本文關鍵詞：基于分數(shù)階微積分理論的單調(diào)諧LC濾波器設計

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【摘要】：近十幾年來,分數(shù)階微積分理論在電氣工程方面的應用越來越廣泛,并取得了許多研究進展。結果表明：電容和電感在本質(zhì)上是分數(shù)階元件,因此使用分數(shù)階電路模型更加符合器件實際。在電路設計的過程中,由于增加了電路階數(shù)這一新的自由度,所以電路設計更加靈活。分數(shù)階電路中出現(xiàn)的許多新的現(xiàn)象是整數(shù)階電路不會出現(xiàn)的,需要進行探索和研究,目前對分數(shù)階電路的研究,可以為以后分數(shù)階器件在電氣工程方面的應用奠定必要基礎。本文基于分數(shù)階微積分理論,主要研究了電容和電感的分數(shù)階模型,對分數(shù)階單調(diào)諧LC濾波器的設計進行了探索,闡述了分數(shù)階微積分理論在電路方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向,介紹了電容的分數(shù)階數(shù)學模型。根據(jù)這一模型,利用相位角與電容階數(shù)的關系,對薄膜電容進行了測量,研究了影響薄膜電容階數(shù)的因素,進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數(shù)階電抗(簡稱分抗)元件的實現(xiàn)方法,根據(jù)已經(jīng)提出的0.9階電容的實現(xiàn)方式,利用電路理論推導出0.9階電感的實現(xiàn)方式,并且對分數(shù)階元件的電壓與電流關系進行了仿真。對僅含一個分數(shù)階元件的單調(diào)諧LC濾波器進行了研究,分別對兩者的阻抗和諧振頻率進行了理論推導,并且對諧振頻率和調(diào)諧銳度隨階數(shù)的變化進行了詳細分析。在此基礎之上,分別對上述分數(shù)階濾波器的濾波效果與整數(shù)階濾波效果進行了對比。提出了一種同時含有分數(shù)階電感和分數(shù)階電容的單調(diào)諧LC濾波器的設計方法。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,電路的導納圓的半徑和最大導納角進行了分析。根據(jù)最大導納角,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行了比較。
【關鍵詞】：分數(shù)階微積分 分數(shù)階電抗 電力濾波器 諧振頻率 頻率特性
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 薄膜電容的分數(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24-25
• 3 分抗元件的實現(xiàn)方式25-35
• 3.1 目前已提出的分抗元件實現(xiàn)方式25-28
• 3.1.1 樹狀1/2階分抗電路實現(xiàn)方式25-26
• 3.1.2 鏈狀分抗電路實現(xiàn)26-28
• 3.1.3 網(wǎng)格狀分抗電路實現(xiàn)28
• 3.2 0.9階電容實現(xiàn)方式28-32
• 3.3 0.9階電感實現(xiàn)方式32-34
• 3.4 本章小結34-35
• 4 單分數(shù)階元件單調(diào)諧LC濾波器35-47
• 4.1 分數(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 分數(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46-47
• 5 雙分數(shù)階元件單調(diào)諧LC濾波器的設計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63-64
• 結論64-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王玲玲;周賀;陳輝明;王正仕;;并聯(lián)混合型有源電力濾波器中無源濾波器設計與優(yōu)化[J];電源學報;2015年02期

2 黃建明;任維政;周瑩;;無源濾波器的優(yōu)化設計[J];科技創(chuàng)新與應用;2014年22期

3 譚程;梁志珊;;電感電流偽連續(xù)模式下Boost變換器的分數(shù)階建模與分析[J];物理學報;2014年07期

4 單金生;吳立鋒;關永;王國輝;李曉娟;;超級電容建模現(xiàn)狀及展望[J];電子元件與材料;2013年08期

5 王發(fā)強;馬西奎;;基于分數(shù)階微積分的電感電流斷續(xù)模式下Boost變換器的建模與分析[J];中國科學:技術科學;2013年04期

6 王發(fā)強;馬西奎;;電感電流連續(xù)模式下Boost變換器的分數(shù)階建模與仿真分析[J];物理學報;2011年07期

7 宋建國;劉壘;李輝;劉勵耘;;分數(shù)階導數(shù)在地震奇異性分析中的應用[J];石油物探;2009年01期

8 晏祥玉;周激流;;分數(shù)階微積分在醫(yī)學圖像處理中的應用[J];成都信息工程學院學報;2008年01期

9 陸秀令;周臘吾;張松華;曹才開;;無源濾波器多目標優(yōu)化設計[J];高電壓技術;2007年12期

10 薛定宇;趙春娜;;分數(shù)階系統(tǒng)的分數(shù)階PID控制器設計[J];控制理論與應用;2007年05期

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本文編號：1045620