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文檔簡介

1、蘭州交通大學 電力電子與電力傳動 0211433 孫云霞,機電類比,機電類比：是表明力學振動系統和電路系統二者的方程和結構的相似關系，并確定在這些方程和結構中起相似作用的量和元件，以便在兩種系統間傳遞數學分析步驟和結構性能的方法。由于力學振動系統基本上是分布系統，用集總的電路系統進行機電類比只是近似方法，不可能期待得出精確的結果。但由于電路理論比較成熟，電路圖運用起來很方便，所以運用機電類比來簡單分析力學振動系統的運動規(guī)律或者預測和設計力學振動系統均是有利的。,機電類比的思路,機電類比就是把機械的力學系統和電路的電學系統進行比較，通過相似的特征方程找出對應的機械和電路, 可以通過機械的緩慢變化

2、的暫態(tài)過程透視出電路的迅變的暫態(tài)過程。 動作的特征: 在力學系統中是機械位移和速率的變化，在電學系統中是電荷、電流和電壓的變化, 但其變化的實質在于力。在力學系統所受機械力大致來源于重力、彈力、摩擦力和流體粘滯力, 在電學系統中大致來源于靜電力和非靜電力。,首先要根據類比內容, 建立動作特征方程。如RC電路中, 其特征量方程為：U+iR=0或q/c+R dq/dt=0；對應于力學系統的特征量方程為：ax+bv=0或ax+b dx/dt=0, 然后根據方程尋找滿足方程的機械設備系統, 比如彈黃振子、單擺或其他可以作周期振動的機械設備, 在一些附加條件下就可以制成一套機電類比器。,機電類比舉例,通

3、過機械的緩慢變化透視相應的電學系統的迅變過程, 關鍵在于建立緩慢變化的機械設備系統, 這系統稱緩閉器。機械的緩閉器一般采用油缸中的活塞開有一些小孔, 活塞另一端連有彈贊而組成的機械設備。 ,舉例(一) RV電路的機電類比:緩閉器對應RC電路.（活塞質量不計）,方程：kx+b dx/dt=0 q/c+R dq/dt=0 方程:F=Kx+bdx/dt V=Ir+q/c=q/c+Rdq/dt 外力對應對于電壓，位移對應于電荷，速率對應于電流。,舉例(二) RL電路的機電類比:無彈簧的緩閉器對應RL電路.（活塞質量不忽略）方程:-bv=ma=m dv/dt -iR=L di/dt,方程:F=bV +m dv/dt E=+iR+L di/dt 外力對應于電壓, 速率對應于電流,舉例(三) RLC電路的機電類比:彈贊振子類似LC電路方程：-KX=m dx/dt=m -q/c=L dx/dt=L,油中的彈簧振子類似RLC 放電過程 方程:-kx-bv=m dx/dt=m -q/c-iR=L di/dt=L,外力作用下油浸彈簧振子類似RLC充電過程。方程:F-Kx-b dx/dt=m E-q/C-R dq/dt=L,參考文獻 1石曉斌等, 理論力學基礎教程, 湖南大學出版社,(1 9 8 9 ).

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