Файл: О. В. Свеженцева Подпись И. О. Фамилия пояснительная записка.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электроснабжения и электротехники

Допускаю к защите

Руководитель ______ О.В.Свеженцева

Подпись И.О. Фамилия

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовой работе по дисциплине

«Компьютерные, сетевые и информационные технологии»
1.019.00.00 ПЗ


Выполнил: студент группы ЭУмз-16-1 ___________ О.В. Орлова

Подпись И.О. Фамилия

Нормоконтроль ____________ О.В. Свеженцева

Подпись И.О. Фамилия


Курсовая работа защищена с оценкой _______________________
Иркутск, 2017

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (КУРСОВУЮ РАБОТУ)

По курсу: Компьютерные, сетевые и информационные технологии

Студенту: гр. ЭУмз-16-1 Орлова О.В.

Тема курсового проекта (работы): Компьютерные, сетевые и информационные технологии, вариант № 19

Исходные данные: в соответствии с номером варианта

Рекомендуемая литература:

1. 
   О.В. Свеженцева, Ю.В. Гаврилова. Вычислительная математика. Основные алгоритмы. МУ для выполнения лабораторных работ для студентов специальности 10.04. – Иркутск, 2002. - 23 с.
   
2. 
   Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум на ElektronicsWorkbench в двух томах / Под ред. Д.И. Панфилова. –М.: “Додека”, ,2000 , т.2.-287 с.
   
3. 
   В.П.Дьяконов. Mathlab 6/5 SPI/7.0 +Simulink 5/6 в математике и моделировании. – М.: “СОЛН- Пресс”, 2005.
   
4. 
   В.Д.Сартаков. САПР в ЭП и информационные технологии в электроприводе. ч.2. Лабораторный практикум. – Иркутск, 2006. - 67 с.
   

Графическая часть на ____________листах

Дата выдачи задания «___» _________ 2016 г.

Задание получил __________ О.В. Орлова

Подпись И.О. Фамилия

Дата представления проекта (работы) руководителю «__»__________2017 г.

---

Руководитель курсового проекта (работы) ________ О.В.Свеженцева

Подпись И.О. Фамилия

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Цель данного курса: связать математику как общетеоретический курс с ее практическими применениями в работе специалиста в области электроэнергетики и дать конкретный математический аппарат для прикладных исследований.

При изучении дисциплины рассматриваются математические методы и подходы для решения электроэнергетических задач.

Сложность задач электроэнергетики обусловлена:

1. 
   сложностью ЭЭС,
   
2. 
   обеспечением надежной работы при различных авариях;
   
3. 
   высокой скоростью и взаимосвязью процессов, протекающих в различных элементах системы в нормальных и аварийных режимах.
   

1. Символический или комплексный метод расчета разветвленных электрических цепей переменного синусоидального тока средствами Matlab

1. Теоретические сведения

Метод контурных токов

При расчете методом контурных токов полагают, что в каждом независимом контуре течет свой контурный ток. Уравнения составляют относительно контурных токов, после чего определяют токи ветвей через контурные токи. Таким образом, число неизвестных в методе контурных токов определяется количеством независимых контуров и уравнения составляются по второму закону Кирхгофа. Этот метод является более экономичным с вычислительной точки зрения, т.к. содержит меньшее число уравнений. Покажем применение метода контурных токов на примере анализа следующей электрической цепи.

---

Рисунок 1.1 – Схема электрической цепи

В этой схеме два узла, три ветви и два независимых контура. Положим, что в левом контуре, по часовой стрелке, течет контурный ток и в правом также по часовой стрелке течет контурный ток . Для каждого из контуров составим уравнения по второму закону Кирхгофа. При этом учтем, что в смежной ветви (с сопротивлением ) течет сверху вниз ток . Направление обхода контуров примем также по часовой стрелке.

Уравнение для первого контура по второму закону Кирхгофа:

.

Или, сгруппировав коэффициенты при неизвестных и :

. (1.1)

Уравнения для второго контура:

,

или

. (1.2)

В уравнении (1.1) коэффициент при неизвестном токе , являющийся суммой сопротивлений первого контура, обозначим через , коэффициент при токе - сопротивление смежной ветви, взятое со знаком минус, обозначим через . Объединим эти уравнения в систему линейных алгебраических уравнений:

. (1.3)

Здесь:

,

,

,

,

.
В общем случае можно сказать, что сопротивление смежной ветви между и

---

контурами ( ) входит в уравнение со знаком минус, если направления контурных токов и вдоль этой ветви встречны, и со знаком плюс, если направления согласны. Если в схеме будет больше двух контуров, например три, то система линейных алгебраических уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа будет состоять из трех уравнений.

В общем случае система для независимых контуров в матричной форме имеет следующий вид:

. (1.4)

Здесь матрица коэффициентов размерностью , Вектор столбец неизвестных размерностью , столбец свободных членов - .

Рекомендуется для единообразия в знаках сопротивлений с разными индексами все контурные токи направлять в одну и ту же сторону, например, все по часовой стрелке.

Если в результате решения системы линейных алгебраических уравнений какой-либо контурный ток окажется отрицательным, то это будет означать что в действительности направление контурного тока обратно, принятому, за положительное.

Квадратная матрица коэффициентов является симметричной матрицей относительно главной диагонали. Систему линейных алгебраических уравнений (1.4) можно решать каким-либо точным методом решения систем линейных алгебраических уравнений, например методом Гаусса (метод последовательных исключений), методом обратной матрицы, методом Крамера (метод определителей).

Применение к анализу и расчету цепей переменного тока метода контурных токов.

Переменным током называется ток, изменяющийся во времени по величине и направлению. Значение тока в любой данный момент времени называется мгновенным значением тока

---

. Ток определен, если известна зависимость его мгновенного значения от времени и указано его положительное направление. Токи, значения которых повторяются через равные промежутки времени в той же последовательности, называются периодическими.

Очень широкое распространение на практике получил символический, или комплексный метод расчета цепей синусоидального тока. Сущность символического метода расчета состоит в том, что при синусоидальном токе можно перейти от уравнений, составленных для мгновенных значений и являющихся дифференциальными уравнениями к алгебраическим уравнениям, составленным относительно комплексов тока и э.д.с. Этот переход основан на том, что в любом уравнении, составленном по законам Кирхгофа для установившегося процесса, мгновенное значение тока заменяют комплексной амплитудой тока ; мгновенное значение напряжения на активном сопротивлении -комплексом , мгновенное значение напряжения на индуктивности - комплексом , опережающим ток на ; мгновенное значение напряжения на емкости - комплексом , отстающим от тока на ; мгновенное значение э.д.с. - комплексом .

Известно, что окончательные расчетные формулы метода контурных токов получают в результате выводов, в основу которых положен второй закон Кирхгофа. Поскольку первый и второй законы Кирхгофа справедливы и для цепей синусоидального тока, то все вышеприведенные выкладки справедливы и для цепей синусоидального тока. Все расчетные формулы пригодны и для расчета синусоидальных цепей, если в этих расчетных формулах вместо постоянного тока

---