Transmission Line

Основанная на задержке или объединенная линия электропередачи параметра

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/Электрический/Пассивный/Линии

  • Transmission Line block

Описание

Блок Transmission Line позволяет вам выбирать между следующими моделями линии электропередачи:

  1. Основанные на задержке и без потерь

  2. Основанные на задержке и потери

  3. Кусочно-линейный параметр L-образного сечения

  4. Шаговый параметр pi-section

  5. Распределенная линия параметра

Первый вариант обеспечивает лучшую эффективность симуляции с опциями 2, 3 и 4, требующими постепенно больше вычислительную степень.

Основанные на задержке и без потерь

Первая опция, Delay-based and lossless, моделирует линию электропередачи как фиксированное сопротивление, независимо от частоты, плюс срок задержки. Определяющие уравнения:

v1 (<reservedrangesplaceholder10>) – i1 (<reservedrangesplaceholder8>) Z0 = v2 (t – τ) + i (t – τ) <reservedrangesplaceholder0> 0(1)

2

<reservedrangesplaceholder11> 2 (<reservedrangesplaceholder10>) – i2 (<reservedrangesplaceholder8>) Z 0 = v1 (t – τ) + i1 (t – τ) Z0(2)

где:

  • v1 - напряжение на левом конце линии электропередачи.

  • i1 - ток в левый конец линии электропередачи.

  • v2 - напряжение на правом конце линии электропередачи.

  • i2 - ток в правый конец линии электропередачи.

  • τ - задержка линии электропередачи.

  • Z0 является характеристическим импедансом линии.

Основанные на задержке и потери

Чтобы ввести потери, вторую опцию, Delay-based and lossyсоединяет компоненты N основанные на задержке, каждый из которых задан вышеописанными уравнениями, последовательно через набор резисторов, как показано на следующем рисунке.

N - целое число, больше или равное 1. r = R· LEN/ N, где R - сопротивление линии на единицу длины, а LEN - длина линии.

Кусочно-линейный параметр L-образного сечения

Следующий блок показывает модель одного сегмента L-линии.

Параметризация сжатого параметра использует N копии вышеуказанной модели сегмента, соединенные последовательно.

Параметры следующие:

  • R - сопротивление линии на единицу длины.

  • L - индуктивность линии на единицу длины.

  • C - емкость линии на единицу длины.

  • G - проводимость линии на единицу длины.

  • LEN - длина линии.

  • N - количество последовательных сегментов.

Шаговый параметр, Пи-сечение

Следующий блок показывает модель одного сегмента pi-линии.

Параметризация сжатого параметра использует N копии вышеуказанной модели сегмента, соединенные последовательно. Параметры определены для модели линии электропередачи L-образного сечения. В отличие от модели L-сечения, модель pi-сечения симметричная.

Параметризация с

Линией Model parameterization

Модели lumped-parameter (L-раздел или pi-раздел) являются наиболее сложными для моделирования, обычно нуждаясь в гораздо большем количестве сегментов (больше N), чем для модели на основе задержки и потери [1].

Производители кабелей обычно не цитируют значение индуктивности на единицу длины, но вместо этого дают характеристическое сопротивление. Индуктивность, емкость и характеристическое сопротивление связаны:

L = C · <reservedrangesplaceholder0> 02(3)

Блок позволяет вам задавать L или Z 0 при использовании модели комкнутого параметра.

Распределенная линия параметра

Распределенная линия параметра дает более точную симуляцию на конкретной частоте по сравнению с другими опциями, предоставленными этим блоком. Однако это не частотно-зависимая модель. Точность модели упадет за пределы частотной точки, заданной в параметре Frequency used for rlcg specification.

Для частотно-зависимой модели линии электропередачи см. Frequency-Dependent Overhead Line (Three-Phase).

Электромагнитное поведение мультипроводниковой линии электропередачи описывается уравнением телеграфиста.

I2−YcV2=−H(I1+YcV1)(4)

I1−YcV1=−H(I2+YcV2)(5)

Определите:

  • Ish,1=YcV1 - Вектор тока шунта, генерируемый на клемме 1 инжектируемыми напряжениями V1

  • Ish,2=YcV2 - Вектор тока шунта, генерируемый на клемме 2 инжектируемыми напряжениями V2

  • Irfl,1=12(I1+YcV1) - Отраженные токи терминала 1

  • Irfl,2=12(I2+YcV2) - Отраженные токи терминала 2

Затем можно переписать и решить уравнения 4 и 5:

I1=Ish,1−2HIrfl,2

I2=Ish,2−2HIrfl,1

Следующий блок показывает эквивалентную схему для линии распределенного параметра.

Допущения и ограничения

  • Для параметров lumped MathWorks рекомендует использовать трапеций решатель, такой как ode23t. Это связано с тем, что модели трансмиссии с кусковыми параметрами имеют очень легкую внутреннюю динамику, которая лучше всего подходит для трапеций решателей для численной точности.

  • Модель pi-сечения комкнутого параметра имеет параллельный конденсатор на обоих концах. Это означает, что вы не должны подключать его непосредственно к идеальному источнику напряжения, то есть источнику без внутреннего сопротивления. Модель lumped parameter L-section, однако, имеет последовательный входной резистор, и поэтому можно подключить его непосредственно к идеальному источнику напряжения.

Порты

Расположение портов показано на рисунке.

Сохранение

расширить все

Электрический порт сопоставлен с одним концом линии электропередачи внутреннего проводника.

Электрический порт сопоставлен с одним концом линии электропередачи внешнего экранирующего проводника.

Электрический порт сопоставлен с одним концом линии электропередачи внутреннего проводника.

Электрический порт сопоставлен с одним концом линии электропередачи внешнего экранирующего проводника.

Параметры

расширить все

Выберите одну из следующих моделей линии электропередачи:

  • Delay-based and lossless - Моделируйте линию электропередачи как фиксированное сопротивление, независимо от частоты, плюс срок задержки, как описано в Основанных на задержке и без потерь. Это метод по умолчанию. Это обеспечивает лучшую эффективность симуляции.

  • Delay-based and lossy - Моделируйте линию электропередачи как количество основанных на задержке компонентов, соединенных последовательно через набор резисторов, как описано в Delay-Based и Lossy.

  • Lumped parameter L-section - Моделируйте линию электропередачи как количество сегментов L-линии, соединенных последовательно, как описано в Lumped Parameter L-Section.

  • Lumped parameter pi-section - Моделируйте линию электропередачи как количество сегментов pi-линии, соединенных последовательно, как описано в Lumped Parameter Pi-Section.

  • Distributed parameter line - Моделируйте линию электропередачи как распределенную параметрическую линию, как описано в Распределенной параметрической линии.

Общая задержка линии электропередачи. Значение значения параметров должно быть больше нуля. Значение по умолчанию 5 ns, которое является типичным значением для однометрового коаксиального кабеля.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Delay-based and lossless или Delay-based and lossy для параметра Model type.

Выберите метод параметризации модели, как описано в Lumped Parameter Line Model Parameterization:

  • By characteristic impedance and capacitance - Задайте значения для параметров Characteristic impedance и Capacitance per unit length. Это метод по умолчанию.

  • By inductance and capacitance - Задайте значения для параметров Inductance per unit length и Capacitance per unit length.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Lumped parameter L-section или Lumped parameter pi-section для параметра Model type.

Характерное сопротивление линии электропередачи. Значение значения параметров должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете:

  • Delay-based and lossless или Delay-based and lossy для параметра Model type.

  • Lumped parameter L-section или Lumped parameter pi-section для параметра Model type и By characteristic impedance and capacitance для параметра Parameterization.

Частота, используемая для спецификаций R, L, C, G, где:

  • R - сопротивление линии на единицу длины.

  • L - индуктивность линии на единицу длины.

  • C - емкость линии на единицу длины.

  • G - проводимость линии на единицу длины.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Distributed parameter line для параметра Model type.

Эффективная индуктивность линии электропередачи на единицу длины. Значение значения параметров должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Lumped parameter L-section, Lumped parameter pi-section или Distributed parameter line для параметра Model type и By inductance and capacitance для параметра Parameterization.

Емкость линии электропередачи на единицу длины.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Lumped parameter L-section, Lumped parameter pi-section или Distributed parameter line для параметра Model type.

Общее сопротивление линии электропередачи (то есть сумма сопротивления для двух проводящих путей) на единицу длины.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Delay-based and lossy, Lumped parameter L-section, Lumped parameter pi-section или Distributed parameter line для параметра Model type.

Проводимость между двумя проводниками линии электропередачи на единицу длины. Значение значения параметров должно быть больше, чем, или равно, нулю.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Lumped parameter L-section, Lumped parameter pi-section или Distributed parameter line для параметра Model type.

Общая длина линии электропередачи. Значение значения параметров должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Delay-based and lossy, Lumped parameter L-section, Lumped parameter pi-section или Distributed parameter line для параметра Model type.

Количество сегментов модели, используемых для представления линии электропередачи. Значение значения параметров должно быть целым числом, большим, или равным, 1.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Delay-based and lossy, Lumped parameter L-section или Lumped parameter pi-section для параметра Model type.

Примеры моделей

Frequency-Dependent Transmission Line

Частотно-зависимая линия электропередачи

Пользовательская частотно-зависимая модель линии электропередачи. Функция допуска и распространения характеристик сначала получают из частотно-зависимого сопротивления, реактивного сопротивления и восприимчивости. Производные значения подгоняются с помощью RF Toolbox™. Универсальная модель линии (ULM) [1] затем реализована в Simscape™ исходя из установленных параметров. Результаты из частотно-зависимой модели линии электропередачи и классической модели линии электропередач pi-сечения сравниваются.

Ссылки

[1] Сассман-Форт, S.E. и J.C. Hantgan. SPICE Реализации моделей Lossy Линии электропередачи и Schottky Diode. Транзакции IEEE по теории и методам СВЧ. Том 36, № 1, январь 1988 года.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.

См. также

Введенный в R2012a

Simscape Electrical документация

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте