Министерство образования и науки Российской Федерации
С
АНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ
ИНСТИТУТ
МАШИНОСТРОЕНИЯ (ВТУЗ-ЛМЗ)
Кафедра электротехники, вычислительной техники и автоматизации
ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Методические указания к выполнению курсовой работы
для студентов специальности 2203
Санкт-Петербург 2007
Методические указания к выполнению курсовой работы по теоретическим основам электротехники для студентов специальности "Автоматизация технологических процессов и производств".
Предназначены для выполнения курсовой работы по общей электротехнике, целью которой является закрепление знаний об основных методах расчета линейных цепей во временной и частотной областях.
Указания включают краткое изложение вопросов теории и пояснение к оформлению работы.
Составители: В.В.Резниченко, В.П.Демидов
Методические указания утверждены на заседании кафедры
Рецензенты: докт.техн.наук, проф. А.В.Бондаренко
канд.техн.наук, доцент В.Я.Соколов
Научный редактор проф.В.М.Шестаков
Цель и задачи курсовой работы
Целью данной курсовой работы является закрепление и углубление знаний, полученных на лекциях, практических и лабораторных занятиях по курсу «Общей электротехники», а также приобретение необходимых навыков и опыта при самостоятельном освоении различных методов количественного и качественного анализа процессов передачи сигналов через линейные электрические цепи.
Расчет начинается с нахождения входной и передаточной функций заданной цепи. Затем определяются переходная и импульсная характеристики для выходного сигнала. Реакция на выходе цепи находится также:
а) при воздействии сигнала в виде одиночного импульса;
б) при периодическом несинусоидальном режиме.
Для использования вычислительных средств в курсовой работе введен раздел о формировании описания заданной электрической цепи по методу пространства состояний.
В целом с учетом содержания курса «Общей электротехники и электроники» и специфики последующих дисциплин, изучаемых студентами специальности 2203, материал курсовой работы охватывает следующие разделы теории цепей: анализ линейных электрических цепей во временной области; переходные и импульсные характеристики схемы; анализ цепей при установившемся гармоническом режиме методом комплексных амплитуд; теория четырехполюсников; методы расчета сложных цепей; использование операторного и частотных методов анализа.
3
Задание к курсовой работе
В курсовой работе исследуется цепь второго порядка с наиболее распространенной лестничной структурой. Для заданной цепи находятся входная и передаточная функции, и затем определяются переходная и импульсная характеристики для выходного сигнала. Формируются уравнения цепи через переменные состояния. Определятся спектр входного воздействия и его ширина и частотная характеристика цепи. После этого определяется спектр реакции цепи на единичное воздействия. Реакция цепи находится:
а) при воздействии сигнала в виде одиночного импульса;
б) при периодическом несинусоидальном режиме.
ЗАДАНИЕ: Резистивная нагрузка R=1 Ом соединена с источником при помощи пассивного линейного четырехполюсника, представляющего собой цепь типа RL,RC или RLC. Возможные схемы цепей показаны на рис.1,2. В таблице 1 указаны параметры схем, форма и длительность одиночного импульса для одного из вариантов расчета. Формы импульсов представлены на рис.3
4
5
Вариант |
Характеристики элементов |
Характеристики сигналов |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
Форма Рис.3 |
, с |
Амплитуда,
|
n=T |
|
|
Схема рис.1 |
|
|
|
|
|
||
1 |
L=4 |
R=1 |
L=2 |
R=2 |
а |
0.1 |
5 |
2 |
3 |
R=1 |
L=4 |
R=2 |
L=1 |
е |
5 |
1 |
2 |
5 |
L=2 |
R=2 |
R=1 |
L=1 |
в |
2 |
10 |
2 |
7 |
R=2 |
L=1 |
L=4 |
R=2 |
г |
2 |
5 |
2 |
9 |
R=2 |
R=1 |
L=1 |
L=2 |
д |
3 |
1 |
2 |
11 |
C=1 |
R=1 |
C=3 |
R=2 |
а |
20 |
10 |
2 |
13 |
R=1 |
C=4 |
R=2 |
C=1 |
б |
1 |
5 |
2 |
15 |
C=3 |
R=1 |
R=2 |
C=1 |
в |
5 |
1 |
2 |
17 |
R=4 |
C=0.5 |
C=1 |
R=1 |
е |
2 |
10 |
2 |
19 |
R=0.5 |
R=0.5 |
C=2 |
C=0.5 |
д |
2 |
10 |
2 |
21 |
L=0.5 |
R=1 |
C=2 |
R=1 |
а |
1 |
1 |
2 |
23 |
R=0.5 |
L=2 |
R=2 |
R=2 |
б |
1 |
10 |
2 |
25 |
L=0.5 |
R=2 |
R=2 |
C=1 |
в |
0.5 |
10 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
C=4 |
R-1 |
C=1 |
R=0.5 |
д |
0.1 |
20 |
2 |
4 |
R=1 |
L=4 |
R=0.5 |
C=1 |
а |
10 |
10 |
2 |
6 |
C=2 |
R=0.5 |
R=1 |
C=1 |
г |
3 |
2 |
2 |
8 |
R=0.5 |
C=1 |
C=4 |
R=0.5 |
в |
2 |
20 |
2 |
10 |
R=0.5 |
R=1 |
C=2 |
C=1 |
а |
2 |
10 |
2 |
12 |
L=I |
R=1 |
L=2 |
R=0.5 |
е |
30 |
2 |
2 |
14 |
R=I |
L=4 |
R=0.5 |
L=1 |
в |
0.5 |
20 |
2 |
16 |
L=3 |
R=1 |
R=0.5 |
L=1 |
а |
10 |
10 |
2 |
18 |
R=0.25 |
L=2 |
L=1 |
R=1 |
е |
2 |
2 |
2 |
20 |
R=0.25 |
R=1 |
L=1 |
L=2 |
в |
1 |
20 |
2 |
22 |
C=2 |
R=1 |
L=2 |
R=0.25 |
д |
2 |
20 |
2 |
24 |
R=1 |
C=4 |
R=0.2 |
L=2 |
в |
1 |
2 |
2 |
26 |
C=2 |
R=1 |
R=0.2 |
L=4 |
г |
0.5 |
2 |
2 |
L - Гн; С -Ф; R -ом.
6