Главная страница
Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Метод электрических преобразований
Выше было показано, что математические формулы преобразования матрицы проводимости при исключении переменной k эквивалентны формулам электрических преобразований при исключении узла k. Если учесть симметрию матрицы проводимостей и получаемых в процессе матричных преобразований блоков, то матрицы L, W, а также вектор можно получить в процессе электрических преобразований исходной электрической схемы.
При исключении узла k управляющая строка Rk формируется исходя из связей узла k в схеме после исключения предыдущих k- 1 узлов. Управляющий столбец Lk определяется делением элементов строки Rk на диагональный элемент = / Rkk. При исключении узла k связанного с узлами i, j, m, …между всеми смежными узлами попарно появляются новые (дополнительные) связи с проводимостями . Результирующие проводимости связей получаются путем суммирования , где - проводимость связи i-j на шаге k. При исключении узла его узловой ток разносится по смежным узлам пропорционально проводимостям . Это соответствует гауссовскому исключению для правой части СЛУ.
Значение , т.е. равно правой части УУН (току) для первого узла. На шаге k электрических преобразований определяется согласно выражению ,
т.е. является накопленным в процессе электрических преобразований током узла k с дополнительным током на базу.
Поскольку вектор формируется попутно, то матрица L для однократного расчета становится ненужной. Она необходима, если предполагается серия расчетов.
Пример. Выполнить расчет матриц L, W и вектора для схемы рис. 4.4. Расчеты сведены в табл. 4.1

Рис. 4.4. Пример расчетной схемы
Таблица 4.1
Y
| Y б
| LW
| Y б
| сум
| Z
| U
| -1
|
|
|
|
|
| -1
|
|
|
|
|
|
| 1, 0
| 7, 4
|
| -3
|
|
|
|
| -1
| -2
|
|
|
|
|
| 2, 0
| 8, 4
|
|
| -6
|
|
|
| -0
| -0
| -6
|
|
|
| -3
| -23, 0
| 10, 1
|
|
|
| -5
|
|
| -0
| -0, 5
| -0, 33
| -3, 83
| 2, 167
| -5/3
|
| -15, 7
| 9, 4
|
|
|
|
| -5
|
| -0
| -0, 5
| -0, 33
| -0, 57
| -2, 61
| 2, 61
| 1, 6
| -24, 5
| 9, 4
|
Промежуточные расчеты. Первая строка триангулированной матрицы соответствует связям узла 1. Поскольку нет непосредственной связи с базисным узлом, то Z1= =1. Исключение первого узла ранга 1 не приводит к появлению каких-либо новых связей. В части топологии сети производится простое исключение связи 1-2. Ток первого узла передается второму узлу. В результате =1+1=2.
В соответствии с измененной топологией сети записывается вторая строка триангулированной матрицы, отражающая связи с узлом 2. Следует обратить внимание, что собственная проводимость , а не -3, как это было для исходной схемы. Вторая компонента вектора z2= =2.
Рис. 4.5. Эквивалентная схема
| В результате исключения узла 2 ранга два между узлами 4, 5 появляется дополнительная связь с проводимостью . Отсюда . Изменяются также собственные проводимости узлов 4, 5, но их определение на данном этапе не целесообразно, поскольку в процессе эквивалентных преобразований возможно изменение результирующей проводимости . Дополнительные токи в четвертый и пятый узлы = =2∙ 1/2=1. Эквивалентная схема на данном этапе имеет вид рис. 4.5.
Поскольку выполненные эквивалентные преобразования не коснулись третьего узла и смежных связей, то строка 3 результирующей матрицы W равна строке 3 исходной матрицы, а z 3 = = -3-20 = -23.
При исключении узла 3 появляются дополнительные связи . Отсюда новые значения проводимостей ; . Дополнительные токи = =-1. Следует еще раз отметить, что в эквивалентных преобразованиях участвуют исходные токи, а не правые части системы УУН . Результирующие токи =2-1=1.
После исключения третьего узла (читателю предлагается самостоятельно изобразить схему и проставить на ней величины проводимостей и токов) нулевые элементы четвертой строки матрицы W 4 равны (-3, 83; 2, 167). Компонента z 4= =1-10∙ 5/3 = -15, 7.
На последнем этапе исключается четвертый узел, как узел ранга 2. При этом ; ; Последняя строка W равна (0; 0; 0; 0; -2, 61). компонента z 5= =1, 6-10∙ 2, 61 = -24, 5.
Матрица L вычислена по описанному выше алгоритму (деление строки на диагональный элемент).
Решением СЛУ определяется искомый вектор напряжений =(7, 4; 8, 4; 10, 1; 9, 4; 9, 4). В частности, U5=-24, 5/2, 61=9, 4, U4= (-15, 7-2, 167∙ 9, 4)/(-3, 83)=9, 4. Аналогично определяются остальные напряжения узлов.
|