此示例显示了自定义频率相关的传输线模型。特征导纳和传播功能首先来自幂依赖性电阻,电抗和遗传。使用的值使用rf toolbox™
。然后实施通用线模型(ULM)[1]simscape™
基于拟合参数。比较频率依赖传输线模型的结果和经典的PI-部分传输线模型。
导入传输线的频率相关参数。这些参数用于架空线,在地面上方20米[2]。导电率和导体的皮肤效应被认为是可忽略不计的。对模拟预先计算以下参数:
每单位长度依赖频率串联电阻,
每单位长度依赖级串联电抗,
每单位长度依赖于频率的分流频率,
相应的频率,
传输线的长度,
名称大小字节类属性B 1000x1 8000双R 1000x1 8000双x 1000x1 8000双重频率1000x1 8000双len 1x1 8 double
频率相关的R,L和C显示在这些图中:
特征导纳表示为, 在哪里和是频率依赖性串联阻抗,每单位长度分流终止。
传播速度表示为:, 在哪里是传播常量,和是相应的角速度。
传播功能,,然后表示为。
要将特性导入转换为合理形式,请使用合理的拟合功能RationalFit.
从rf工具箱
。
在哪里:
是杆的数量(适合的顺序)。
是个极点。
是个残留物。
在这种情况下,执行第八顺序合适。
这些图显示了理性配件前后的特征导纳之间的比较。
首先删除传播功能的时间延迟,以帮助减少合理拟合的顺序,其中是传播时间延迟和是传播功能,没有时间延迟。时间延迟由模型中的延迟单元表示。
要将传播功能转换为Rational表单而不时间延迟,请使用RationalFit.
功能从rf工具箱
。
在哪里:
是杆的数量(适合的顺序)。
是个极点。
是个残留物。
在这种情况下,执行第八顺序合适。
这些图表明,在合理拟合之前和之后的传播函数h(随着时间延迟)同意。
在该示例中,考虑仅考虑单个导体和接地返回。可以从通用线模型(ULM)中推断出拉普拉斯域中线的等效电路[1]。键变量是:
是终端的电压。
是终端的电流。
是终端的分流电流。
是终端的反射电流。
是终端的辅助电流。
是传播功能。
从该等效电路,可以编写方程式系统:
在哪里:
考虑到特性导纳的合理形式,终端上的分流电流是:
为了将这些等式从拉普拉斯域转换为时域,执行逆拉普拉斯变换。这种转变导致:
在哪里那和是时域表示那和。
同样,考虑到传播功能的合理形式,终端上的辅助电流是:
为了将这些等式从拉普拉斯域转换为时域,执行逆拉普拉斯变换。这种转变导致:
可以使用相同的过程推断出终端两端的电流。然后在中实现时域方程simscape.
使用simscape语言。
对于第一模拟壳体,电压源正在产生60 Hz正弦波。PI-段传输线使用假设60 Hz输入的RLC参数化,其匹配电压源的频率。该图显示了传输线的输入和输出端电压。这两个模型以稳态显示出良好的一致。
对于第二仿真情况,电压源产生具有10kHz调制的60Hz正弦波。PI-段传输线仍然使用假设60 Hz输入的RLC参数化。显然,定制频率相关的传输线模型适用于更广泛的带信号,而PI-段模型仅适用于极窄的带信号。
[1]莫瑞克,atef,bjorn gustavsen和manoocher tartibi。“用于精确计算架空线和地下电缆电磁瞬态的通用模型。”电力交付的IEEE交易14.3(1999):1032-1038。
[2] Dommel,Herman W。“来自手册公式和计算机程序的架空线参数。”电源设备和系统2(1985)的IEEE交易:366-372。