自動供水恒壓控制電路圖

【專家解說】：基于20-sim軟件的非線性電路仿真 摘要：利用20-sim軟件的功能，可以對非線性電路進行直接面向方程的仿真分析，也可以在現(xiàn)有非線性電路的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn) 換成相應(yīng)的鍵合圖模型，利用鍵合圖理論進行仿真分析。為了對這兩種仿真分析方法進行對比分析，選取杜芬方程作為研究對 象，提出了運算放大器的鍵合圖模型，分別用圖形化的方法與鍵合圖方法進行了仿真，并對兩種方法進行了結(jié)論性的比較。 關(guān)鍵詞：非線性電路;仿真;鍵合圖;杜芬方程;有源電路 0引言 對于非線性系統(tǒng)，一般認為確定性激勵引起確定性響應(yīng)， 而隨機性激勵引起隨機性響應(yīng)，然而混沌現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使研究 工作者驚奇地看到，確定性激勵竟然也能引起某種隨機性響 應(yīng) [1] ，這引起研究者相當(dāng)大的興趣，非線性電路的標(biāo)準研究方 法有3種：理論分析方法、電路仿真方法、物理電路實驗方法 [2] 。 電路仿真方法由于直觀性強、效率高的顯著特點，受到研 究者廣泛歡迎，筆者認為傳統(tǒng)的非線性電路仿真方法又可分 為3種：①根據(jù)電路元件的連接關(guān)系，利用元件模型，搭建具 體的電路仿真模型；②根據(jù)非線性方程，構(gòu)建直接面向方程的 圖形化仿真模型；③根據(jù)非線性方程，利用通用程序語言，編 制專門的程序進行系統(tǒng)動態(tài)過程的分析。常用的仿真軟件是 PSICE、EWB、MATLAB、VB等，它們有各自獨特的優(yōu)點，但 PSICE、EWB只針對具體電路模型，僅能在電路域內(nèi)進行仿真。 VB需要相應(yīng)的程序語言基礎(chǔ)，且不直觀；MATLAB雖然功能 很強大，但不能搭建電路域的仿真模型。 作為一種功能強大的專業(yè)仿真軟件，20-sim在國外相關(guān) 領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但它并不為國內(nèi)研究人員所熟悉，其應(yīng)用在國 內(nèi)發(fā)表的文獻中十分罕見，除了不具備通用程序語言的編程 功能之外，20-sim不但集傳統(tǒng)非線性電路的另兩種仿真方法 于一體，最顯著的特點在于它還能以鍵合圖模型進行仿真，為 非線性系統(tǒng)的動態(tài)分析提供了一種新的方法。 本文提出了運算放大器的等效鍵合圖模型，主要闡述如 何利用鍵合圖模型進行仿真，同時選取了面向方程的仿真方法 進行了對比分析，由于電路域仿真模型為大家所熟悉，在此不 再詳細闡述。選用杜芬方程作為研究對象，分析了不同參數(shù)下 輸出變量動力學(xué)行為的變化，以相圖的方式顯示了不同參數(shù)下 如何進入混沌現(xiàn)象及控制參數(shù)對混沌現(xiàn)象的影響。文章給出 了杜芬方程模型，并進行了簡要討論，對于面向方程的圖形化 仿真過程，給出了固定參數(shù)下的仿真結(jié)果，同時概述了20-sim 軟件的功能，闡述了運算放大器的鍵合圖模型，然后構(gòu)建了杜 芬方程的鍵合圖模型，并提供了對比的仿真結(jié)果。 1杜芬方程模型 著名的杜芬方程在非線性系統(tǒng)的研究中占有重要的地