Программирование и анализ электрических цепей

Параметры нелинейных элементов с функционально-заданными характеристиками

Все окна редактирования параметров нелинейных элементов с функционально-заданными характеристиками содержат два однотипных элемента:

  • информационное текстовое поле «Управляющая переменная», в котором отображается имя аргумента (независимой переменной) функции характеристики. Данное поле имеет свойство read only.
  • текстовое поле «Выражение характеристики» для определения аналитического выражения функции характеристики, ниже приведено описание требование к синтаксису выражений.
  • кнопка График, при нажатии на которую открывается окно просмотра графика характеристики. Правила работы с окном описано на странице «Окно просмотра графика характеристики».

Также все окна содержат общую область.

1. Параметры нелинейного сопротивления (проводимости)

Окно редактирования параметров nl-R_func
Окно редактирования параметров nl-G_func
Окно содержит следующие элементы:
  • переключатель «Тип ветви», содержащий опции R – ветвь и  G – ветвь. В зависимости от выбранной опции определяется управляющая переменная: ток для выбора R – ветвь и напряжение для G – ветвь.
  • текстовое информационное поле «Управляющая переменная», в котором отображается символьное имя переменной, в зависимости от выбора переключателя  «Тип ветви».
  • текстовое поле «Выражение характеристики». Для выбора R – ветвь в этом поле вводится функция f(i), для G – ветвь — функция f(u), соответственно.

К началу

2. Параметры нелинейных индуктивности и емкости

Окно редактирования параметров nl-L_func
Окно редактирования параметров nl-C_func
Окна редактирования параметров этих содержат поля «Управляющая переменная» и «Выражение характеристики». Для нелинейной индуктивности должна быть определена вебер-амперная характеристика Ψ = f(i), соответственно управляющей переменной является ток в катушке i.

Для нелинейной емкости вводится выражение кулон-вольтной характеристики Q = f(u), а управляющей переменной, соответственно, напряжение на емкости u.

К началу

3. Параметры нелинейной взаимной индуктивности

Окно редактирования параметров nl-M_func
Для нелинейной взаимной индуктивности должно быть определено выражение основной кривой намагничивания материала сердечника B = f(h), управляющая переменная — напряженность магнитного поля h.

Кроме этого окно содержит следующие текстовые поля:

  • «W1, витков» и «W2, витков» для определения числа витков первичной и вторичной обмоток.
  • «S, кв.см» и «L, см» для ввода параметров сердечника: площади поперечного сечения и длины средней линии, соответственно.

К началу

4. Синтаксис аналитических выражений характеристик

Аналитические выражения должны быть записаны по обычным алгебраическим правилам и представлять собой функцию управляющей переменной, определенной для данного типа нелинейного элемента.

Числовые значения должны удовлетворять следующему формату:

число ⇒ [{ '+' | '-' }]1234[.5678][{ 'e' | 'E' }[{ '+' | '-' }]1234][_suffix_],
где _suffix_ — кратные/дольные единицы (десятичные множители):
G = 109; M = 106; K,k = 103; m = 10-3; mk (u) = 10-6; n = 10-9; p = 10-12.

Все символьные имена в выражениях должны набираться на нижнем регистре.

Определены следующие стандартные операции (в порядке уменьшения приоритета):

Операторы Описание
func() вызов функции
– унарный минус
^ возведение в степень: base ^ expon
*  / умножение, деление
+  – сложение, вычитание

Приоритет операций может быть изменен применением скобок по обычным алгебраическим правилам.

Определены следующие функции действительных переменных:

Функции Описание
abs абсолютное значение аргумента:
result = arg >= 0.0 ? arg : –arg
cos, sin, tan тригонометрические функции
cosh, sinh, tanh гиперболические функции
acos, asin, atan обратные тригонометрические функции
acosh, asinh, atanh, обратные гиперболические функции
exp экспоненциальная функция
ln натуральный логарифм
log десятичный логарифм
inv обратное значение: result = 1.0 / arg
minv отрицательное обратное значение: result = –1.0 / arg
sqr квадрат аргумента: result = arg * arg
sqrt квадратный корень аргумента
sgn знак аргумента:
result = arg > 0.0 ? 1.0 : arg < 0.0 ? –1.0 : 0.0
deg перевод аргумента в градусы:
result = arg * 180.0 / π
rad перевод аргумента в радианы:
result = arg * π / 180.0
ustep result = arg < 0.0 ? 0.0 : arg > 0.0 ? 1.0 : 0.5
uramp result = arg < 0.0 ? 0.0 : arg

В случае, если аргумент функции входит в область, где эта функция не определена, генерируется исключение, которое перехватывается на уровне вызывающей процедуры.

Также определены следующие константы:

Обозначение Описание
e число e — основание натурального логарифма, 2,71828182845…
pi число π — 3,14159265358…

К началу