Моделирование и анализ работы электронных схем Разработал: студент гр. АП-529М Пятков П.А. Принял: канд. техн. наук, доцент Минасова Н.С.

Введение Серийные компоненты бортовых систем отличаются широкой номенклатурой и низкими ценами, н о повышенные требования к устойчивости бортовых систем не дают возможности их использовать. Д ля разрешения этого противоречия предлагается использовать метод определения параметров системы при изменении условий внешней среды в широких пределах.

Описание метода Будем считать что исходная модель исследуемого устройства представлена в виде электрического многополюсника. В качестве базового набора элементов рассмотрим универсальную совокупность: линейный и нелинейный резистор, емкость, индуктивность, источники тока и напряжения. Мы заменяем элементы исходного многополюсника на элементы из базового набора и строим совокупность математических моделей с учетом конечных приращений их парметров.

Например для линейного резистора: Уравнение возмущенного состояния, вызванного воздействием неких внешних и/или внутренних факторов: u+Δu=(R+ΔR)(i+Δi)=Ri+ΔRi+ΔiR+ΔiΔR(1) Тогда уравнение в отклонениях будет следующим: Δu=iΔR+ΔiR+ΔiΔR(2)

Получаем эквивалентную схему линейного резистора в приращениях: Элемент и его обозначениеСхема в приращениях Таблица 1 – Эквивалентная схема резистора

Математическая модель Эта модель строится в гибридном базисе конечных отклонений токов и напряжений, которые возникают в схеме при наличии возмущений. В состав модели входит система топологических и параметрических уравнений. Записываются уравнения по первому закону Кирхгофа (в виде матрицы инциденций) и уравнения по второму закону Кирхгофа (в виде матрицы контуров) На основании данной модели проводится исследование характеристик схемы.

Функциональная модель Рисунок 1 – Функциональная модель

Первый уровень декомпозиции функциональной модели Рисунок 2 – Первый уровень декомпозиции фунциональной модели

Структурно-функциональная модель Рисунок 3 – Структурно-функциональная модель

Структурно-функциональная модель Рисунок 4 – Первый уровень декомпозиции структурно-фунциональной модели

Главное окно программы Рисунок 5 – Главное окно программы

Выбор схемы для анализа Рисунок 6 – Выбор схемы для анализа

Результат работы программы Рисунок 7 – Результат работы программы

Вывод В данной работе было оценено влияние температуры на токи в ветвях цепи. При значительном изменении температуры окружающей среды токи в ветвях схемы также изменяются. При увеличении температуры на 100 градусов наибольшему влиянию подвергается ток I0, который возрастает на 0,008 А. Менее всего подвержен воздействию температуры ток I4, который увеличился на 0,001А. Исследование чувствительности различных схемотехнических вариантов построения энергетических комплексов позволяет установить степень влияния вариации параметров компонентов на характеристики проектируемого устройства, а также определить, в каком направлении следует проводить изменения в процессе схемотехнического проектирования, при настройке и отладке спроектированного устройства.