理论教育 大规模级联模块导致的等效导纳矩阵分析

大规模级联模块导致的等效导纳矩阵分析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:所谓综合的方法就是将级联的系统综合为一个等效的导纳矩阵,而不增加矩阵的阶数,即与式中的矩阵不同。如果级联的模块完全相同,都可以用同一个单元矩阵来描述,且级联的个数k很大时,上述等效矩阵的构成方法是非常有用的。例如k=1000,使用9次“级联运算”可以首先得到、、、、、、、、。因此,总共需要14次“级联运算”[17]。

大规模级联模块导致的等效导纳矩阵分析

在研究多导体模块的级联时,除了采用5.7节的做法之外,采用综合的方法也可能是合适的。所谓综合的方法就是将级联的系统综合为一个等效的导纳矩阵978-7-111-37511-1-Chapter05-131.jpg,而不增加矩阵的阶数,即与式(5-23)中的978-7-111-37511-1-Chapter05-132.jpg矩阵不同。

让我们首先考察两个模块级联的情况,如图5-14所示。图中,导纳矩阵978-7-111-37511-1-Chapter05-133.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-134.jpgb(2n×2n)经过了适当的分块,使得分块矩阵978-7-111-37511-1-Chapter05-135.jpg的阶数是n×n的,与电压和电流矢量的阶数一致。

978-7-111-37511-1-Chapter05-136.jpg

图5-14 两个多导体模块的级联

通过观察注入系统的电流矢量、不同断面上的电压矢量以及矩阵978-7-111-37511-1-Chapter05-137.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-138.jpg的分块矩阵,可以写成如下的关系式:

978-7-111-37511-1-Chapter05-139.jpg

上述关系式可以直接写成矩阵形式为

978-7-111-37511-1-Chapter05-140.jpg

由于是级联方式,978-7-111-37511-1-Chapter05-141.jpg,因此有

978-7-111-37511-1-Chapter05-142.jpg(www.daowen.com)

978-7-111-37511-1-Chapter05-143.jpg

从而可以得到如下的矩阵关系:

978-7-111-37511-1-Chapter05-144.jpg

978-7-111-37511-1-Chapter05-145.jpg是两个多导体模块级联后的等效矩阵[16]

如果级联的模块完全相同,都可以用同一个单元矩阵978-7-111-37511-1-Chapter05-146.jpg来描述,且级联的个数k很大时,上述等效矩阵的构成方法是非常有用的。

例如,如果每个模块可以用同一个矩阵978-7-111-37511-1-Chapter05-147.jpg(12×12)来描述,即使当模块数k很大时,也只要使用少量的计算,就能够得到从两端看进去的级联后的等效矩阵为978-7-111-37511-1-Chapter05-148.jpg(12×12)。

例如k=1000,使用9次“级联运算”可以首先得到978-7-111-37511-1-Chapter05-149.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-150.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-151.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-152.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-153.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-154.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-155.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-156.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-157.jpg。将k=1000以二进制表示,表明978-7-111-37511-1-Chapter05-158.jpg可以用如下的级联方式进行计算:978-7-111-37511-1-Chapter05-159.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-160.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-161.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-162.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-163.jpg978-7-111-37511-1-Chapter05-164.jpg。因此,总共需要14次“级联运算”[17]

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