本文關(guān)鍵詞：基于分?jǐn)?shù)階微積分理論的單調(diào)諧LC濾波器設(shè)計(jì)

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【摘要】：近十幾年來,分?jǐn)?shù)階微積分理論在電氣工程方面的應(yīng)用越來越廣泛,并取得了許多研究進(jìn)展。結(jié)果表明：電容和電感在本質(zhì)上是分?jǐn)?shù)階元件,因此使用分?jǐn)?shù)階電路模型更加符合器件實(shí)際。在電路設(shè)計(jì)的過程中,由于增加了電路階數(shù)這一新的自由度,所以電路設(shè)計(jì)更加靈活。分?jǐn)?shù)階電路中出現(xiàn)的許多新的現(xiàn)象是整數(shù)階電路不會(huì)出現(xiàn)的,需要進(jìn)行探索和研究,目前對分?jǐn)?shù)階電路的研究,可以為以后分?jǐn)?shù)階器件在電氣工程方面的應(yīng)用奠定必要基礎(chǔ)。本文基于分?jǐn)?shù)階微積分理論,主要研究了電容和電感的分?jǐn)?shù)階模型,對分?jǐn)?shù)階單調(diào)諧LC濾波器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索,闡述了分?jǐn)?shù)階微積分理論在電路方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向,介紹了電容的分?jǐn)?shù)階數(shù)學(xué)模型。根據(jù)這一模型,利用相位角與電容階數(shù)的關(guān)系,對薄膜電容進(jìn)行了測量,研究了影響薄膜電容階數(shù)的因素,進(jìn)一步分析了電容的串聯(lián)、并聯(lián)對電容階數(shù)的影響。分析和研究了目前存在的三種分?jǐn)?shù)階電抗(簡稱分抗)元件的實(shí)現(xiàn)方法,根據(jù)已經(jīng)提出的0.9階電容的實(shí)現(xiàn)方式,利用電路理論推導(dǎo)出0.9階電感的實(shí)現(xiàn)方式,并且對分?jǐn)?shù)階元件的電壓與電流關(guān)系進(jìn)行了仿真。對僅含一個(gè)分?jǐn)?shù)階元件的單調(diào)諧LC濾波器進(jìn)行了研究,分別對兩者的阻抗和諧振頻率進(jìn)行了理論推導(dǎo),并且對諧振頻率和調(diào)諧銳度隨階數(shù)的變化進(jìn)行了詳細(xì)分析。在此基礎(chǔ)之上,分別對上述分?jǐn)?shù)階濾波器的濾波效果與整數(shù)階濾波效果進(jìn)行了對比。提出了一種同時(shí)含有分?jǐn)?shù)階電感和分?jǐn)?shù)階電容的單調(diào)諧LC濾波器的設(shè)計(jì)方法。分析了不同階數(shù)下電路的阻抗、諧振頻率和調(diào)諧銳度,提出了一種確定電容值C的方法,且對濾波器失諧時(shí),電路的導(dǎo)納圓的半徑和最大導(dǎo)納角進(jìn)行了分析。根據(jù)最大導(dǎo)納角,提出了分兩種情況確定電阻值的方法,并且對0.9階和0.998階單調(diào)諧LC濾波器和整數(shù)階單調(diào)諧LC濾波器的濾波能力進(jìn)行了比較。
【關(guān)鍵詞】：分?jǐn)?shù)階微積分 分?jǐn)?shù)階電抗 電力濾波器 諧振頻率 頻率特性
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN713
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 課題研究背景和意義8-10
• 1.1.1 諧波抑制方法簡介8-9
• 1.1.2 課題研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 研究現(xiàn)狀分析13-14
• 1.3 本文研究目的及主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3.1 研究目的14
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容14-15
• 2 薄膜電容的分?jǐn)?shù)階特性測量15-25
• 2.1 測量原理15-16
• 2.2 外界因素對階數(shù)的影響16-19
• 2.2.1 工作頻率對階數(shù)的影響16-18
• 2.2.2 工作溫度對階數(shù)的影響18-19
• 2.2.3 電容值對階數(shù)的影響19
• 2.3 電容的串、并聯(lián)研究19-24
• 2.3.1 電容的串聯(lián)19-22
• 2.3.2 電容的并聯(lián)22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 分抗元件的實(shí)現(xiàn)方式25-35
• 3.1 目前已提出的分抗元件實(shí)現(xiàn)方式25-28
• 3.1.1 樹狀1/2階分抗電路實(shí)現(xiàn)方式25-26
• 3.1.2 鏈狀分抗電路實(shí)現(xiàn)26-28
• 3.1.3 網(wǎng)格狀分抗電路實(shí)現(xiàn)28
• 3.2 0.9階電容實(shí)現(xiàn)方式28-32
• 3.3 0.9階電感實(shí)現(xiàn)方式32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 單分?jǐn)?shù)階元件單調(diào)諧LC濾波器35-47
• 4.1 分?jǐn)?shù)階電感單調(diào)諧LC濾波器35-42
• 4.1.1 阻抗頻率特性35-39
• 4.1.2 濾波仿真示例39-42
• 4.2 分?jǐn)?shù)階電容單調(diào)諧LC濾波器42-46
• 4.2.1 阻抗頻率特性42-46
• 4.2.2 濾波仿真示例46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 5 雙分?jǐn)?shù)階元件單調(diào)諧LC濾波器的設(shè)計(jì)47-64
• 5.1 阻抗頻率特性分析47-50
• 5.2 電容值C的確定50-52
• 5.3 電感值L的確定方法52
• 5.4 電阻值R的確定方法52-59
• 5.4.1 單調(diào)諧濾波器的失諧53
• 5.4.2 導(dǎo)納軌跡的分析53-56
• 5.4.3 最佳Q值的選取56-59
• 5.5 仿真示例59-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1045620