Đang tải... (xem toàn văn)
Ly thuyet mach 1 1Lý thuyết mạch điện 2 ➢ Các phần tử phi tuyến và các hiện tượng cơ bản trong mạch điện phi tuyến ▪ Khái niệm mô hình mạch phi tuyến ▪ Tính chất mạch phi tuyến ▪ Các phần tử phi tuyến[.]
Phần 3: Mạch điện phi tuyến ➢ Các phần tử phi tuyến tượng mạch điện phi tuyến ▪ Khái niệm mơ hình mạch phi tuyến ▪ Tính chất mạch phi tuyến ▪ Các phần tử phi tuyến ➢ Mạch điện phi tuyến chế độ xác lập ▪ Một chiều (Nguồn DC) ▪ Xoay chiều (Nguồn AC) ▪ Chu kỳ (Nguồn DC+AC) ➢ Mạch điện phi tuyến chế độ độ ▪ Khái niệm ▪ Các phương pháp Lý thuyết mạch điện Chương 3: Khái niệm Mạch điện phi tuyến ❑ Khái niệm ❑ Các phần tử phi tuyến ❑ Mạch điện phi tuyến ❑ Phương pháp giải mạch điện phi tuyến Lý thuyết mạch điện 2 Tuyến tính vs Phi tuyến (1) ▪ Tuyến tính (linear): Quan hệ biến Đường thẳng (1D), Mặt phẳng (2D), Siêu phẳng (hyperplane) ▪ Phi tuyến (nonlinear): Quan hệ biến khơng tuyến tính http://demonstrations.wolfram.com Lý thuyết mạch điện Tuyến tính vs Phi tuyến (2) ▪ Một số hàm kích hoạt phi tuyến (dùng nhiều neural networks) Input Weights x1 Sign function x2 w1 w2 x3 w3 xD Sigmoid function Perceptron Output: sgn(wx + b) wD ReLU function (Rectified Linear Unit) y=max(0,x) ▪ Hồi qui tuyến tính, tuyến tính hóa Lý thuyết mạch điện Bài toán phi tuyến (1) ▪ Nghiệm cục bộ-nghiệm toàn cục Lý thuyết mạch điện Bài toán phi tuyến (2) ▪ Nghiệm cục bộ-nghiệm toàn cục Source: X Bresson Lý thuyết mạch điện Ví dụ ▪ Hệ thống cần xây dựng có hàm truyền đạt f với vector tham số W cho: i : y i = f ( xi ) di xi di đầu vào thứ i đầu thứ i ▪ Hàm mục tiêu: hàm sai số cần cực tiểu hóa N E = y w ( xi ) − d i i =1 N E = y w ( xi ) − d i i =1 Lý thuyết mạch điện Các phần tử phi tuyến (1) ▪ Các phần tử tuyến tính (linear): Quan hệ trạng thái phần tử tuyến tính uR Phần tử phi tuyến (nonlinear): Quan hệ trạng thái phần tử phi tuyến Điện trở, điện cảm, tụ điện, diode, transistor,… uR uR = Ri ▪ R i L u = uR (i) R(i ) L(i) C i C (u ) Lý thuyết mạch điện Các phần tử phi tuyến (2) ❑ Điện trở phi tuyến ▪ Phương trình đặc trưng biểu diễn quan hệ u-i i (t ) R phương trình phi tuyến, dạng: u(t ) -Hàm số: u=u(i), i=i(u) -Đồ thị uR Ví dụ: u(i) i = 0,1u + 0,002u i -Bảng u = 10i + 0,5i ; k I(A) U(V) 0,5 11 1,0 12,5 1,5 14 Lý thuyết mạch điện 10 Các phần tử phi tuyến (3) ❑ Cuộn dây phi tuyến i(t) ▪ Phương trình đặc trưng biểu diễn quan hệ – i phương trình phi tuyến, dạng: d uL = dt -Đồ thị -Bảng u(t) d di uL = = dt i dt -Hàm số: = (i) i=i() Ví dụ: = 0,5i + 0,1i d di uL = = dt i dt = 0,5i + 0,3i 2i (i ) (i) i Lý thuyết mạch điện 11 Các phần tử phi tuyến (4) ❑ Tụ điện phi tuyến ▪ Phương trình đặc trưng biểu diễn quan hệ q –u i(t ) phương trình phi tuyến, dạng: q du dq i = iC = C u dt dt -Hàm số: q=q(u) u=u(q) -Đồ thị uC (t ) Ví dụ: q = 0,2u + 0, 01u iC = q q(u ) q(u ) q du = 0, 2u + 0,03u 2u u dt u -Bảng Lý thuyết mạch điện 12 Các phần tử phi tuyến (5) ❑ Đi-ốt (diode) Diode bán dẫn: cho phép dịng điện qua theo chiều ▪ Chức năng: chỉnh lưu, ổn áp,… ▪ Dạng đồ thị đặc tính Volt-Ampere ❑ Tranzito (transistor) ▪ Chức năng: khuếch đại, khóa điện tử,… B: Base; E: Emitter; C: Collector Lý thuyết mạch điện 13 Các phần tử phi tuyến: Hệ số động & tĩnh ❑ Hệ số động, hệ số tĩnh phần tử phi tuyến ▪ Hệ số tĩnh: Là tỷ số y x y y ( x) đo phần tử xét y kt = x Rt = u (i ) q(u ) (i ) ; Ct = ; Lt = i u i x ▪ Hệ số động: Là đạo hàm riêng y theo x đo phần tử xét y y u (i) q(u ) (i) kd = Rd = ; Cd = ; Ld = x i u i ➢ Với phần tử tuyến tính: k d = kt Lý thuyết mạch điện y ( x) x 14 Khái niệm Mạch điện phi tuyến ❑ Mạch điện phi tuyến ▪ Là mơ hình mạch điện có chứa nhiều phần tử phi tuyến ▪ Mạch điện phi tuyến mô tả hệ phương trình vi tích phân phi tuyến ❑ Tính chất mạch điện phi tuyến ▪ Khơng có tính chất tuyến tính: khơng dùng tính chất xếp chồng ➢ Nói chung dùng luật Kirchhoff 1, (dịng nhánh) ▪ Có tính chất tạo tần (sinh tần): đáp ứng có tần số so với kích thích (ví dụ nguồn , đáp ứng k) i = 2sin314t; u = 10i + 0,01i u = 20sin314t + 0,01( 2sin314t ) = 20sin314t + 0,08 ( 3sin314t − sin 3.314t ) Lý thuyết mạch điện 15 Phương pháp nghiên cứu mạch điện phi tuyến Bài toán phi tuyến: dùng phương pháp thích hợp với lớp tốn Khơng có phương pháp tổng qt tốn tuyến tính → phương pháp gần ▪ Phương pháp giải tích gần đúng: độ xác khơng cao, biến đổi giải tích cồng kềnh ▪ Phương pháp đồ thị ▪ Phương pháp số ▪ Mô Lý thuyết mạch điện 16 ... ứng k) i = 2sin314t; u = 10i + 0,01i u = 20 sin314t + 0,01( 2sin314t ) = 20 sin314t + 0,08 ( 3sin314t − sin 3. 314t ) Lý thuyết mạch điện 15 Phương pháp nghiên cứu mạch điện phi tuyến Bài tốn phi.. .Chương 3: Khái niệm Mạch điện phi tuyến ❑ Khái niệm ❑ Các phần tử phi tuyến ❑ Mạch điện phi tuyến ❑ Phương pháp giải mạch điện phi tuyến Lý thuyết mạch điện 2 Tuyến tính vs Phi... tuyến tính: k d = kt Lý thuyết mạch điện y ( x) x 14 Khái niệm Mạch điện phi tuyến ❑ Mạch điện phi tuyến ▪ Là mơ hình mạch điện có chứa nhiều phần tử phi tuyến ▪ Mạch điện phi tuyến mô tả hệ