电源外析原理建模方法技术

本发明专利技术涉及一种电源外析原理建模方法，特别是采用电源外析原理且可应用于复电路的建模方法，属于电路物理建模方法。电源外析原理建模方法：有激电路网络处于工作状态或端口外接两端电路网络或者开路或短路，测量有激电路网络所有端口的端口电压和端口电流，将有激电路网络内部的理想独立电源置零，得到同构无激电路网络；在同构无激电路网络的端口上并接一个电流等于端口电流的理想独立电流源、再串接一个电压等于端口电压的理想独立电压源，构成与原有激电路网络等效的有激电路网络简化模型。电源外析原理建模方法不仅适用于单端口和双端口的实电路网络，还适用于多端口及复电路和任意形态变量的有激电路网络，必将得到广泛地应用。

【技术实现步骤摘要】
电源外析原理建模方法
本专利技术涉及一种电源外析原理建模方法，特别是采用电源外析原理且可应用于复电路的建模方法，属于电路物理建模方法。
技术介绍
随着社会与技术的发展，电路的应用日益普遍，但同时电路也变得日益复杂，从简单的对联电路、串并联变换电路、三岔形三角形变换电路到超级复杂的电路，从单端口电路网络、双端口电路网络到多端口电路网络，从单相电路、两相电路、三相电路到多相电路，从静态电路、稳态电路到暂态电路，从普联电路、互耦电路到控制电路或传输电路，电路正在飞速发展，但同时带来电路分析计算与设计上的巨大困难，如何分析电路、简化电路并降低电路设计的难度、降低电路的复杂度、降低电路的成本其研究具有重大的意义。为得到简单且等效的电路网络，戴维宁已指出可以将复杂的单端口有激电路网络等效为一个实际电压源、诺顿已指出可以将复杂的单端口有激电路网络等效为一个实际电流源，这就是著名的戴维宁定理和诺顿定理，戴-诺定理指出复杂的单端口有激电路网络可以等效为一个实际电源，大大降低电路的复杂度，使电路的分析计算与设计变得更为简单、容易，但戴一诺定理只适用于单端口电路网络，不适用于双端口电路网络，更不适用于三端口及三个端口以上的电路网络。双端口电路网络、三端口及三端口以上的多端口电路网络相比单端口电路网络要复杂得多，研究其等效规律、构建一种简单有效的建模方法一直是个难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：1、适用于单端口电路网络、双端口电路网络、三端口及三端口以上电路网络的等效建模方法；2、该等效建模方法不仅适用于单相实电路，还适用于两相复电路。本专利技术提供了一种电源外析原理建模方法。本专利技术所要解决的技术问题是通过下述技术方案实现的。一种常规电源外析原理建模方法，适用于单端口、双端口、三端口和三个以上端口的有激电路网络，不仅适用于实电路有激电路网络、也适用于复电路有激电路网络；第一步：使有激电路网络处于正常的工作状态；第二步：测量有激电路网络所有端口的工作电压和工作电流；第三步：将有激电路网络内部的理想独立电源置零，得到同构无激电路网络；第四步：在同构无激电路网络的每个端口上先并接一个电流等于该端口工作电流的理想独立电流源、再串接一个电压等于该端口工作电压的理想独立电压源或者先串接一个电压等于该端口工作电压的理想独立电压源、再并接一个电流等于该端口工作电流的理想独立电流源，且理想独立电流源的方向须满足在端口上产生的电流方向与工作电流的方向一致、理想独立电压源的方向须满足在端口上产生的电压方向与工作电压的方向一致，从而构成与原有激电路网络等效的有激电路网络模型。一种综合电源外析原理建模方法，适用于单端口、双端口、三端口和三个以上端口的有激电路网络，不仅适用于实电路有激电路网络、也适用于复电路有激电路网络；第一步：有激电路网络的端口外接两端电路网络或者开路或短路；第二步：测量有激电路网络所有端口的状态电压和状态电流；第三步：将有激电路网络内部的理想独立电源置零，得到同构无激电路网络；第四步：在同构无激电路网络的每个端口上先并接一个电流等于该端口状态电流的理想独立电流源、再串接一个电压等于该端口状态电压的理想独立电压源或者先串接一个电压等于该端口状态电压的理想独立电压源、再并接一个电流等于该端口状态电流的理想独立电流源，且理想独立电流源的方向须满足在端口上产生的电流方向与状态电流的方向一致、理想独立电压源的方向须满足在端口上产生的电压方向与状态电压的方向一致，从而构成与原有激电路网络等效的有激电路网络模型。一种简约电源外析原理建模方法，适用于单端口、双端口、三端口和三个以上端口的有激电路网络，不仅适用于实电路有激电路网络、也适用于复电路有激电路网络；第一步：将有激电路网络所有的端口开路或短路，使有激电路网络处于空载状态；第二步：测量有激电路网络所有开路端口的空载开路电压和所有短路端口的空载短路电流；第三步：将有激电路网络内部的理想独立电源置零，得到同构无激电路网络；第四步：在同构无激电路网络的每个开路端口上串接一个电压等于该端口空载开路电压的理想独立电压源、在同构无激电路网络的每个短路端口上并接一个电流等于该端口空载短路电流的理想独立电流源，且理想独立电压源的方向须满足在端口上产生的开路电压方向与空载开路电压的方向一致、理想独立电流源的方向须满足在端口上产生的短路电流方向与空载短路电流的方向一致，从而构成与原有激电路网络等效的有激电路网络模型。构建电路网络需要用到电路元件和组件，电路常用元件和组件理想电压表、理想电流表、电阻元件或电导元件、电抗或电纳、阻抗或导纳的图形符号如图1a、1b、1c、1d、1e所示，其中阻抗或导纳由电阻或电导元件与电抗或电纳构成。电路常用元件和组件理想独立电压源、理想独立电流源、实际电压源、实际电流源、实际电源的图形符号如图2a、2b、2c、2d、2e所示，其中实际电压源参数采用开路输出电压和电阻或阻抗描述，实际电流源参数采用短路输出电流和电导或导纳描述，实际电源的参数采用开路输出电压和短路输出电流描述，实际电源的开路输出电压和短路输出电流则可以通过实际电压源的参数或实际电流源的参数经过计算得到。单相直流实电路：直流理想独立实电压源和直流理想独立实电流源与电阻或电导构成的实际直流实电压源、实际直流实电流源、实际直流实电源模型如图3a所示。两相直流复电路：直流理想独立复电压源和直流理想独立复电流源与电阻或电导构成的实际直流复电压源、实际直流复电流源、实际直流复电源模型如图3b所示。单相正弦实电路：理想独立正弦实电压源和理想独立正弦实电流源与阻抗或导纳构成的实际正弦实电压源、实际正弦实电流源、实际正弦实电源模型如图4a所示。两相周旋复电路：理想独立周旋复电压源和理想独立周旋复电流源与阻抗或导纳构成的实际周旋复电压源、实际周旋复电流源、实际周旋复电源模型如图4b所示。单相普通实电路：理想独立普通实电压源和理想独立普通实电流源与电阻或电导构成的实际普通实电压源、实际普通实电流源、实际普通实电源模型如图5a所示。两相普通复电路：理想独立普通复电压源和理想独立普通复电流源与电阻或电导构成的实际普通复电压源、实际普通复电流源、实际普通复电源模型如图5b所示。两相复电路是指在空间上视为垂直正交的具有完全相同电路结构和参数的两组电路构成的复式电路。由于电路结构和参数完全相同，两相复电路采用单相电路的形式表示；但两相复电路对应的两相电压或电流不同，两相电压或两相电流采用将其合成为复数的形式表示。两相复电路的直流量电压表示为直流量电流表示为两相复电路的周旋量电压表示为周旋量电流表示为而两相复电路的普通电压表示为普通电流表示为其中：为虚数单位，即有：j2＝-1、j3＝-j、j4＝1。两相复电路的形成如图6所示。电源外析原理建模方法应用于有激复电路网络时，每个复端口的两个分端口的电压和或电流各自单独测量，有激电路网络内部的理想独立电源置零得到两相完全相同的无激复电路网络，无激复电路网络端口串接的两个理想独立分电压源构成理想独立复电压源、无激复电路网络端口并接的两个理想独立分电流源构成理想独立复电流源，有激复电路网络通过内部电源置零和外接理想独立复电压源和或理想独立复电流源等效。有激电路网络是内含独立电源的端口电路网络，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源外析原理建模方法，适用于单端口、双端口、三端口和三个以上端口的有激电路网络，不仅适用于实电路有激电路网络、也适用于复电路有激电路网络；其特征在于：第一步：使有激电路网络处于正常的工作状态；第二步：测量有激电路网络所有端口的工作电压和工作电流；第三步：将有激电路网络内部的理想独立电源置零，得到同构无激电路网络；第四步：在同构无激电路网络的每个端口上先并接一个电流等于该端口工作电流的理想独立电流源、再串接一个电压等于该端口工作电压的理想独立电压源或者先串接一个电压等于该端口工作电压的理想独立电压源、再并接一个电流等于该端口工作电流的理想独立电流源，且理想独立电流源的方向须满足在端口上产生的电流方向与工作电流的方向一致、理想独立电压源的方向须满足在端口上产生的电压方向与工作电压的方向一致，从而构成与原有激电路网络等效的有激电路网络模型。

【技术特征摘要】
1.一种电源外析原理建模方法，适用于单端口、双端口、三端口和三个以上端口的有激电路网络，不仅适用于实电路有激电路网络、也适用于复电路有激电路网络；其特征在于：第一步：使有激电路网络处于正常的工作状态；第二步：测量有激电路网络所有端口的工作电压和工作电流；第三步：将有激电路网络内部的理想独立电源置零，得到同构无激电路网络；第四步：在同构无激电路网络的每个端口上先并接一个电流等于该端口工作电流的理想独立电流源、再串接一个电压等于该端口工作电压的理想独立电压源或者先串接一个电压等于该端口工作电压的理想独立电压源、再并接一个电流等于该端口工作电流的理想独立电流源，且理想独立电流源的方向须满足在端口上产生的电流方向与工作电流的方向一致、理想独立电压源的方向须满足在端口上产生的电压方向与工作电压的方向一致，从而构成与原有激电路网络等效的有激电路网络模型。2.一种电源外析原理建模方法，适用于单端口、双端口、三端口和三个以上端口的有激电路网络，不仅适用于实电路有激电路网络、也适用于复电路有激电路网络；其特征在于：第一步：有激电路网络的端口外接两端电路网络或者开路或短路；第二步：测量有激电路网络所有端口的状态电压和状态电流；第三步：将有激电路网络内部的理想独立电源置零，得到同构无激电路网络；第四步：在同构无激电路网络的每个端口上先并接一个电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明，朱嘉慧，
申请(专利权)人：朱嘉慧，
类型：发明
国别省市：上海,31