Физической осуществимости

В данном курсе основной задачей является выяснение физического смысла указанных параметров и методов их экспериментального определения, так как их расчет относится к задаче специальных курсов. Основными работами по вопросу теоретических исследований и физической интерпретации параметров машин переменного тока по методу симметричных составляющих являются работы Л. А. Ломоносовой, Е. А. Паля, Д. А. Городского и М. П. Костенко.

На 2. 2, а приведены характеристики электромагнита с неподвижным якорем. Полная энергия изображается здесь заштрихованной площадью А над кривой намагничивания электромагнита. В некоторых случаях бывает удобнее оперировать с площадью Б, расположенной ниже кэивой намагничивания. Хотя она не имеет физической интерпретации, ей придают смысл некой

Настоящая книга, сначала (1958) выпускавшаяся как монография, а затем (1964, 1970) как учебник, в третьем издании переработана в соответствии с программой курса «Переходные процессы в электрических системах», утвержденной в 1974 г. Министерством высшего и среднего специального образования СССР. Книга является учебником для специальностей 0301, 0302, 0303 и 0304. Построение учебника предусматривает возможность выборочного использования материала в тех случаях, когда курс излагается в несколько измененной или сокращенной форме (например, для специальностей 0314, 0303 и др.). Для научного направления, отраженного в книге, существенным является особое внимание к физике явлений при возможно большем приближении трактовки их математического описания к практическим задачам инженера-энергетика. Настоящий курс не ставит задачи дать полное руководство к проведению расчетов электромеханических переходных процессов в современных объединенных электрических системах, включая сложные проблемы устойчивости различных режимов. При прохождении курса студент должен не столько получить навыки в технике расчетов, сколько выработать понимание допущений и ограничений, положенных в основу расчетных методов, привыкнуть к инженерной оценке получающихся результатов. Давно высказанные крупнейшим ученым А. Н. Крыловым соображения о том, что настоящий инженер должен не просто пользоваться результатами математических формул, «перемалывающих то, что в них засыпано», но чувствовать и наглядно воспринимать их содержание, остаются в силе и в наше время. Теперь они приобретают новый смысл, требуя физической интерпретации формализованных решений сложных задач, относительно легко разрешаемых в их чисто математической части с помощью современной вычислительной техники с ее колоссальными в этом отношении возможностями. Однако именно эти возможности стимулируют проблему апробации тех алгоритмов и программ, с помощью которых выполняются «машинные решения». Инженер должен понимать, что машина столь же быстро и эффектно может выдать ошибочные ответы, как и ответы правильные.- Прэтому у будущего инженера необходимо воспитывать вкус и способности к физической интерпретации результатов анализа. В связи с этим остается актуальным овладение простейшими методами и приемами исследования, такими, например, как способ площадей при оценке качаний генераторов, практические критерии статической устойчивости, связанные с понятиями текучести режима, и многими другими, являющимися элементами инженерного мышления, отличающегося от чисто математического подхода прежде всего ориентацией на физику явлений, а не на формализованное их описание.

В книге изложены основные законы электрических и магнитных явлений: законы электростатических и стационарных полей, полей постоянного тока и др. Особое внимание уделено физической интерпретации явлений с привлечением аналогий, положенных в основу законов электрических и магнитных явлений.

В данной книге рассматриваются законы электростатических и стационарных электрических и магнитных полей и поле постоянного тока. Особое внимание в ней уделяется физической интерпретации явлений; объяснение последних дается с привлечением соответствующих аналогий, что в значительной мере, как полагает автор, должно способствовать усвоению излагаемого материала. Ставя перед собой основную задачу — дать читателю ясное представление о картине электромагнитных явлений, автор старался избегать формальных переносов зависимостей из векторного анализа в описание физических полей и в связи с этим пытался дать определения ряда основных

Нетрудно видеть, что FZ2i?=Fzb, несмотря на то, что Т-образная схема замещения первого четырехполюсника совпадает со схемой второго четырехполюсника, если положить Z2i=Zb. Согласно Боде и в соответствии с направленным графом обратная связь Fzb содержит отношение сопротивления Zb к сопротивлению, которым обладает внешняя цепь, присоединенная к тем же точкам, что и 2ь. Напротив, коэффициент обратной связи Fz2i, удовлетворяя математическому определению обратной связи, не имеет физической интерпретации, вкладываемой в понятие обратной связи относительно реального элемента схемы.

К недостаткам векторно-матричной формы описания следует отнести трудности физической интерпретации результатов расчетов и исследовании АСУ ЭП, поэтому при их проектировании векторно-матричная форма описания сочетается

\ В большинстве литературных источников обычно приводится упрощенное выражение (9-40) без должной оговорки его применимости и условности физической интерпретации. Полная четкость и ясность в этот вопрос внесена Л. Г. Мамиконянцем, 210

Формально запись (4.8) выглядит ошибочной: действительно, единица измерения активной мощности — Вт, полной (кажущейся) — В ¦ А. Есть различия и в физической интерпретации S и Р. Но следует подразумевать, что осуществляется компенсация реактивной мощности на шинах подстанции 5УР, ЗУР и что коэффициент мощности cos ц> находится на уровне 0,92-0,95. Тогда ошибка, связанная с упрощением (4.7) до (4.8), не превосходит инженерную ошибку 10%, которая включает и приблизительность значения 0,7, и ошибку в определении фиксированного Ртах.

В физической интерпретации интеграла свертывания для нас интересно свойство элемента «запоминать», а затем и «забывать» входную информацию. В самом деле, в момент приложения импульсного воздействия Лб (t—т) на выходе элемента появляется реакция Aw(t—т) и, несмотря на исчезновение импульса, она как бы хранится в «памяти» элементарно постепенно стирается. Если к оценке длительности переходного процесса применить правило tnep = 3T, то можно утверждать, что элемент «помнит» импульсное воздействие в течение ЗТ.

Настоящая книга, сначала выпускавшаяся как монография (1958), а затем как учебник (1964, 1970 и 1978), в настоящем, четвертом, издании переработана так, что ее материал отвечает содержанию дисциплины «Переходные электромеханические процессы в электрических системах», читаемой на всех электроэнергетических специальностях в соответствии с программами, утвержденными Министерством высшего и среднего специального образования СССР в 1984 г. Книга в полном объеме является учебником для специальностей 0301, 0302, 0303а, 0304, 0650; с купюрами она может использоваться для специальностей 0307, 0311, 0314, 0315, 1510. Построение учебника — частично концентрическое— предусматривает легко реализуемую возможность выборочного использования его материала во всех тех случаях, когда данная дисциплина почему-либо излагается в несколько измененной или сокращенной форме. При этом сохраняются идеи, главные для научного направления, отраженного в книге. Для этого направления наиболее существенным является особое внимание к физике явлений при наибольшем приближении трактовки их, по возможности простого, математического описания к практическим задачам инженера-энергетика. Настоящая дисциплина и соответствующий ей учебник не ставят задачи дать студенту полное руководство к алгоритмированию, программированию и проведению современных, достаточно сложных расчетов электромеханических переходных процессов, осуществляемых инженером, как правило, на ЦВМ. При изучении этой дисциплины студент должен не столько получить навыки в технике расчетов, сколько вы-рабвтать понимание допущений и ограничений, связанных с физикой явлений и заложенных в основе расчетных методов, научиться практически подходить к инженерной оценке полученных результатов. Давно высказанные крупнейшим инженером и математиком А. Н. Крыловым соображения о том, что настоящий инженер должен не просто пользоваться результатами математических формул, «перемалывающих, как мельница, то, что в них засыпано», но чувствовать и наглядно воспринимать их содержание, не только остаются в силе в наше время, но и приобретают новый смысл. Он заключается в требовании физической интерпретации тех. формализованных решений сложных задач, которые относительно легко разрешаются как чисто математические с помощью современной вычислительной техники с ее колоссальными в этом отношении возможностями. Однако именно эти возможности стимулируют проблему апробации корректности не только тех алгоритмов и программ, с помощью которых выполняются быстрые «машинные решения», но и проблему достоверности получаемых результатов, их обозримости и удобства практических применений. Нерациональное использование вычислительных машин привело к продолжению

Условие физической осуществимости требует, чтобы t0 ^> ти.

Если не учитывать требования физической осуществимости выделяющей системы, заключающегося в выполнении условия g (t) — 0 при t < 0 и считать, что сигнал и шум статистически

Таким образом, функция h (t,
ослаблены корректируемым преобразователем. Решение вопроса физической осуществимости корректирующего преобразователя всегда связано с определенными трудностями. Дело в том, что реальный преобразователь в силу присущей ему инерционности не в состоянии преобразовывать сигналы очень высоких частот, т. е. для него справедливо условие

Оптимальный фильтр должен быть физически осуществимым. Это значит, во-первых, что его импульсная характеристика, представляющая реакцию на единичный импульс в момент / = 0, пе может быть отличной от нуля при /<СО. В противном случае будет нарушен принцип причинности. Итак, для физической осуществимости фильтра необходимо, чтобы

Второе условие физической осуществимости равносильно требованию устойчивости и означает, что при /—voc, импульсная характеристика должна затухать до нуля, т. е.

К условиям физической осуществимости оптимального фильтра, которые были выявлены в § 22.3, в данном случае прибавляется еще одно требование:

Первая из этих двух задач обычно не вызывает трудностей и может быть однозначно решена для любого физически реализуемого сигнала. Вторая же задача является значительно более сложной и не имеет однозначного решения; более того, не всякая передаточная функция, отвечающая заданному сигналу, может быть реализована. В связи с этим в теории оптимальной фильтрации важное значение имеет выявление условий физической осуществимости оптимального фильтра.

Обратимся к вопросу о физической осуществимости согласованного фильтра. Пусть задан произвольный сигнал s (0, которому соответствуют импульсная характеристика согласованного фильтра g (t) и фурье-преобразование от этой функции К (/со), определяемые соответственно выражениями (12.22) и (12.16). Возникает вопрос, при каких условиях К (ш) может являться передаточной функцией физически осуществимого четырехполюсники.

Допуски на основные параметры ФАУ имеют значения от ±0,002% для кварцевых резонаторов до 30% для электролитических конденсаторов. Стандартные ФАУ имеют величины допусков от ±1% до ±30%. Значения допусков устанавливаются исходя из функциональной необходимости, технологичности, производственной или физической осуществимости и технико-экономической целесообразности.

Вместе с тем необходимо иметь в виду, что не любые Z(p), удовлетворяющие условиям физической осуществимости, могут быть реализованы в виде цепной схемы, т. е. возможны такие по структуре Z(p), которые при любых способах деления А(р) на В(р) приводят к выражениям, физически нереализуемым в виде цепной схемы**.