数值分析法

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 1、定义:数值分析法是借助计算机计算得出电路方程的数值结果而非解析表达式。
  2、原理:

数值分析法

I=I(U)  (1)

  图(a) a,b左端的线性含独立源一端口网络可以等效成诺顿电路,如图(b)。线性部分端口特性为  I=I---sc-–GiU  (2)
  其中I---sc-是端口的短路电流,Gi是一端口网络的等效内导。将式(1)代入式(2),得I(U)I---sc + GiU=0  (3)
  求解电路,归结为求式(3)的根。但这是一个变量U的非线性方程,一般不易求解。牛顿-拉夫逊法的思路是:若令 数值分析法  (4)
  数值分析法坐标平面上画出f(U)与U的关系曲线,如图4.12。则它与横坐标U的交点就是方程(3)的解答。现利用图4.12说明牛顿-拉夫逊法的计算过程:先假设一电压值数值分析法(称为初值)代入式(4)求出数值分析法,对应图4.12坐标上的数值分析法点。一般情况下数值分析法,说明初值不是方程的解答。然后在数值分析法点作切线,该切线与U轴的交点记作数值分析法数值分析法数值分析法更接近方程的解答。再用数值分析法代替数值分析法重复上述过程得到数值分析法……。
  数值分析法坐标平面上画出f(U)与U的关系曲线

数值分析法

  3、牛顿-拉夫逊法的计算过程:
  1) 设一电压值数值分析法(初值)代入式(4)求出数值分析法,对应图4.12坐标上的数值分析法点;
  2) 在数值分析法点作切线,该切线与U轴的交点记作数值分析法数值分析法数值分析法更接近方程的解;
  3) 用数值分析法代替数值分析法重复上述过程得到序列:数值分析法其中:

数值分析法数值分析法

  4) 判断相继两次迭代值的绝对误差是否在容许误差(说明定义)范围之内,即

数值分析法

  成立,则结束
  注:说明不成立情况。
  i当有多解时难以求出全部解;
  ii对初值敏感易发散;
  iii当接近解时收敛很快。
  例题4.4试用牛顿-拉夫逊法求解图4.13所示P-N结二极管电路。二极管特性为:数值分析法,其中数值分析法。又已知数值分析法。规定容许误差数值分析法V。

数值分析法

  解:列出回路电压方程:

数值分析法  (1)

  代入二极管特性得

数值分析法  (2)

  

数值分析法  (3)

  求导数得

数值分析法  (4)

  由递推公式及式(3)、(4)得迭代公式:

数值分析法  (5)

  选取初值数值分析法。二极管正向导通时两端电压一般小于0.8V,取数值分析法,迭代过程列于下表:

表4.1 例题4.4的迭代过程

数值分析法

数值分析法

数值分析法

数值分析法/V

数值分析法

0

0.3000

0.2565×10-3

-3.392×101

51.31

1

0.3661

3.2610×10-3

1.200×101

640.7

2

0.3474

1.5869×10-3

3.441

312.3

3

0.3364

1.0388×10-3

6.340×10-1

240.8

4

0.3333

9.2213×10-4

3.612×10-2

181.9

5

0.3330

9.1511×10-4

  得近似解

数值分析法

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