運行界面以及仿真模型四個部分組成。

2.1直流⁃直流變流技術(shù)主界面

主界面是訪問該節(jié)的第一個用戶界面，如圖3所示。直流⁃直流變流技術(shù)主界面由標(biāo)題和功能選擇按鈕組成。在主界面中列出了包括降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路等常用的六大類基本斬波電路。每一類電路中有三個按鈕，對應(yīng)三個入口，分別是“原理分析”、“運行界面”以及“實例分析”。用戶點擊其中任意一個按鈕，即可進入對應(yīng)的功能界面。

2.2升壓斬波電路原理分析界面

以升壓斬波電路為例，當(dāng)點擊“原理分析”按鈕后，通過按鈕對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，就可跳轉(zhuǎn)到升壓斬波電路的原理分析界面，如圖4所示。原理分析界面由三部分構(gòu)成，分別是電路原理圖、原理分析文字說明以及主界面按鈕。學(xué)生通過原理分析界面鞏固所學(xué)內(nèi)容，進一步加深對升壓斬波電路基本原理的理解，提高理論知識的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)點擊“主界面”按鈕時即可返回圖3所示的直流⁃直流變流技術(shù)的主界面。

2.3升壓斬波電路運行界面

當(dāng)點擊升壓斬波電路“運行界面”按鈕后，跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的運行界面，如圖5所示。運行界面由參數(shù)設(shè)置欄，波形欄以及菜單欄三部分組成。在參數(shù)欄設(shè)置需要改變的參數(shù)，分別為電壓E、電容R、電感L、電阻R。在輸入框中輸入對應(yīng)的數(shù)值可改變仿真電路的參數(shù)[12]。波形欄共有三個坐標(biāo)軸，分別顯示輸出電壓，電感電壓以及開關(guān)信號波形。菜單欄包括仿真按鈕和主界面按鈕兩部分。點擊“仿真”按鈕進行電路仿真，點擊“主界面”按鈕返回圖3對應(yīng)的直流⁃直流變流技術(shù)的主界面。圖5運行界面通過輸入框改變仿真電路參數(shù)，不用在仿真模型中雙擊元件改變，提高了仿真效率，同時該界面可直觀地觀察電路參數(shù)的改變而引起的波形的變化。

2.4實例分析電路

當(dāng)點擊“實例分析”按鈕后，打開以升壓斬波電路為基礎(chǔ)的閉環(huán)仿真電路圖?！斑\行界面”只是針對課本中開環(huán)升壓斬波電路進行操作，而在實際工程中，幾乎所有的電路均使用閉環(huán)模型，由于閉環(huán)仿真電路在課堂中不作講述重點，學(xué)生對閉環(huán)設(shè)計無從下手，不能將所學(xué)知識應(yīng)用于實際工程。因此，在虛擬仿真平臺添加“實例分析”入口，有助于學(xué)生從工程的角度理解閉環(huán)仿真電路的設(shè)計方法，以及閉環(huán)參數(shù)改變對電路的影響。

3結(jié)語