Puntos de equilibrio de un circuito con un diodo

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El circuito dado se muestra en la primera imagen, mientras que la curva característica del diodo en la segunda. Quiero calcular un modelo en forma de $$ \ frac {d \ textbf {x}} {dt} = f (x, u) \\ \ textbf {x} = \ begin {bmatrix} i_L & u_c \ end {bmatrix} ^ T $$ para el circuito y luego calcule sus puntos de equilibrio. Estoy teniendo problemas con esta tarea porque no estoy seguro de cómo tratar el diodo y su función solo se muestra visualmente. Bueno, lo que hice hasta ahora es primero, aplique las leyes de circuito de Kirchhoff para obtener dos ecuaciones diferenciales: $$ u_R + u_L + u_C = u \\ Ri_L + L \ frac {di_L} {dt} + u_C = u \\ I: \ frac {di_L} {dt} = \ frac {1} {L} (u-u_C-Ri_L) $$ $$ i_L = i_C + i_d \\ i_L = C \ frac {du_C} {dt} + h (u_d) \\ II: \ frac {du_C} {dt} = \ frac {1} {C} (h (u_d) -i_L) $$ A continuación, intenté calcular los puntos de equilibrio del sistema (u = 5V, L = 1H, C = 1F, R = 1): $$ I: 5V-u_C-i_L = 0 \\ II: h (u_d) -i_L = 0 \\ I + II: 5V-u_C + h (u_d) = 0 \ rightarrow 5V + h (u_d) = 5V + h (u_C) = u_C $$ Pero con este resultado no puedo encontrar ninguna solución, así que supongo que hice algo mal en mis cálculos, pero ¿qué y dónde? ¿Alguien puede ayudar?

    
pregunta Daiz

2 respuestas

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Cuando agregó \ $ I + II \ $ eliminó 2 \ $ i_L \ $ 's: $$ I = 5V-u_C-i_L = 0 \\ II = h (u_d) -i_L = 0 \\ I + II = 5V-u_c + h (u_d) -2i_L = 0 $$ Si solo está interesado en la solución de estado estable, puede simplificar mucho el circuito. En estado estable, el inductor se comportará como un cortocircuito y el condensador se comportará como un circuito abierto.

    
respondido por el Robert Stiffler
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Hay dos ecuaciones de equilibrio:

$$ \ text {I}: - u_c-R i_L + u = 0 $$

y

$$ \ text {II}: h (u_c) -i_L = 0 $$

Eliminando \ $ i_L \ $ de las dos ecuaciones obtenemos lo siguiente: $$ h (u_c) = \ frac {u-u_c} {R} $$

Ahora necesitamos elegir pares de \ $ (u, R, u_c) \ $ que satisfagan las ecuaciones anteriores. Estos incluyen (aproximadamente) \ $ (0.5, 1, 3.5) \ $ y \ $ (5, 0.01,5.06) \ $, entre otros, que también he trazado.

    
respondido por el Suba Thomas

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