电网络分析选论梁贵书课件.ppt

1、0 绪论绪论 电网络理论的内容 电网络理论有关的重要学术期刊 本课程的教学用书与参考资料 本课程的主要内容 本课程的成绩评定方式电网络理论内容电网络理论内容网 络 分 析（ 已 知 网 络 结 构 、参 数 和 输 入 求 输 出 ）网 络 综 合（ 已 知 网 络 输 入 和 输 出确 定 网 络 结 构 及 参 数 ）模 拟 电 路 故 障 诊 断（ 已 知 网 络 输 入 、 输 出 、网 络 结 构 及 参 数 ， 确 定 故 障 ）电 网 络 理 论电网络理论有关的重要学术期刊电网络理论有关的重要学术期刊(电网络理论有关的重要学术期刊电网络理论有关的重要学术期刊(本课程教学用书与参考

2、资料本课程教学用书与参考资料 教学用书 参考资料本课程主要内容简介本课程主要内容简介本课程成绩评定方式本课程成绩评定方式 三种方式)(tu)(ti)(tq)(t)(tp)(tW)(u)(ikkkdtxdx)( 2.)(.211)(tkttkdddxxk)(u)(i0 1、，dttdtu)()(tduut)()()1(dttdqti)()(tdiitq)()()1()()()()(titudttdWtpttdiudptW)()()()(012niiii12,Tnu uuu12, ,Tni iii1ini02i0i12n)(, )(tt iuiu3ttcos,cos3( , ):Ru iuRiR3

3、, 2)(, )(tt iuRRRiu dtdiLuLL0),()()2()1(iiuiuftiLiRxu00tuCuGxi00)(, )(tt iu)(, )(TtTtiu)(, )(11tt iu)(, )(22tt iu)()(),()(2121ttttiiuuuiq电 阻 元 件电感元件电容元件忆 阻 元 件, 0f0),(: ),(iufiuRRR)(iru ()ssuR iIiI 0R1,sR IuiiusI)(ugi )(ssUuUuGiUG,Esiu0Ui1GEsiu0)(iru )(ugi ),(11iu),(22iu0)(2121iiuu0)(2121iiuu0)(2121

4、iiuu0)(2121iiuusURiusIGui0sU 0sI Riu Gui 流控电阻和压控电阻是一般非线性电阻的一个重要子类,单调电阻是压控电阻和流控电阻的一个子类,仿射电阻是单调电阻的一个特例,而线性电阻又是仿射电阻的一个特例 。)(iru )(ugi 0 00 0iuui0 , 0 , 0uiiuuiui0)(uSgni ui0ui0)()(titu022iuuiui02Ruiui00),(: ),(qufquCc( )qC ud CududCiCudtdtdtduiCdtCui( )uS q( )qC u( )uS q001 0kuq Q eQ0),(: ),(ifiLLLi Lu

5、ididLuLidtdtdiuLdt L i KIisin0i00),(: ),(qfqMMuiMq ddqMdtdtuMi M q dM qdquMq idqdt tMqMidabsuu 0 0abssuuiuqabsii 0 0abssiiui aibsuasib uiuqiq基 本电 阻 元 件 ：用和之 间 的 代 数 关 系 表 征二 端电 容 元 件 ：用和之 间 的 代 数 关 系 表 征代 数电 感 元 件 ：用和之 间 的 代 数 关 系 表 征元 件忆 阻 元 件 ：用和之 间 的 代 数 关 系 表 征0),(iufR0),() 1(iufC0),() 1(iufR0),

6、() 1() 1(iufM定义元件用到的定义元件用到的变量：变量： 电压电压 电流电流 电压的积分电压的积分 电流的积分电流的积分推广：推广： 电压电压 电流电流 电压的微积分电压的微积分 电流的微积分电流的微积分0),()()(iufMui( )() (0, 0)umi( )( )1 (0, 0)ium)( Eiu)( Dui22dtudDi dtduxdtdxDi 2()()()I jY jDU juiD22dtidEu dtdixdtdxEu EjUjIjZ2)()()(uiE221221DiCuiBiAuu2211iuDCBAiu线性双口电阻元件1u2u1i2iLinZDAZ1212u

7、AuiDi 负阻抗变换器比例型受控源正阻抗变换器, 0AD, 0AD, 0AD21211ininuu2121iKiuuI A 1, DIK1u1i2u2i:1n2121iiuKuV2121KiiKuu2121iKiuKuIVV A, D 1K A D K0121iAuu2110Diiu0011iu1u1i2u1Au1u1i2u1Di2121iKiuKuIV2121iKiuKuIVLZLZCB 12121CuiBiu0, (Positive Impedance Inverter,PII)0, (Dual Controlled Source,DCS 0, (Negative Impedance I

8、nverter,NII)BCBCBC正阻抗逆转器对偶型受控源负阻抗逆转器)Bg121211guiigu2212111ugiiguCgBg21 ,11u2u2i1ig1210 uBii 2110Cuiu1u1i2u1Bu1u1i2u1Ci2112211ugiiguBgCg1 ,212112211ugiiguBgCg1 ,211212cossin1sincosRuuiiR 1212cos2sin21sin2cos2RuuiiR 1110 ( 1, 2, , )0 ( 1, 2, , 1)kjmnnkkj jkj mikmujmmnuuri 111) 1, 2, 1( 0), 2 , 1( 0nmj

9、jjkmkknjkugiinmmjimkubaTbaui0KK0iuqpqqppkkkkkkkkk212222111211KnniiiiRRRRRRRRRRRRuuuu3213210000ZXYZXYuiuKiui00001010ZXYZXYuiuKiui000010000) i , u(F)(iru )(ugi ),(),(21222111uihiuihu),(),(21222111iuhuiuhi),(),(22212211iuaiiuau),(),(11221112iuaiiuau流控型表示 压控型表示混合表示混合表示传输表示传输表示dddouAuAuufufu22)()(12/satE

10、A )()(01221uufufuiidou1i1i0i20)( 0)0( 021satoddddsatoEuuuuuEuii0uduoEsat-Esat0uduoEsat-Esati1i2i0uduo 0021duiisatoEuii021satoEuii021)(ufiou0iBIu f uinRoutRu fumsatG EsatE0uGimoGmu0imG) 1() 1() 1() 1(/TcbTebTcbTebUucsUuesfcUucsrUueseeIeIieIeIibicieucbuebbaribcafibeicieceibcibe),(0DSGSDGuuiii),(TDSGST

11、GSUuuUu 2)(5 . 0TGSDUuKi),(TDSGSTGSUuuUu 2)(5 . 0TGSGSDUuuKi),(TDSGSTGSUuuUu 0Di为阀值电压）TTDSGSTGSUUuuUu,( 5.0)(2DSDSTGSDuuUuKi0iuF),()()(Tnuuu)()(2)(1)(uTniii)()(2)(1)(i( , ) F 012()()()12nTnuuu12()()()12nTniiiMN0MUNI012() ,() ,() ndiagjjj12() ,() ,() ndiagjjj( )( )( )sssMUNIF12,ndiag sss12,ndiag sss(

12、 ) sFnn1u1inuni2121iiu2121uiiI1u1i2u2iLR)(2)(2)(1)(12211uiiu)(2)(2)(1)(12211uiiu1u1i2uCi2iCi2uCiC2duiudt(1)i u u、 、2233001( )(0)( )(0)3ttduq tqudu duu tud),(xFxdtd),(xg),(xFxdtd),(xg),( , ),(),()()()()(uiiu 为端口变量 X 为状态变量或称内部变量 ),(xFxdtd),(xgSingleConductor Transmission LinesMultiConductor Transmissi

13、on Lines单导体传输线（ ）传输线多导体传输线（ ）00uiR iLxt00iuG uCxt0000RLGC、和00 xtuiR iL00 xtiuG u C0000RLGC、和Transmission Lines Transmission LinesUniformNonuniform均匀传输线（ ）传输线非均匀传输线（ ） 00uiRx iLxxt 00iuGx uCxxt0000RLGC、和 00 xxxtiuGuC0000RLGC、和 00 xxxtuiRiLFrequency-Dependant Transmission Lines Frequency-Independant T

14、ransmission Lines频变传输线（ ）传输线非频变传输线（ ）00URIjLIx 00IGUj CUx00( )( ) ( )( ) ( )dU xR x I xsL x I xdx 00( )( ) ( )( ) ( )dI xG xU xsC xU xdx00jxIGUCU00jxURILI( )( )( )Z xR xsL x( )Z x( )Y x( )( )( )Y xG xsC x( )( ) ( )( ) ( )dI xY x U xx I xdx( )( ) ( )( ) ( )dU xZ x I xx U xdx( ) x( ) x基本代数n口元件的赋定关系为)(

15、F)(QQFQQQQ)(QQnnnnnnQfffffffff212221212111)(雅可比矩阵 称为基本代数n口元件的增量参数矩阵或增量赋定矩阵)(QQddfQ)()(Q0FF),(),(QQQQnnnnnnfffffffff212221212111Fnnnnnnfffffffff212221212111F),(QQF1(,)(,)()QQQQQ FF)()(,iu)()()()(iiuQ)()()()()(QQiiiFi)()()()(uuiQ)()()()()(QQuuuFu0iFuFiuiu),()(),()()()()()(QQQQ( , )ddtxF x ( , )g x 0 x

16、dtd(,)QQF x0()(,)( (),)()QQQQQQQQxx g xg x h (1)(2)()()()(QQQQDxCBxAx(3)QQQQgDxgCFBxFAxxxQQQQQQQ)()()()(,)()()()()()()()()()(sDsXCssBsXAsXsQQQQ)(),()(sssQ)()()()(),(1QQQQQDBAsICs)()()()(), 0(1QQQQQDBAC得, 0),(QQxf0Qxfxxf)()(11QQBAfxfxQQ), 0()()()()(1QQQQQDBACgxxghQQQhRRmf :pkkTkkTgaf110)(xxaxmiiiRxaa

17、Rga,10二端元件的图三端元件的图双口元件的图1321i2i2131u1i2u2i1212345123 54141122233442134163452163452163452afdgebhcTabcdcTefgh1234561234561234561234561452364252541234561 ji1 ji0 ji ija表示支路 与节点 关联，且方向为离开节点表示支路 与节点 关联，且方向为指向节点表示支路 与节点 非关联det1t AtAtA所有大子式与CB)det(TAA22) 1()det(非零大子式）的（树的数目全部非零大子式AAAT ij 0 ij 1ij 1非关联与基本回路

18、表示支路关联，且二者方向相反与基本回路表示支路关联，且二者方向一致与基本回路表示支路ijb ij 0 ij 1ij 1非关联与基本割集表示支路关联，且二者方向相反与基本割集表示支路关联，且二者方向一致与基本割集表示支路ijq ji 0 ji 1ji 1上不在路径表示支路上，且二者方向相反在路径表示支路上，且二者方向一致在路径表示支路ijp111101001P213011110001tA100010001tPA1tAP0ABTf0ABTf0BQTff0QBTfftlAAA tlfB1Btlf1QQ0ABAB1AAABlTttTtltlTfltTtAAB1TtlBQ0ltTtlAABQ1lTtlP

19、ABQKCLKVL基尔霍夫电流定律（）基尔霍夫定律基尔霍夫电压定律（） 功率守恒特勒根定理 拟功率守恒差分形式回路割集不相容原理 表示矩阵AfBfQAbilTfbiBi fQbinTbuAu fBbutTfbuQu KCL = 0 = 0KVL = 0定律0bTbbTbuiiu01bkkkiu0Tbbu i01bkkkiuAAbi0TTbbbbu ii u10bkkku i10bkkku iTbnuA uTTbnuu ATTTb bnbnbu iu AiuAi0TTbbbbu ii ubAi00Tbbi uTTbnuu ATTbnuu ATTTb bnbnbu iu AiuAi bAi0NAA

20、bu bi0bTbbTbuiiu0bTbbTbuiiu01bkkkiu01bkkkiuNbu bibubi0bTbbTbiuui10bkkkkkiuuiNbiTbbnnuuAuu TTTbbnbnbuiuAiuAi bAi0TbnuA u0Tbbui0Tbbiu0Tbbui0bTbbTbiuui10bkkkkkiuui)(L)()()(2121xLxLxxL0)0(LdtetfjFtj)()(dejFtftj)(21)(tjetFjtFF2)sin(2)cos(2)2Re()(tjeFtf)2Im()(tjeFtf0)()(dtetfsFstjjstdsesFjtf)(21)(1( )bLAi

21、0)()(22nTbLLuAubAI0TbnUA UfbB U0lTfbIBIfbQ I0tTfbUQU0IUbTb0bTbpTpiuiubTbpTpiuiubkkknipipiiuiu11bTbpTpIUIUbkkknipipiIUIU11b5r8b4b3g1g*g2r1r6*125, , , gggbr12g*g1b10b9b3b8g2b7g5r4r6r11*g*4g 1376548291011*7g 1, 2, 3, 4, 57, 8, 9, 11)(),(titu0)()()()()()(00dtWdtWttTtTiuiudtWtT0)()()(0iu)(),(titu0)()()(t

22、ttpTiu0( )0W t0)()()(tttpTiu00( )()( ) ( )0tTtW tW tdui111( )( ) ( )0Tp tttui1t11( )( ), ( )( )ttttuuii011( )( ) ( )0tTtW ttt dui0)()()(tttpTiu( ), ( )ttuiTTAdQW0sup)(iu0T )(),(titutttT 0)()( iu)(),(titu00)()()()(22tTtTdttdttiiiuuu0)()()()(00dtWtWtTiu0)()()(dtWTiu)(),(tt iu)(),( tt iu)()( )()(ttttiu

23、iuIUIUTT)()( )()(ttttiuiuIUIUTT)(),(tt iu)(),( tt iu)()( )()(ttttiuiuIUIUTT0detTTXb0FXXHiu0-I0-IsIsI0电路无解示例RUsUiiUUs1Us0隧道二极管电路多解示例THE END-4-202-1-2xf(x)1210.5111110.52, 5 . 0, 1, 1, 5 . 043210mmmmm2, 0, 2, 44321xxxx25. 1)25 . 0(21)(2140mmb25. 0)5 . 01 (21)(21011mmC1)11(21)(21122mmC75. 0)15 . 0(21)(

24、21233mmC75. 0)5 . 02(21)(21344mmC5 . 2 20.7500.752(-1)40.25-12 )0(41kkkxCfa275. 075. 02425. 025. 15 . 2 )(1xxxxxxxCbxaxfpkkk返回(back)21221210iiRRRuu21 12 21 12212121112122222( )()/2 /2p tuiu iRiR ii iRRiiiiiiRRii R4/)(2221RRR返回(back)221121LMMLLdtdiLdtdiMudtdiMdtdiLu221212212111tti itititttttdddiiMMi

25、iMiLiLdddiiMMi idMdiiLdiiLdddiiMddiiMdddiiLdddiiLdiddiLddiMiddiMddiLdiuiutW122112211222221112211202112)(0222)(0111122121122221112221211212112211)(2121 )()( )( )()( )()(21212112MM2112MMtti2sin21其它 02, 0 2sin22ttti0)2( , 0)2(21ii0)(3 ) 1(cossin2)( 2sin22cos2sin)()2(2112202112202112MMdMMdMMW2112MMMMM21

26、12221221221112)(21)(iLMLLiLMiLtW0)(tW0 , 0 , 022121MLLLLdttttttpTT)()()()()(diLiuiLiiLiidiLiTtTtTtdddptW2121)()()()(返回(back)0)(2122222222211uRRuiuiuiutp返回(back)su1u1u2uRlkkTkbTb1iuiutdtkTk 0iulkkTkbTbpTp1iuiuiu01lktkTktpTpddiuiu返回(back)ppIU ,ppIU ,bbIU ,bbIU ,kkIU ,kkIU ,lkkTkbTbpTp1IUIUIUlkkTkbTbpT

27、p1IUIUIUkTkkTkIUIUpTppTpIUIU返回(back)iu0iu0iu0iu0(a)(b)(c)(d)二极管特性曲线分段线性化示例 RkUskIskGk 第k段折线的等效电路 i0LkIsk非线性电感特性曲线的分段线性化表示示例 (a)(b)0uqCkUsk(a)(b)非线性电容特性曲线的分段线性化表示示例 0ud(mV)u0(V)Esat-Esat- 运放的典型转移特性曲线 0uduoEsat-Esatudu0Esat(a)负饱和区udu0Aud(b)线形区udu0Esat(3)正饱和区0 xf(x)f(0)x2m0 x1m1m2m3mp-1xpmpx3kkCxmxf0)(k0,1,2,p) kmkC0RR :fpxxxx321kmpkkkxxCbxaxf1)(pkkkxCfa1)0()(210pmmb)(211kkkmmC k1,2,p 返回(back)本课程主要内容简介本课程主要内容简介