MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG TRONG KỸ THUẬT
Unit T7: Modelling and
Simulation for Engineers
Unit code: F/503/7343
QCF level: 6
Credit value: 15
This unit gives learners the opportunity to develop their understanding of Ordinary Differential Equations and Partial Differential Equations (ODEs and PDEs). Learners will gain skills in algorithm design and programming techniques in MATLAB /Simulink; for the modelling, simulation and analysis of dynamic engineering systems.
NGUYÊN LÝ ĐIỆN NÂNG CAO copy 1
NGUYEN-LY-DIEN-NANG-CAO
HỆ THỐNG NHÚNG copy 1
Bài 10: Điều khiển TBĐ từ xa dùng MQTT
Mục tiêu
Sau k hi học bài này
Sinh viên hiểu được cơ bản vể MQTT
Ứng dụng điều khiển ON/OFF thiết bị điện
Nguyên Lý Điện Nâng Cao
In this unit learners will develop their understanding of electrostatic and electromagnetic fields.
Tóm tắt bài
Trong bài học này, người học sẽ phát triển
sự hiểu biết của họ về các trường tĩnh điện và điện từ.
They will concentrate on systems of symmetric geometry, thereby allowing an
analytical treatment via the laws of Gauss and Ampère without requiring a full
application of vector calculus. Non-symmetric systems could be investigated via
the field plotting/computer methods.
Tập trung vào các hệ thống hình học đối
xứng, do đó cho phép phân tích thông qua định luật Gauss và Ampère mà không yêu
cầu áp dụng đầy đủ tính toán véc tơ. Các hệ thống không đối xứng có thể được
nghiên cứu thông qua các phương pháp vẽ đồ thị / máy tính.
The design of filters is based upon the classical prototype (constant k)
methods or the more modern polynomial (Butterworth/Chebyshev) approximation
methods.
Learners will investigate transmission lines, particularly the steady-state
sinusoidal response and will focus on the aspects of terminated lines and
reflections.
The topological aspects of circuit analysis need not include a full cut-set
matrix approach. The application of Euler’s equation to the circuit graph is
sufficient to establish the required number of mesh and nodal equations for
circuit analysis.
Việc thiết kế các bộ lọc dựa trên các phương pháp nguyên mẫu cổ điển (hằng số k) hoặc các phương pháp xấp xỉ đa thức hiện đại hơn (Butterworth / Ch Quashev).
Người học sẽ nghiên cứu các đường truyền, đặc biệt là phản ứng hình sin ở trạng thái ổn định và sẽ tập trung vào các khía cạnh của các đường kết thúc và phản xạ.
Các phân tích mạch tô pô của không cần
bao gồm cách giải ma trận hoàn chỉnh. Việc áp dụng phương trình Euler vào đồ thị
mạch là đủ để thiết lập số lượng phương trình lưới và nút cần thiết cho phân
tích mạch.
Learning outcomes
On successful completion of this unit a learner will:
1 Be able to analyse electrostatic and electromagnetic fields
2 Be able to design and evaluate filters
3 Understand transmission lines
4 Be able to apply topology to circuit analysis
Mục tiêu học tập
Khi hoàn thành bài học này, người học sẽ:
1 Có thể phân tích trường tĩnh điện và điện từ
2 Có thể thiết kế và đánh giá các bộ lọc
3 Hiểu đường truyền
4 Có thể áp dụng cấu trúc liên kết để phân tích mạch
Unit content
1 Be able to analyse electrostatic and electromagnetic fields
Field methods: electric and magnetic properties of materials eg
dielectric strength, permitivity, permeability, electric and magnetic flux
density; application of the laws of
Gauss, Coulomb and Ampère to symmetrical systems of conductors to determine capacitance
and inductance eg coaxial cylinders, parallel cylinders
Field plots: estimation of capacitance from field plots eg streamlines
and equi-potentials, curvilinear squares, resistance ‘teledeltos’ paper, finite
element software
Nội dung
1 Phân tích trường tĩnh điện và điện từ
Phương pháp trường: tính chất điện và từ của vật liệu, ví dụ cường độ điện môi, độ thấm, độ thấm, mật độ từ thông và điện từ; áp dụng luật Gauss, Coulomb và Ampère đến các hệ thống dây dẫn đối xứng để xác định điện dung và độ tự cảm, ví dụ: đồng trục, song song
Sơ đồ trường: ước tính điện dung từ các
sơ đồ trường, ví dụ như sắp xếp hợp lý và năng lượng, ô lưới, kháng, phần tử hữu
hạn
2 Be able to design and evaluate filters
Passive low- and high-pass filters: filter design eg normalised
filter, de-normalised filter,
prototypes, Butterworth, Chebyshev
Second order active filters: eg Sallen and Key, bi-quad, voltage-control
voltage-source (VCVS)
Frequency response test: use of test equipment eg transfer function
analyser, signal
generator, oscilloscope; frequency response of a filter eg cut-off frequency,
pass band gain, stop band roll-off; use of computer simulation methods eg
frequency sweep, Bode plots
2 Thiết kế và đánh giá các bộ lọc
Bộ lọc thông thấp cao và thụ động: thiết kế bộ lọc, ví dụ như bộ lọc được chuẩn hóa, bộ lọc khử chuẩn, nguyên mẫu, Butterworth, Ch Quashev
Bộ lọc hoạt động bậc hai: ví dụ Sallen và Key, bi-quad, nguồn điện áp điều khiển điện áp (VCVS)
Kiểm tra đáp ứng tần số: sử dụng thiết bị
kiểm tra, ví dụ máy phân tích chức năng truyền, bộ tạo tín hiệu, máy hiện sóng;
đáp ứng tần số của bộ lọc, ví dụ tần số cắt, tăng băng tần, dừng cuộn băng tần;
sử dụng các phương pháp mô phỏng máy tính, ví dụ quét tần số, sơ đồ Bode
3 Understand transmission lines
Secondary transmission line parameters: evaluation of characteristic
impedance and propagation coefficient from the primary constants eg loss free
line, propagation velocity, wavelength, phase delay, phase shift coefficient,
attenuation coefficient
Terminated lines: infinite line; ‘correctly’ terminated line eg voltage
and current
distribution, distortion
Reflections on transmission lines: mismatched load eg open circuit and
short circuit terminated lines, incident and reflected waves, reflection coefficient,
standing waves
Quarter wavelength matching stubs: impedance of loss free quarter
wavelength stubs eg capacitive and inductive equivalence, open and short
circuit stubs, use as basic matching devices
3 đường truyền
Thông số đường truyền thứ cấp: đánh giá trở kháng đặc tính và hệ số lan truyền từ các hằng số chính, ví dụ đường tự do mất, tốc độ lan truyền, bước sóng, độ trễ pha, hệ số dịch pha, hệ số suy giảm
Dòng kết thúc: dòng vô hạn; Đường dây kết thúc chính xác, ví dụ điện áp và phân phối dòng
Phản xạ trên các đường truyền: tải không khớp, ví dụ: mạch hở và ngắn mạch, sóng tới và sóng phản xạ, hệ số phản xạ, sóng đứng
Sơ đồ khớp bước sóng quý: trở kháng của
sơ đồ bước sóng quý miễn phí, ví dụ tương đương điện dung và quy nạp, sơ khai mạch
hở và ngắn mạch, sử dụng làm thiết bị khớp cơ bản
4 Be able to apply topology to circuit analysis
Circuit topology: circuit graph; tree; co-tree; Euler’s equations
and relationship tomesh/nodal analysis eg Meshes =B-N+1 and Nodal = N-1,
non-planar circuits
Mesh and nodal analysis: methodical application of circuit laws eg
direct formulation in matrix form, formulation as a set of simultaneous
equations, Maxwell’s cyclic loop currents
4 Áp dụng cấu trúc liên kết để phân tích mạch
Cấu trúc liên kết mạch: đồ thị mạch; cây; đồng cây; Phương trình Euler và mối quan hệ với phân tích lưới / nút, ví dụ: Lưới = B-N + 1 và Nodal = N-1, mạch không phẳng
Phân tích lưới và nút: áp dụng phương pháp các định luật mạch, ví dụ công thức trực tiếp ở dạng ma trận, công thức như một tập hợp các phương trình đồng thời, dòng điện vòng tuần hoàn Maxwell
Learning outcomes and assessment criteria
Learning outcomes |
Assessment criteria
for pass |
LO1 Be able to analyse |
1.1 apply field
methods to establish analytically derived 1.1 áp dụng các phương pháp trường để thiết lập dẫn xuất phân tích giá trị của điện dung và độ tự cảm 1.2 sản xuất các lĩnh vực và suy ra gần đúng giá trị điện dung |
LO2 Be able to design
and |
2.1 design a passive
low-pass and a high-pass filter 2.1 thiết kế bộ lọc thông thấp thụ động và bộ lọc thông cao 2.2 phân tích bộ lọc hoạt động thứ hai 2.3 thực hiện kiểm tra đáp ứng tần số trên bộ lọc thực tế và so sánh kết quả với một mô phỏng máy tính |
LO3 Understand transmission lines |
3.1 calculate
secondary transmission line parameters 3.1 tính toán các tham số đường truyền thứ cấp 3.2 phân tích các dòng kết thúc chính xác 3.3 đánh giá phản xạ trên đường truyền 3.4 giải thích việc sử dụng các cuống bước sóng quý |
LO4 Be able to apply topology to circuit analysis |
4.1 carryout a
topological analysis of a circuit 4.1 tiến hành phân tích tô pô 4.2 thực hiện phân tích lưới / nút |