電路與系統精選(九篇)
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第1篇：電路與系統范文
【關鍵詞】電子電路；系統設計；實現研究
1.引言
當前，高級語言描述、系統仿真和綜合優化是EAD的技術的特征。關于EAD技術，其一直被廣泛運用于教學與科研當中，并且其在科研機構與電子行業的產品開發與設計中有著不可替代的位置，是一項具有十分意義的輔助工具。為此，以下就針對這個內容展開論述。
2.相關軟件介紹
關于電子電路與系統分析設計的軟件有很多種，比如PSpice、Protel、OrCAD、VISIO、PADS、EWB、EAD2002等。關于PSpice的最新版本為PSpice9.1，這款軟件可以進行各種激勵建立，溫度與噪音分析、波形輸出和數據輸出等等，并將仿真結果顯示在同一個窗口內。到目前Protel的最新升級版本為Tango，在早期，Protel的主要作用是為印刷版自動布線，最后發展成為Protel99se，在并購之后更名為Altium 公司。當前Protel推出的最新版本ProtelDXP包含很多內容，如電原理圖繪制、數字電路混合信號仿真、可編程邏輯器件設計、圖表和電子表格生成等功能。關于OrCAD，它是由OrCAD 公司推出的EDA軟件。這款軟件界面友好直觀，其主要擁有以下功能：電原理圖繪制、模擬與數字電路混合仿真、可編程邏輯器件設計等。它的原件庫有8500個，是EDA 軟件最多的一個。VISIO是VISIO 公司推出的軟件，這款軟甲主要用在作圖上，它可以繪制出單片機、電路、工藝、組織結構圖、商業行銷圖等的流程圖。PADS是美國Mentor Graphics 公司推出的軟件，它是一套完整的電子設計自動化系統，主要有五個部分組成，這五個部分分別為PowerLogic、PowerBGA、CAM350、HyperLynx、PowerPCB。這款軟件可以完成128頁復雜的電子系統原理設計，其主要采用平面分層和層次化設計與混合應用方式。EWB主要由加拿大的互交圖像技術有限公司推出，它具有兩個優勢功能，即仿真功能和虛擬儀器功能。并且可以在桌面上提供以下工具：萬用表、信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換、數字信號發生器等。這個軟件的容量很小，所以，可以直接拷貝，其在電子行業被廣泛應用。關于EAD2002，其是由廈門超倫軟件公司推出的，主要功能是繪圖、輸出、建庫、優化設計等。這些功能主要被用于電子線路圖的設計、電氣工程圖的設計的呢過方面。其所用的符號是中國采用的國家標準符號，這種符號比其它的EDA 更方便快捷。
3.層次化設計方法
電子電路與系統的設計主要面向三個不同的層次，也就是系統級、電路級和物理實現級。在以往，電子系統的設計的方法主要是由抵向上的設計方法。在此過程中，其工作主要由專家人工完成，每一次修改就是一次設計過程的重復。目前的EDA所采用的設計方法主要是自頂向下的設計方法，這種方法可以使系統性能、系統成本與設計所花的時間達到平衡。ESDA在設計過程中，其系統級主要有以下幾個步驟：首先是根據性能指標和限制條件建立系統方塊圖，其次后運用VHDL描述系統，并對系統級模擬進行驗證。最后，將模塊進行劃分，將其分為多個子模塊。這些子模塊主要有數字電路、模擬電路等。其電路級的設計內容有：對子系統進行電路原理結構進行設計，用相關優化工具生成門邏輯電路EDIF網表。最后是根據子系統電路類型的不同選擇不同的軟件進行設計和仿真、優化。其優化的內容有建立工具構造、進行仿真優化等。關于ESDA中的物理實現級設計主要內容是：由系統設計目標決定物理實現方法。在此過程中會涉及到性能、價值和時間等問題。比如說IC系統的 PCB 實現、掩膜ASIC 的實現等。
4.設計與實現過程
在PCB 的設計與實現過程，產生 Gerber是設計過程中的最后一步，在設計過程中，Gerber是必須文件，它是生產 PCB板所需的文件，其主要從PCB 原文件中衍生出來的光碼文件和坐標文件。在這個過程中，生成PCB 的菲林膠
片主要由Gerber文件利用光繪機進行，最后再利用菲林膠片生產出PCB 板。在實際過程當中，一個PCB 設計中含了很多的Gerber 文件，而一個Gerber 文件又包含了光繪信息。想要將PCB 板完全體現出來，只需要將1個PCB 設計的所有文件即可。在Gerber文件中，其主要有七種板數據，這七種板城數據有走線層、電源地平層、SMD 貼片層、絲印層、NC 鉆孔層、鉆孔參考圖層和主焊層等。在實際情況中，關于CAD設計軟件有文件的輸出功能提供。關于PowerPCB，其主要有以下幾個輸出功能：打印功能、繪圖功能、文件輸出功能等。從當前的情況上看，關于電子設計最受人咀嚼的話題的EDA 概念，而曾經的CAD設計模式早已脫離現代軌跡，其所要面臨的挑戰是高速 PCB 設計。相關人員在挑戰高速PCB設計時，需要考慮兩個問題：一個是必須計算互連路徑的傳播時間，保證信號的完整無缺才能滿足時序這個要求。另一個是考慮阻抗不匹配的不利影響。
電子系統的實現經歷由分立元件到UVLSI的過程。為了使系統的可靠性和通用性得到提高，可用通用全硬件 LSI 電路代替微處理器和專用集成電路。ASIC 體擁有重量輕、功耗能、體積小和成本低等優點，在制作過程中可利用現場可編程邏輯器件進行制作。
5.結論
在科技的不斷發展之下，電子系統的設計方法和設計環境有了很大的變化，關于EDA 技術，其應用了編程技術制作 ASIC、宏模型庫、系統級仿真軟件，以及IP 核的 SOC的設計與制造技術等，從而進入了ESDA 階段。在當前的電子電路與系統的分析設計與實現過程中，只有采用EDA 工具，才能達到提高效率的目的。
參考文獻：
[1]常鴻森，張近葦.電路與系統理論的回顧與展望[J].華南師范大學學報（自然科學版）.1996（03）：61-66.
第2篇：電路與系統范文
關鍵詞：課程整合;電路原理;信號與系統
1“電路原理”與“信號與系統”課程介紹
“電路原理”課程是高等學校本科電子與電氣信息類專業重要的基礎課，該課程以分析電路中的電路原理，研究電路的基本規律及電路的分析方法為主要內容，為之后的專業基礎課和專業課提供電路理論基礎知識及電路分析方法支撐的重任。對電氣工程及其自動化專業，電路課程尤為重要。學習本課程要求學生具備相關的數學和物理知識基礎。電路課程理論嚴密、邏輯性強，有廣闊的工程背景。電路理論是當前電子科學技術的重要理論基礎之一。學生通過對本課程的學習，有助于樹立嚴肅認真的科學作風和理論聯系實際的工程觀點，對科學思維能力、分析計算能力、實驗研究能力和科學歸納能力的培養也具有重要的作用。學生通過“電路原理”課程的學習，應該掌握電路的基本理論知識、電路的基本分析方法和初步的實驗技能，為進一步學習電路理論打下初步的基礎，為學習后續專業課程準備必要的電路知識。
“信號與系統”課程已經從電子信息工程類專業的專業基礎課程擴展成電子信息、自動控制、電子技術、電氣工程、計算機技術、生物醫學工程等眾多電類專業的專業基礎課程，甚至在很多非電專業中也設置了這門課程，而其內容也從單一的電系統分析擴展到許多非電系統分析。雖然各個專業開設這門課程時的側重點會有所不同，應用背景也有差異，但是，本課程依然保留了以分析系統對信號的響應為主線的教學體系，以適應當代信息科學與技術發展的需要。《信號與系統》的教學內容分為兩大部分：連續信號與系統分析和離散時間系統分析。涉及了信號與系統的概念、信號分析、連續時間系統和離散時間系統的時域和頻域分析、系統的狀態變量描述、傅里葉變換、拉普拉斯變換、z變換等等。該課程對于理論和實踐兩個體系都有很高的要求。
2兩門課程內容優化整合
兩門課程內容的優化整合是教學改革的重點和核心，兩門課程不是簡單的整合在一起就成，而且兩門課程之間相關聯的內容有大量重復，“電路原理”課程中包含了“信號與系統”課程中連續信號與系統分析的相關內容，如電路與系統的復頻域分析、系統函數、系統穩定性、系統頻率特性、系統零輸入響應和零狀態響應、自由響應和強迫響應、傅里葉級數和傅里葉變換、頻譜、系統復頻域分析、狀態變量法等。因此，如何優化教學內容，避免重復教學是課程內容優化的一個核心。在總體優化上應突出兩門課程的重點，既要保證各門課程的相對獨立性，又要避免教學內容的簡單重復，力求構造相對完整的課程體系，不再單獨強調各個學科課程之間的內容體系，使兩者相互交融、相輔相成。在內容的選擇上，將電路與系統的復頻域分析，系統的網絡函數等內容放在電路中講述，在“信號與系統”中重點講述傅里葉變換，并以傅里葉變換為核心研究線性系統和信號處理和通信理論的相關問題，著重信號分析和信號通過線性系統的響應大力壓縮拉普拉斯變換相關內容，加強離散分析和Z變換等相關知識。使既要保證各門課程的相對獨立性，又要避免教學內容的簡單、重復、力求構造相對完整的課程體系。
3新課程特點
將“電路原理”、“信號與系統”課程內容進行整合優化為“電路、信號與系統”，兩門門課程的整合不是簡單地拼湊成一門課程，而是按照專業培養目標融合成有機聯系的課程體系。
3.1內容更加精練、學時減少
對“電路原理”課中某些經典內容，如網孔法、電壓法、電流法等電路分析方法，只介紹基本概念和方法，不再追求復雜電路的計算，復雜電路分析可以借助于電路分析軟件實現。對“信號與系統”中微分方程和差分方程的各種經典解法，只了解基本概念、物理意義，不需要掌握復雜的求解過程，主要掌握如何用信號與系統的基本理論，分析和解決工程中的實際問題。這使得學生對兩課程學習效率提到，也提高了教學質量。
3.2為避免內容膨脹、課時增加，在“電路原理”課程中壓縮某些經典內容
3.3在“電路原理”課程中，始終如一地建立信號與系統的概念
把電路看成為一個系統，特別強調系統的自由響應和強迫響應、零輸入響應和零狀態響應的物理概念。
3.4可以強調三大變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換）的數學概念、物理概念和工程概念，傅里葉變換、拉普拉斯變換在“電路原理”課中介紹，在“信號與系統”中在拉普拉斯變換的基礎上引入Z變換，并且實際運用。
3.5特別強調信號頻譜的概念
“電路原理”非正弦電路分析一章中，加強了頻率特性和頻域分析的概念，為學習離散時間信號分析奠定堅實的基礎。
4教學方式改革
在對課程內容整合和優化的同時，需要對教學方法和教學手段進行改革，總體上調動學生學習的主動性和積極性，要改變傳統的滿堂灌、填鴨式的傳統教學方法，實行啟發式、討論式、發現式教學，傳統教學與現代教學相結合，使學生不會感覺學習疲憊。
4.1轉變傳統的教學思想
改變傳統教學方式，不該想以前一樣重分數而不重能力，得注重學生的動手能力與所學知識的綜合應用能力和創新能力的培養。在具體教學過程中，重視基本內容的深刻理解和基本概念的建立，熟練掌握公式的使用和解題技巧，強化所學知識的綜合應用與創新能力的培養;使學生有更多的發現問題、思考問題的空間。例如，在求解電路時，常常涉及到電容上電壓的突變和電感上電流突變的問題，即O+和O-不一樣的情況，在介紹這些內容時引入δ（t）函數，利用函數可以解決此類問題，而且比較容易地將函數的物理意義介紹清楚。又如離散信號與系統分析中，數字濾波器的濾波過程和濾波性能是一個難點，在講授中反復比較模擬濾波器和數字濾波器的特點及共同點，使學生對數字濾波器有一個清晰的概念。例如，在求解電路時，常常涉及到電容上電壓的突變和電感上電流突變的問題，即O+和O-不一樣的情況，在介紹這些內容時引入δ（t）函數，利用函數可以解決此類問題，而且比較容易地將函數的物理意義介紹清楚。
4.2加強計算機輔助教學
我們在電路課程中，可以增加機輔教學內容效果很好。在掌握基本內容、基本概念的前提下，在電路原理課程中引入計算機輔助手段，不僅可以形象展示電路性能、減少復雜電路計算量，同時可以激發學生學習興趣，并初步掌握電路分析設計的實用方法，為學生進入專業學習后接觸實際應用打下良好基礎。
目前，在電路教學中使用的計算機輔助分析軟件主要是MATALB，課堂教學中，在多媒體教學軟件中加入利用軟件計算進行演示的內容。同時安排專門的教學環節進行使用功能的介紹，并有專門的上機練習和考試時間。
在本教學體系中，電路原理方面的機輔教學可分成兩個方面;先對電路原理見血內容進行演示，之后在開設MATLAB課程。在“信號與系統”課程中，由于課程內容以離散信號分析與處理為主，故進行計算機分析與處理實際上已屬于實驗教學的范圍，是“信號與系統”課程一個必不可少的教學環節。考慮到學生已學過計算機語言，且多數學生自備電腦，故在本課程教學過程中，我們編制了MATALB程序，結合教學進度布置作業由學生自行上機實驗。通過上機實驗使學生更好地理解信號分析與處理的基本原理，更好地鞏固所學知識。
隨著用人單位對本科生知識結構和水平要求的不斷提高、本科專業結構調整以及新興學科的不斷增加和知識總量的不斷增長，基礎教育的地位和作用更需要加強，因此，對電子類等專業的“電路原理”“信號與系統”兩門專業基礎課程進行了整合和優化，在教學方法和教學手段等方面提出了相應的改革方案，使其更加系統化、規范化，教學效果會明顯提高，隨著科學技術的發展和電子類專業人才培養目標的改變，需要對課程體系進行不斷調整和優化，以適應社會對人才的需求。
參考文獻：
[1]李培芳，李育玲，童梅.“電路原理”與“信號與系統”課程的整合與優化[M].電氣電子教學學報，2003-11-25.
[2]李萍，劉國忠.“電路原理”、“信號與系統”和“自動控制原理”課程的整合與優化[M].光學技術，2007-11-15.
[3]許波，陳曉平，姬偉，毛彥欣.“信號與系統”課程教學改革思考與實踐[M].電氣電子教學學報，2008-02-15.
第3篇：電路與系統范文
關鍵詞：通信電子線路；課程體系；高頻；實踐教學
作者簡介：徐勤（1981-），女，重慶人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，講師；楊奕（1962-），男，重慶人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，副教授。（重慶400054）
基金項目：本文系重慶市高等教育教學改革研究重點項目資助（項目編號：112003）、重慶理工大學高等教育研究項目（項目編號：2011025）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）16-0052-02
近年來，通信技術得以飛速發展，新的通信技術、通信方案和集成電路層出不窮。如今，通信產業已成為國民經濟的發展最迅速，進步最快的一個行業。[1]“通信電子線路”正是重慶理工大學（以下簡稱“我校”）電子信息與自動化學院為適應社會需求，針對電子信息類專業開設的一門專業必修課。作為電子信息工程專業電路與系統課程體系中極為重要的一個環節，其主要內容包括現代通信系統組成原理、系統設備電路工作原理及其分析方法。該課程是一門理論性和實踐性都很強的課程，其教學目的是培養學生能在無線電通信及相關領域從事產品設計開發、科學研究等方面的能力。[2]本文分析了目前我校“通信電子線路”的教學現狀與存在問題，并提出了該課程教學體系改革的思路與相關建議。
一、“通信電子線路”的教學現狀與存在的問題
通信電子線路是在科學技術和生產實踐中發展起來的，本身工程實踐性就很強，許多理論知識都可以通過實踐得到深入的理解。目前，這門課在我校電子信息工程以及電子信息與科學（光電學院）兩個專業的大三開設，課程體系的設置為理論學時數40，2.5學分，并無教學實踐環節。
在對其他高等院校的調研中發現，大部分其他院校針對信息類專業在這門課程的教學大綱中都安排了相關的實踐環節。表1中詳細列舉了部分院校的“通信電子線路”的課程體系。（注：各院校課程名稱略有差異）
從表1中可以看出，雖然各高校在這門課程上分配的理論學時數有差異，但都分配了相應的實踐教學。實踐教學主要分為實驗教學和課程設計兩類。清華大學作為全國最優秀的高等學府，尤為突出了實踐教學的重要性，在學時數的分配上甚至超出了理論教學，充分體現了清華大學堅持“以實踐教學”的教學理念。華中科技大學和重慶大學作為全國一流的重點大學，實踐和理論并重，分配了等同的學時數。西華師范大學和我校一樣，屬于省部級重點建設高校，在該課程體系上分配的理論和實踐學時數分配大致為2：1。而我校的實踐教學環節目前仍為空白。
筆者在多年講授“通信電子線路”這門課程的過程中，感受該課程缺乏實踐環節帶來的一系列問題：
該門課程本身內容多，概念多，電路復雜，采用非線性分析方法，比較抽象。[3]加上缺乏實踐環節的輔助，學生不易理解電路功能，常常感到學習困難，學習興趣低下，教學效果較差。
由于缺少實踐環節，學生對這門課程的理解只能停留在理論知識上。即使是對課程掌握比較好的同學，也只是了解單元電路的理論工作原理，很難理解單元電路實際中是如何作用于整個通信系統中的。不少同學反映說，學完這門課程后感覺只是死記硬背了一些電路和公式，對各種電子器件和單元電路仍沒有深刻的理解，更不要說理解電路的應用和自主創新地設計電路了。
在近年來的全國電子設計大賽中，通信電子線路相關課題呈現出越來越重要的趨勢。[4]但是由于我校通信電子線路實踐環節的空白，學生在電子設計競賽中跟其他兄弟院校相比處于劣勢。
我校正處在一個變革和高速發展的階段，在推進素質教育，提高人才培養質量上取得了一系列的碩果。但是，現階段“通信電子線路”這門課程體系結構不夠合理，單純的理論學習并不能滿足當今社會對信息類人才的需求。缺乏相應的實踐環節，是該課程教學改革亟待解決的問題。
二、“通信電子線路”的改革方案
“通信電子線路”課程改革的主要思路是圍繞創建通信電子線路實踐教學環節展開。通過實踐教學，一方面可以激發學生學習通信電路的興趣，加強學生對已學電路知識的理解和掌握；另一方面，可以培養學生分析解決實際問題的能力，提高學生綜合應用能力。同時，實踐教學可以進一步推動理論教學方法、教學內容和考核手段的改進，從而完善課程建設，提高教學質量。
1.創建“通信電子線路”實踐教學體系
由于我校學生的層次參差不齊，一方面，從有利于培養學生能自覺應用理論知識指導實踐，強化基本技能訓練，為培養高素質人才打下良好的基礎角度考慮，結合目前人才培養方案和專業素質教育要求，根據學生的實際情況，建議進行以下課程的改革方案，將整個通信電子線路實踐分為基本實驗和拓展實踐“兩階段三層次”。[5]
第一階段：基本實驗
（1）基礎常規：增設“通信電子線路實驗”必修課，有獨立的實驗教學內容和教學大綱，為驗證性實驗，用單元電路實驗板、綜合實驗板和實驗箱進行。通過實驗，學生加深和鞏固對通信電子線路基本單元電路的理解，初步掌握通信電路的測試方法。但理論課與實驗課分工而不分家，理論課老師仍然參加實驗教學并負責實驗輔導。
（2）系統綜合應用實驗：類似電子線路課程設計，通過對一個典型的完整的通信系統，例如無線收發信機的搭接、調試、指標性能測量，培養學生對知識靈活應用和系統級思維的能力，建立系統概念，為學生獨立設計與制作電路打下良好的基礎。
第二階段：拓展實踐
（3）創新型實踐：開課時間為晚上，周末或寒暑假這些空閑的時間，為部分對電子設計有濃厚興趣并有探索精神的學生提供進一步提升的平臺。實踐過程以學生課外自學為主，教師輔導為輔，學生可根據興趣自行選題，或由教師給出相關參考方向，設計并制作一個具有某種功能的通信電子系統，提高學生綜合運用知識能力、系統設計與工程實踐能力，培養創新意識和團隊協作精神。同時，鼓勵學生積極申請項目，參與學科競賽。目前，學校為學生自主創新已提供了良好平臺，包括“開拓杯”電子設計競賽和大學生創新基金項目等，還有重慶市“盛群杯”設計大賽以及全國的電子設計大賽。
通過這個層面的實踐訓練，部分學生會具備一定的通信電路分析問題和解決問題能力，對通信方向產生強烈的興趣。這部分學生可通過畢業設計進行進一步研究甚至進行深造。
這三個層次的實踐訓練是循序漸進、層層推進的，目的是使學生系統地掌握通信系統各種功能單元電路的工作原理和分析設計方法，建立起現代通信的系統概念，為今后從事通信電路及相關電子系統的工作打下堅實的基礎。
2.以實踐教學為依托，改革通信電子線路理論教學
在引入實踐教學后，理論教學過程也應做了相應的調整，突出應用和工程實踐的特點，把理論知識的傳授和實踐能力的培養結合起來。在實踐中，電路設計工作基本上是以應用為主，不需要更多了解模塊或者芯片內部結構，而需要了解電路的基本功能和使用方法即可。[6]而目前的通信電路教學依然以基本的分離元件電路為主，包括混頻、調制和解調等電路，均是采用傳統的二極管或者三極管構建的電路。但這些功能在實踐教學中基本上都已經集成化。這就要求在理論教學過程中，適當淡化普通三極管電路設計和分析內容，加強功能分析，進一步強化模塊和集成電路的應用。例如：學習調幅、調頻、調相、鎖相電路時，可介紹一些芯片，包括一些知名的半導體公司；在講解某種單元電路工作原理過程中，增加這種電路應用于哪些電子設備中的情況，在系統中的地位及其性能對系統指標的影響。[7]
3.改革評價考核機制，激發學生自主學習積極性
目前的教學評價僅考查學生對理論知識點的掌握，考試內容局限于課堂筆記和書本內容，這與通信電子線路的實踐性不相符。[7]一個完善的課程考核應當體現在全面性、多樣化和立體化上，體現對通信電子線路理論知識方面的考查，對實踐能力、實驗技能方面的考查，對分析問題、解決問題能力方面的考查。可參考由作業評分、期末考試、實驗實踐環節的能力考核和平時課堂表現4個部分組成。考核重點是對學生的學習態度與學習效果、理論知識與實踐知識、知識與能力幾個方面進行全面的動態地分析。理論考核中，加強基礎、側重應用、淡化計算，并融入實驗筆試部分。在實驗考核中，學生的實驗成績由教師考查學生在實驗過程中及實驗報告中反映出的對實驗的理解、動手能力、科學作風、分析問題能力和探索創新精神進行綜合評定。建立多項指標綜合評分機制，突出能力方面的考核，激發學習自主學習的積極性和熱情。
三、結束語
筆者通過多年的教學經驗對“通信電子線路”課程體系改革進行了探索和研究，提出了構建一套通信電子線路實踐教學體系，以填補我校沒有通信電子線路實踐教學的空白，并希望以此推動理論教學方法。教學內容的改革，逐步完善通信電子線路課程建設。
參考文獻：
[1]顧寶良.談談開設通信電子線路課程的必要性[J].電氣電子教學學報,
2000,(3):20-22.
[2]廖惜春.基于工程應用的“高頻電子線路”課程教學研究[J].電氣電子教學學報,2007,(4):12-14.
[3]陳建良,熊慶國.“通信電子電路”教學改革與實踐[J].中國冶金教育,
2007,(4):35-36.
[4]郭云林.重視電子競賽推進教學改革——談參加全國大學生電子設計競賽的體會[J].電氣電子教學學報,2003,(1):63-66.
[5]范瑜,潘啟勇,鄔正義,等.“高頻電子線路”的教學現狀與改革思路[J].電氣電子教學學報,2009,(4):20-21.
第4篇：電路與系統范文
[關鍵詞]電力載波 MI200E 單片機 節能控制
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）11-0372-01
引言
電力載波通信是一個可靠性強，易于實現，在路燈控制系統中起著重大的作用。低壓電力線通信有以下幾個特點：（1）時變性。對于載波信號而言，低壓電力線是一根非均勻分布的傳輸線，各種不同性質的電力負載在低壓配電網的任意位置隨機投入或斷開，使信道表現出很強的時變性，因此不能利用簡單的電壓檢測方法來確定線路信號。（2）頻率選擇性。由于低壓配電網直接面向用戶，符合情況非常復雜，各節點阻抗不匹配，故信號容易產生反射，駐波，諧振等現象，使得信號的衰減變得極其復雜，造成電力線載波通信，造成信道具有很強的頻率選擇性。（3）噪聲干擾強而信號衰減大。電力線中的噪聲干擾主要包括由傳輸電流發生的電磁場引起的背景噪聲干擾，以及由于某些電磁波產生的脈沖噪聲干擾兩部分。
一、MI200E芯片的介紹及在通信中的應用
MI200E是一款專門針對低壓電力線進行優化設計的高集成度、高性能的電力線載波通訊芯片。MI200E 是一個可工作于碼分多址（CDMA）方式的半雙工調制解調芯片。并且提供載波偵聽和有效幀指示信號，可方便地實現基于共享信道的網絡接入協議。 此芯片是檢測過零發送機制，避開電力線重載區，可變擴頻增益控制，可適用于不同環境的自適應傳輸速率，三種可選的載波頻率，八個可選的擴頻碼，內置CRC-16硬件校驗電路，內置開關電容帶通濾波器內置數字功率放大器。內部集成了諸多階開關電容濾波器，高效數字放大器。CRC-16硬件校驗等多種電路。由于MI200E是一款數模混合芯片，因此在進行軟硬件設計時都必須遵循一定的準則。
在進行電路設計時，在電源電路，耦合電路與信號濾波電路的參數設定與器件選擇，PCB設計上都必須仔細考慮。而在進行軟件開發時，如何正確設置MI200E的寄存器，才能讓通信可靠，也是需加以注意的。
MI200E與主控端的數據交換通過SPI實現。在點對點的通信中，SPI接口不需要進行尋址操作，且為全雙工通信，簡單而高效，最高速率可達幾Mbps，并且能夠與主流MCU實現簡單良好的聯接。以下是應用原理圖
經過產品測試發現，在一定的距離內此模塊通信的可靠性是可以實現的。
二、路燈節能控制模式
在電力系統中路燈節能可以選擇多種方式，其中有時控，光控，旁路控制等模式。
時控模式：路燈控制器能根據時間來控制開關燈并調整路燈的供電電壓。各地區由于所在緯度不同，每天日出日落的時間都是不同的。根據天文年歷可以查出一個地區一年內日落日出的時間。在誤差允許范圍內，又可以將一年大致分為三個季節段來對路燈進行控制， 每個季節段有著不同開關燈時間。從開燈到關燈， 根據當地交通情況， 又可大致分為三個階段來對路燈進行控制， 比如：交通高峰期（晚上17：00～20：00），交通正常期（晚上20：00～01：00）和交通低谷（凌晨01：00～天亮）。所以路燈工作在額定電壓的93%，既可保證照度，又可使路燈壽命大大延長， 是路燈的最優工作狀態。
光控模式：一般情況下， 路燈的分時控制可以取得不錯的節電效果。但由于各地區的電力供應略有不同， 有些地區的電網電壓偏高， 有些地區的電網電壓偏低，并且電網電壓還會隨著負載的變化而產生波動。這時單純的分時控制就顯得力不從心了。路燈節能控制器能對電網電壓進行實時監控， 與分時控制配合起來， 取得了良好的效果， 具體做法如下： 在交通高峰階段， 路燈應保證足夠的亮度。正常情況下，路燈應投入第一檔運行。但如果此時電網電壓偏低（比如低于208V），則路燈應全壓運行；如果電網電壓偏高（比如高于236V） ，則路燈可以跳過第一檔，直接投入第二檔運行。（注：為了防止檔位的頻繁切換，當監測到電網電壓208V或高于236V時， 應延長一段時間重新判斷后再做決定）。在交通正常階段，要兼照度和節電效果。正常情況下，路燈應該投入第二檔運行。但如果電網電壓低于208V，則路燈可以返回第一檔運行；如果電網電壓高于242V，則路燈直接投入第三檔運行。這里同樣要考慮延時問題。在交通低谷階段，重點考慮節電效果。正常情況下，路燈應該投入第三檔運行。只有當電網電壓過低時（比如低于195V），路燈才返回第二檔運行。
旁路控制：該路燈控制系統可以工作在旁路模式和省電模式。當系統檢測到接觸器線路故障時， 自動切換到旁路模式供電。旁路模式下，交流電不經過控制器和自耦變壓器而直接對路燈進行供電。
三、MI200E在路燈控制系統下的應用
路燈系統控制主要分為兩部分：路燈單燈系統和路燈集中控制系統。路燈單燈系統主要是在每一個路燈或者幾個路燈看做一個系統做為一個控制，集中控制系統是以每個區或者自定義的一個范圍進行集中控制。如圖2為路燈系統框圖，其中每個單燈系統都應該有一個電力系統載波通信模塊，集中控制器可以將控制指令傳輸到每個單燈系統，每個單燈系統又可以將各自的狀態通過電力載波通信傳遞給集中控制器。
結束語
利用電力載波通信方式傳輸數據智能路燈控制器是根據不同季節， 不同時段的廣場或路面的照明的需要， 合理配置了燈具的亮滅方案， 可實現路燈的定時自動開關， 亮度的定時自動調整， 從而達到既節約電能又延長了燈泡的壽命的目的。
參考文獻
[1] 李朝生，林鶴云.基于單片機控制路燈節電系統的研究[J].節能， 2007，16（5）：24～25.
第5篇：電路與系統范文
【關鍵詞】配電網；可靠性；預控管理；停電時戶數
0.引言
配電網可靠性研究的內容從以往的事后統計和規劃性預測進一步拓展到生產全過程的監控和管理中。如何有效地在電力生產過程中實現預控管理則成為供電部門當前的緊要任務之一。
大多數供電局通常根據上級部門（省級電網公司）下達的可靠性考核指標（供電可靠率或用戶年平均停電時間）以及歷年的運行經驗，按一定的比例將指標分解到各個責任部門。這種指標分解方法的不足之處有：分解的依據比較粗糙，難以考慮由于技術進步、管理完善甚至區域本身的地理差異而導致的責任量的變化；指標僅分解到責任部門，未能分解到具體每一回線路，不便于基層人員的運行和維護管理工作。
為使供電可靠性指標的分解更為合理，可靠性預控管理更具操作性，本文提出了一種新穎的配電網供電可靠性預控管理模型，該模型將根據配電網的可靠性預控管理措施來定量預測設備的可靠性參數，以及配網的可靠性指標（停電時戶數），并依此將可靠性目標值分解至各回線路。
1.供電可靠性預控管理模式分析
可靠性的預測通常是根據設備的可靠性基本參數并結合網絡的拓撲結構來計算得到網絡的可靠性指標[1]。供電可靠性的預控管理也是通過基本元件和網絡拓撲結構的管理來實現系統整體目標的。具體來說，就是在電力生產過程中采取可靠性干預措施，通過設備、技術、管理體制或規劃方案的改進或完善，降低設備的故障率或預安排停電次數，縮短搶修或檢修作業時間，提高線路的轉供能力，并最終實現供電可靠率指標的提高，達到預定的目標[2]。
如果要進一步將預控措施由各片區電網細化到具體線路，還必須考慮線路設備的數量和質量、供電和轉供電能力、地理環境（是否適合開展不停電作業）、未來建設和改造規劃、負荷發展趨勢等差異，以使得預控管理措施更為合理。為此，單純的根據以往的經驗進行簡單的比例分解的方式已不能滿足要求，必須結合可靠性定量分析的方法，研究每一回線路的可靠性提升空間，并為每一回線路“量身定做”相應的預控方案。
為獲得 1 套較合理的預控方案，我們先大致分析一下各項影響因素的作用。
（1）設備因素。設備本身的質量和設備的運行維護水平與設備的故障率密切相關。
（2）技術因素。提高供電可靠性最明顯的技術措施是不停電作業技術和轉供電技術，前者包括帶電作業、移動發電技術等，可顯著地降低設備的預安排停電次數；后者則包括開環轉供和合環轉供，可大幅降低每次停電的時間，甚至不停電。
（3）管理因素。影響供電可靠性水平的主要管理措施包括：綜合停電管理；作業規范化管理；人員業務素質培訓。綜合停電的優化管理可以有效地降低重復停電率；作業規范化管理則可提高工作效率，縮短搶修和檢修的作業時間；人員的業務素質同樣關系著工作的效率，同時也能降低人因事故的發生率。
（4）規劃因素。規劃措施則通過改善網架結構來實現供電可靠性水平的提高。
2.預控模型的建立
假設預控規劃期為k年，建立預控模型如下。
2.1設備預控
根據現有設備現狀和設備更新計劃，結合對比目標地區的設備運行情況，選定設備在規劃末年度的預控目標為設備故障率降低 a1%，若當前設備的故障率為λ（0），即規劃末年度的設備故障率為：
λ（k）=λ（0）×（1-α1%） （1）
考慮設備更新換代和維護技術發展趨勢近似均勻分布，則第i（i=1，2，…，k）個規劃年度的設備故障率預控值為：
λ=λ+×i （2）
2.2技術預控
根據歷史統計，得出當前配電網規模（Nl回線路）下，年停電作業項目數為 Nt，預控目標為第 k 個規劃年度可實現其中的 Nd項作業可改進為不停電作業項目，則第i（i=1，2，…，k）個規劃年度線路的年平均預安排停電率為：
λp=[N-（N-N）×i]/L （3）
式中，λP（i）的單位為次/km?年；L為線路總長，單位為km。
轉供技術的提高，以轉供完成率為預控值。定義轉供完成率為：
α=×100% （4）
式中：A―――實施轉供的作業次數；
B―――具備轉供條件的作業次數。
若某項作業采用轉供操作時停電時戶數為m1，不進行轉供操作時停電時戶數為m2，平均轉供完成率為α，則該項作業的平均停電時戶數為αm1+（1-α）m2。
若當前的轉供完成率為 α0，規劃末年度的轉供完成率目標值為 αk，則第i（i=1，2，…，k）個規劃年度的轉供完成率為：
α=α0+×i （5）
2.3管理預控
綜合停電的預控選取線路重復停電率為預控值。若當前的線路重復停電率為β0，規劃末年度的轉供完成率目標值為βk，則第i（i=1，2，…，k）個規劃年度的線路重復停電率為
β=β+×i （6）
考慮到線路重復停電的關鍵因素是線路的檢修停電，可粗略根據預安排停電率和各線路的長度，估算可能發生重復停電的線路數量，并由此預估預安排停電率的最大允許值。人因預控管理的成效主要體現在平均作業時間上，包括檢修時間、故障查找和故障修復時間等。
2.4規劃預控
規劃預控的目標值包括線路聯絡率 γ、轉供能力 T、主干線長度 L、線路負載率 σ。其中，第 i 回線路的轉供能力 Ti定義為：
T=×100% （7）
Cj是第j條線路段作業（或故障）時，非作業（或故障）段的可轉供容量；Aj是第j條線路段作業（或故障）時，非作業（或故障）段的總容量；Sd為所有的線路段集合；Nt是線路的分段數。
若當前的統計平均值分別為 γ（0）、T（0）、L（0）、σ（0），規劃末年度的目標值分別為 γ（k）、T（k）、L（k）、σ（k），則第i（i=1，2，…，k）個規劃年度的目標值分別為：
γ=γ+×i，T=T+×i
L=L+×i，σ=σ+×i （8）
3.線路預控目標值分解
以一簡單配電網為例，說明線路預控目標值的分解過程。該配網原有4回單輻射的饋線，F1和F2為兩分段，F3和 F4不分段，各線段的長度如圖1所示。為簡化分析，同時假設：各分支線均經過分支開關與主干線相連，分支線長度為100m，每回分支線分別帶1個10kVA 的用戶，各線路的最大容量均為100kVA。各類設備當前的可靠性統計參數如表1所示。
預控目標為供電可靠率達到99.8%。參考國內外同行的運行可靠性經驗，制定預控措施的目標如下：
（1）規劃措施：規劃年度要求實現聯絡率50%，線路適當分段，各線段長度不超過2km。根據規劃要求，制定規劃建設方案為（如圖1虛線框所示）：F1與F2實現手拉手聯絡；F4加裝2個分段開關。
（2）技術措施：綜合裝備、人員及現場情況，其中20%的停電作業項目改為帶電作業項目；故障狀態下，轉供完成率達60%，檢修狀態下，轉供完成率達100%。
（3）設備措施：規劃年度設備的故障率降低10%。
（4）管理措施；制定各項作業時間標準，令故障搶修時間降低10%，檢修時間降低15%，并預計前者的完成率達到 80%，后者的完成率規定達到100%。根據上述要求，計算得到規劃年度的設備可靠性參數預測值如表2所示。
規劃年度的配網供電可靠性目標值為99.75%，根據表2完成以下的線路預控目標值分解。步驟1：應用計及轉供的模型等值法[3]來計算規劃年度各回線路的故障停電時戶數和檢修停電時戶數指標，結果如表3所示。
步驟2：計算停電時戶數的目標值為（1-0.998）×8760×28=490.56
步驟3：預控目標值預留5%的裕度作為緊急備用，則可供分配的目標值為：490.56×0.95=466.032
步驟4：除了重要的建設和改造工程外，其余預安排作業和故障均近似為均勻分布。因此，先分配規劃年度的重要改造建設工程（2 項）所需的停電時戶數，剩余的預控值再按表2中各線路的停電時戶數預測值的比例進行分配。
其中，第1項工程需F1與F2的II段線路的7個用戶停電8h，第 2項工程需饋線4全線9個用戶停電6h，兩項工程分別需要停電時戶數指標 56h?戶和54 h?戶。尚余 466.032-（56+54）=356.032h?戶，按表2的比例分配到各回線路，得到各線路的預控目標值如表4所示。
計算中發現，系統的停電時戶數預測值（467.07）稍大于系統可分配的停電時戶數預控值（466.032），為保守起見，可適當加強預控措施的力度，如將線路的預安排停電率控制在0.45次/km?a，得到的系統停電時戶數預測值為458.03h?戶/a。根據新的預測結果可適當調整線路停電時戶數的預控值。
4.結語
本文提出了一種新穎的配電線路可靠性預控管理方法，通過設備、技術、管理和規劃等預控措施預測設備可靠性基礎參數的變化趨勢，定量評估配電線路的可靠性指標，并根據線路的可靠性指標預測值進行可靠性預控目標值的分解。通過簡單算例闡述了模型的建立與指標分解的過程。所提的模型與方法可以彌補目前配電網可靠性預控管理中的目標值分解方式過于粗糙和不能按線路分解的不足，為實際工程的預控管理提供了一種實用的手段。
【參考文獻】
[1]李文沅.電力系統風險評估：模型、方法和應用[M].北京：科學出版社，2006.
第6篇：電路與系統范文
關鍵詞：高速公路 機電系統 結構 功能
1. 引言
高速公路機電系統是發揮道路設施交通功能的主要輔助管理系統，是對高速公路實施現代化管理的主要工具。高速公路機電系統主要由高速公路監控、收費、通信、照明、供配電和隧道安全運行保障等子系統構成。各子系統之間與系統內部由通信網聯系。
2. 高速公路監控系統
2.1 高速公路監控系統，是采用現代化的手段對全線交通流量、交通狀況、環境氣象、設施運行狀態進行檢測，按照一系列智能控制規則和策略產生控制方案及控制手段，調整道路交通流的狀態，進而實現控制交通流量、改善交通環境、減少交通事故，達到安全、舒適、快捷的運輸目的。
為實現這一目的，監控系統必須具備最基本的三個功能：（1）采集交通流數據，判斷交通狀態：（2）根據交通狀態，實施控制策略，決定控制參數；（3）執行控制策略，將控制參數作用于交通流。
2.2 根據高速公路監控系統的功能要求和設備特點，監控系統可分為如下功能子系統：
2.2.1 信息采集子系統：該系統的功能是獲取交通信息原始數據，通過視頻車輛檢測器、超聲波檢測器、紅外檢測器、檢測線圈、通信設備等形成的交通量采集子系統，獲得各段道路的交通量數據。
2.2.2 交通控制子系統。
交通控制子系統包括：交通控制目標、交通控制方法、交通控制參數。控制參數以一定的控制形式作用于交通流。根據控制形式的不同，控制方法可以分為匝道控制和主線控制兩大類，而匝道控制又可以分為：入口匝道定時調節控制、入口匝道整體定時控制、入口匝道交通感應控制、入口匝道匯合控制。
2.2.3 交通誘導信息顯示子系統。
交通誘導子系統包括可變限速誘導系統，依靠埋設在道路兩側或中間的可變限速標志，進行整條道路的車速優化處理，使車輛以均勻的密度分布在高速公路上；可變情報板系統則提供更為具體的誘導信息，向車輛提供準確的交通狀態和警告、指揮信息。顯示子系統包括控制中心通過電視墻或者大屏幕投影再現重要地段的攝像機和視頻傳輸設備獲取的視頻實時數據，和能見度、溫度、濕度、風向、風速、雨雪等視頻數據，并根據需要可對視頻數據進行抓拍記錄；通過設在路邊的緊急電話獲取緊急救援信號。
2.2.4 中央控制設施子系統。
中央控制設施子系統的主要組成設備有：計算機及其外部設備、大屏幕圖形顯示板、控制臺、電話總機臺、不停電電源ups設備等。
2.2.5 計算機網絡子系統。
計算機網絡子系統將其他子系統通過計算機網絡連接為一個整體，使之真正成為一個功能強大的有機系統。計算機網絡系統包括：計算機設備、網絡連接設備、計算機操作系統、數據庫系統、計算機網絡管理、監控系統應用程序。
3. 高速公路通信系統
高速公路通信系統主要由以下幾部分組成：主干線傳輸、業務電話、指令電話、緊急電話、數據傳輸、圖像傳輸、廣播、通信電源和通信管道。
高速公路通信系統作為高速公路機電系統的支撐系統，在整個高速公路管理中處于非常重要的位置，它主要承擔以下三方面的任務：
3.1 承擔監控系統和收費系統的數據、語音、圖像等各類信息的傳輸任務，使監控系統和收費系統真正成為系統而正常運轉。
3.2 承擔高速公路內部各業務部門和管理部門的業務聯系，如事故增援、道路設備設施的維修等。
3.3 承擔高速公路內部的監控中心、收費中心、業務部門和管理部門與外界的聯系。
4. 高速公路收費系統
收費系統的主要功能包括：收費通量統計和車輛分型，按標準收取通行費并發放收據，匯總、整理與收費有關的數據和交通量數據，傳送到收費廣場、收費管理中心、監控中心等各級管理部門的上一級計算機進行處理，編制各類管理報表和進行數據分析，保存重要數據，并根據監控中心的命令，對出入高速公路的車輛進行控制和調節。
5. 高速公路配電照明系統
高速公路照明系統一般包括主車道照明、廣場照明和隧道照明三部分。在運輸繁忙、事故多發、重要路段以及隧道中設置主線照明，可以改善夜間與隧道中的行車環境，降低交通事故的發生率；在收費廣場采用高桿照明，可以保證收費車輛的安全交匯和排隊；并且照明系統的設置可以使道路監控攝像機充分發揮夜間監視的作用。
6. 結語
高速公路機電系統是以電子、
電氣、控制、通信、機械和交通工程等技術為基礎的綜合性大系統，它主要由監控、通信、收費、配電照明等系統組成。本文重點研究了監控系統的原理、監控過程、各子系統功能與系統間的關系等，并分析了通信、收費、配電照明等系統的結構與功能要求。
參考文獻
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第7篇：電路與系統范文
>> 多個信息化系統單點登錄設計與實現 基于票據的單點登錄系統設計與實現 單點登錄（SSO）系統的設計與實現 基于Web Services單點登錄系統的設計與實現 區域衛生信息化中單點登錄系統的設計與實現 基于LDAP的CAS單點登錄系統的設計與實現 面向企業網的Web單點登錄系統的設計與實現一 基于跨域單點登錄令牌的設計與實現 基于Novell AM的單點登錄設計與實現 淺談簡易單點登錄系統的實現 單點登錄系統的研究與實踐 統一用戶與單點登錄實現應用系統集成方法研究 基于Documentum系統的單點登錄的實現 基于SSO實現承鋼多系統單點登錄 基于CAS的校園網單點登錄系統實現 基與SAML的跨域單點登錄和身份認證系統設計與研究 異構系統單點登錄在油田綜合研究中的設計與應用 基于CAS的單點登錄平臺的研究與實現 基于CAS單點登錄技術的研究與實現 基于Web單點登錄的研究與實現 常見問題解答 當前所在位置：l.
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第8篇：電路與系統范文
關鍵詞： 電弧爐； 負荷建模； 諧波抑制； 仿真模型
中圖分類號： TN710?34； TM743 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）05?0159?04
Abstract： The electric arc furnace （EAF） has the characteristics of three?phase unbalance， nonlinearity and time?variable load， which seriously effects on the electric energy quality. On the basis of the ace length random characteristic and actual ope?rating environment of the arc furnace electrical system， the simplified arc current and voltage characteristics are used to obtain the equivalent resistance mathematical model of the AC arc. The correctness of the model was validated with Matlab/Simulink. The simulation model of the three?phase arc furnace electric system with nonlinear time?varying characteristic was established to analyze the its harmonic. The passive filter is adopted to suppress the harmonic. The simulation results show that the system can reduce the total harmonic distortion rate and improve the power quality effectively.
Keywords： electric arc furnace； load modeling； harmonic suppression； simulation model
0 引 言
隨著我國工業的飛速發展，很多具有非線性負荷的電力電子裝置被廣泛地應用到工業生產中，加之我國鋼鐵產量的飛速增加，像電弧爐這種非線性負荷在供電系統中所占的比例也越來越大，從而導致供電系統中電壓波動與閃變，諧波增多和三相不平衡現象越來越嚴重，這些問題則會嚴重的影響電網供電的質量[1]。
對電弧爐電氣系統進行諧波電流研究的基礎是建立合適的電弧爐系統數學模型，而電弧爐模型又是研究的關鍵。目前有很多研究者針對電弧爐提出了很多種建模方法[2?5]。本文根據電弧弧長隨機特性，得到了交流電弧的等效電阻數學模型，利用Matlab/Simulink仿真軟件建立該模型。然后再建立三相非線性時變電弧爐電氣系統的仿真模型，利用該模型可以對電弧爐電氣系統進行諧波分析，并找出改善電能質量的方法。
1 電弧爐電氣系統模型
圖1是一個典型的電弧爐供電系統，其中[XS]是PCC點的短路電抗，ST是配電變壓器，[Rp]和[Xp]分別是配電變壓器至電弧爐變壓器之間傳輸線的電阻和電抗。FT為電弧爐變壓器，[RC]和[XC]是電弧爐變壓器至電弧爐間的短網電阻和電抗。
本文是在Matlab 2012b/Simulink仿真環境下進行電弧爐系統的仿真研究。Matlab提供了動態系統建模、分析仿真的交互環境，無需大量的程序輸入，只要通過簡單直觀的鼠標操作就能夠建立起復雜的模型。Simulink模塊庫中專門提供了一些專用原件和模塊，比如SimPower Systems電力系統模塊庫中提供變壓器、電源和測量模塊等，可以直接利用這些模塊進行模型搭建。因此最關鍵的是搭建交流電弧爐的仿真模型。
2 電弧爐電氣系統
2.1 交流電弧爐的電弧等效數學模型
電弧爐是通過電弧產生的高溫來熔煉爐料的一種設備。分析交流電弧的物理特性時，找一個與電弧爐交流電弧的電氣特性相同或者極其接近的等效電路元件，使它表現出電弧爐對電網的影響，稱這個等效元件為交流電弧電阻模型，用它來反映交流電弧爐的電氣效果。并且這個交流電弧電阻模型應該最大限度地表現出交流電弧的主要物理特征。
由文獻[6]可知電弧電阻的計算公式為：
式中：[L]為電弧弧長，而在實際煉鋼過程中，弧長是不斷變化的；[θ]為電弧電流過零點時滯后于外加激勵的相角；[A]反映了弧柱溫度最低值對電弧電阻數值的影響大小；[B]反映了電弧溫度對電弧電阻變化的影響；[C]為比例系數，是常數；[D]反映了弧柱氣體的熱慣性對電弧電阻的影響。
2.2 電弧爐電弧時變電阻模型參數估算
2.2.1 [A]和[B]的估算
2.2.3 [D]和[θ]的估算
[D]表示由于熱慣性的影響，弧柱溫度變化滯后于電弧電流的角度。在小電流的條件下，[D]取[-8°～][-12°]之間的值比較適宜[7]。
[θ]為電弧電流過零點時滯后于外加激勵的相角，在研究實際電弧爐對電網的影響時，應該考慮外加激勵初相[θ]的影響。先用一個線性時不變電阻來等效替代電弧電阻，并且使替代后的電路的功率因數等于電弧爐平均功率因數。然后用正弦穩態電路的方法計算電弧電流的初相角，以此作為[θ]的估算值。
2.2.4 Matlab/Simulink仿真模型
在Matlab/Simulink環境下建立的電弧爐電氣系統的仿真模型如圖2所示。圖中3個子系統模塊EAF1，EAF2，EAF3在實際系統中分別代表三相電弧爐，三相電源的電壓為35 kV，頻率為50 Hz。配電變壓器額定功率為100 MVA，35 kV/10 kV，電爐變壓器額定功率為3 200 kVA，10 kV/240 V。當電爐變壓器容量為1 800～4 000 kVA時，[RC]的范圍為17[×]10-4～21[×]10-4 Ω，[XC]的取值范圍為40[×]10-4～60[×]10-4 Ω[7]，在此取[RC=]0.002 1 Ω，[XC=0.004 ]Ω。
根據式（1）建立的電弧爐子系統（EAF）如圖3所示，兩個端子Connection Port1與Connection Port2分別為輸入端和輸出端。
2.3 仿真結果
根據之前設定的系統電路參數來確定仿真電路中各元器件的參數。圖4，圖5分別是交流電弧爐電氣系統模型三相電弧電壓、電流的仿真結果。將本文所建仿真模型的電流、電壓波形與實際碳電極和銅電極交流電弧電壓、電流波形[8]相比較，發現兩者基本相同。可以看出，交流電弧爐在穩定運行時，電弧電流、電弧電壓的畸變也是十分嚴重的，其波形不是標準的正弦波形，每相都有不同程度的波形畸變。
在電弧爐實際運行時，弧柱溫度的變化、弧柱溫度最小值、弧柱電導率和熱慣性等因素對電弧電流的影響較大，這些影響因素決定了交流電弧電阻是一個非線性的時變電阻，這就是電壓、電流波形畸變的原因。這也說明此模型的電壓、電流里含有大量的諧波。
3 電弧爐電庀低車男巢ǖ緦鞣治
煉鋼電弧爐作為電力系統內部的一大諧波源，它是一個極其復雜的連續頻譜。在Matlab軟件的Simulink仿真中有一個Powergui模塊，通過這個模塊中的FFT Analysis（快速傅里葉變換）功能，可以對三相電弧爐仿真后得到的電壓、電流波形進行分析，從而了解本文建立的電弧爐電氣模型產生的諧波情況。
3.1 電壓波形諧波分析
圖6為電弧爐A相、B相和C相的電壓諧波分析，從圖6中可以看出此模型主要產生的是3次、5次的奇次（2n+1次）諧波，總諧波失真THD達到了83.12%，106.29%，73.83%。這表明波形發生了巨大的畸變。
3.2 電流波形諧波分析
圖7為電弧爐A相、B相和C相的電流諧波分析，從圖7中可以看出，此模型主要產生的也是3次、5次的奇次（2n+1次）諧波，總諧波失真THD為19.79%，17.85%，45.68%，從中可以明顯看出電弧爐三相不平衡。
4 諧波的抑制
對諧波的抑制就是減小或消除注入系統的諧波電流，裝設濾波器吸收諧波電流是當前最主要的抑制諧波的方法。無源濾波器是傳統的諧波補償裝置，是由濾波電容、電抗器和電阻器組合而成的，與諧波源并聯，除起到濾波作用外，還兼顧無功補償的需要。
4.1 加無源濾波器的仿真模型
在圖2所示的交流電弧爐電氣系統模型中，在諧波源附近并聯無源濾波裝置，如圖8所示。在Matlab/Simulink中的library中，提供了一個三相無源濾波裝置（Three?Phase Harmonic Filter）。從圖7中可以看出A，B，C三相電弧爐電流最主要的諧波分量都是3次諧波和5次諧波。因此只要設置無源濾波器參數來消除3次諧波和5次諧波就能較好地進行諧波抑制。
4.2 濾波后的效果
圖9為加裝濾波器后的PCC點三相電流波形。與圖5做比較，畸變的電流波形被矯正，已經基本形成正常的三相正弦交流電電流波形。
再分別用FFT Analysis對其A，B，C三相進行諧波分析，三相的3次諧波分量和5次諧波分量都被有效的降低，A，B，C三相電流總諧波失真THD分別為0.61%，0.64%，0.87%，都被有效地降低至1%以下。
5 結 論
本文提出的三相非線性時變電弧爐電氣系統的仿真模型，是根據電弧弧長隨機特性和電弧爐電氣系統實際運行環境下得到的電弧等效數學模型的基礎上建立起來的。該模型易于實現、靈活方便、仿真速度快，并且可以使用FFT分析模塊進行在線諧波分析。為了抑制諧波、改善電能質量，本文采用無源濾波器進行濾波，取得了明顯的效果。
參考文獻
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第9篇：電路與系統范文
關鍵詞：復頻域法；S域等效電路；全響應；零狀態響應
中圖分類號：TP331 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）25-5746-03
信號與系統是電子信息工程、通信技術等專業重要的基礎課，筆者近年來在輔導學生參加自學考試時發現復頻域法分析求解電路題在自考時多次出現，但是學生得分率不高，反映這種題型難，綜合性強，有時看到題目就想放棄。現將復頻域法分析求解電路題舉例說明，梳理解題思路、分析解題時的注意事項，并將其應用于教學中，提高學生的通過率。
1 復頻域法分析求解電路原理
1.1 拉普拉斯變換
拉普拉斯變換法是信號與系統中的三大變換之一，是信號系統分析理論的基石之一[1]。復頻域法分析求解電路即借助拉普拉斯變換方法先求出電路響應的象函數，然后利用拉普拉斯逆變換求出其對應的原函數，即電路某處的電流或電壓的時域表達式。
1.2 復頻域法分析求解電路問題的一般過程[2]
由時域模型電路畫出S域模型電路，應用電路中所學各種方法解得響應象函數，然后取拉普拉斯逆變換得響應時域函數。
1.3 電阻R、電容C、電感L的復頻域（s域）模型
1.4 基爾霍夫定律的S域形式
基爾霍夫電流定律的S域形式：[I（s）=0]，表明對任意結點，流出（或流入）該結點的象電流的代數和恒等于零。
基爾霍夫電壓定律的S域形式：[U（s）=0]，表明對任意回路，沿該回路閉合巡行一周，各段電路象電壓的代數和恒等于零。
即：當將電路的時域模型變換到S域后，在畫出的S域模型電路中，原來所學電路課程中的基爾霍夫定律、節點電壓法、網孔電流法、戴維南定理、諾頓定理等仍適用。
2 復頻域法分析求解電路例題
3 結論
通過列舉兩個含有動態元件L、C的電路例題，分析了用復頻域法求解電路全響應和零狀態響應的解題步驟、注意事項等，有助于學生掌握復頻域法求解電路的思路。
參考文獻：
