선형 시스템은 중첩과 균질성이라는 두 가지 주요 속성이 특징입니다. 중첩은 여러 입력에 대한 응답이 각 개별 입력에 대한 응답의 합이 되도록 합니다. 균질성은 입력을 스칼라로 스케일링하면 응답이 동일한 스칼라로 스케일링됨을 보장합니다.
반면, 비선형 시스템은 본질적으로 이러한 속성을 가지고 있지 않습니다. 그러나 작동 지점 주변의 작은 편차의 경우 비선형 시스템은 종종 선형으로 근사될 수 있습니다. 이 근사는 특정 지점에서 미분으로 함수를 표현하는 테일러 급수 확장을 통해 달성됩니다. 작은 편차에 대한 고차 항을 무시함으로써 선형 관계가 얻어집니다.
비선형 저항을 포함하는 RL 회로를 고려합니다. 이 시스템을 분석하려면 전달 함수를 도출하기 전에 선형화가 필요합니다.
첫 번째 단계는 회로에 키르히호프의 전압 법칙을 적용하여 시스템을 설명하는 비선형 미분 방정식을 만드는 것입니다. 예를 들어, 전압 법칙 방정식은 다음과 같은 형태를 가질 수 있습니다.
여기서 V(t)는 인가 전압, L은 유도계수, R는 저항, E는 배터리 전압을 나타냅니다.
정상 상태 전류를 찾기 위해 소신호 소스를 0으로 설정하고 평형 전류 i_0를 구합니다. 그런 다음 비선형 미분 방정식을 이 평형으로부터의 편차를 기준으로 다시 작성합니다.
비선형 저항의 특성을 사용하여 선형화된 미분 방정식을 도출합니다. 전류의 작은 편차에 대해 전압 방정식은 다음과 같이 작성할 수 있습니다.
이 근사값을 전압 법칙 방정식에 대입하면 선형 미분 방정식을 얻습니다. 알려진 값을 대입하고 초기 조건이 0이라고 가정하면 라플라스 변환을 적용하여 미분 방정식을 라플라스 도메인의 대수 방정식으로 변환합니다.
장에서 21:
Now Playing
Modeling in Time and Frequency Domain
79 Views
Modeling in Time and Frequency Domain
243 Views
Modeling in Time and Frequency Domain
355 Views
Modeling in Time and Frequency Domain
157 Views
Modeling in Time and Frequency Domain
880 Views
Modeling in Time and Frequency Domain
151 Views
Modeling in Time and Frequency Domain
169 Views
Modeling in Time and Frequency Domain
148 Views
Modeling in Time and Frequency Domain
56 Views
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유