Bağlaç diyagramı tekniğini kullanarak anahtarlı devrelerin modellenmesi ve simülasyonu için bir program

Abstract

ÖZET Doktora Tezi BAĞLAÇ DİYAGRAMI TEKNİĞİNİ KULLANARAK ANAHTARLI DEVRELERİN MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONÜ İÇİN BİR PROGRAM ArifGÜLTEN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı 2003, Sayfa: 102 Bu tezde anahtarlı devrelerin, bağlaç diyagramı modelini kullanarak modellenmesi ve simülasyonu için bir yöntem sunulmuştur ve BONDAN isimli bir bilgisayar programı yazılmıştır. Bunun için lineer olmayan elemanların karakteristiklerine parça-parça lineerlik yaklaşımı uygulanmıştır. Bu yaklaşımla lineer olmayan elemanlar anahtarlar ve lineer elemanlarla birlikte, EDAP (Eleman Durumu-Anahtar Pozisyonu) Matrisi ve kontrol eşitsizlikleri kullanılarak model lenmektedir. Anahtarların farklı pozisyonlarından dolayı oluşan sistem durumları SDAP (Sistem Durumu-Anahtar Pozisyonu) Matrisi, elemanların farklı durumlarından dolayı oluşan sistem durumları da SDED (Sistem Durumu-Eleman Durumu) Matrisi ile tanımlanmaktadır. Bu çalışmada bağlaç diyagramı tekniğinde anahtarı tanımlamak için basit ve fiziksel sistemlere daha uygun olan bir yaklaşım kullanılmaktadır. Tek bir sistem durumu için bağlaç diyagramı modeli elde edilmekte, diğer sistem durumlarına geçiş SDAP matrisi ile yapılmaktadır. İlgili matrisler kullanılarak her sistem durumu için durum, çıkış ve anahtarlama denklemleri elde edilmektedir. Ayrıca durum ve çıkış denklemleri kullanılarak geçici ve sürekli hal cevapları bulunmaktadır. Çözüm işleminde doğrudan kesin sonuçlan veren formüllerden yararlanılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Bağlaç diyagramı modeli, parça-parça lineerlik yaklaşımı, anahtarlı devreler, modelleme, sistem durumu, eleman durumu. XIII

SUMMARY PhD Thesis A PROGRAM FOR MODELLING AND SIMULATION OF CIRCUITS CONTAINING SWITCHES USING THE BOND GRAPH TECHNIQUE ArifGÜLTEN Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical and Electronics Engineering 2003, Page: 102 In this thesis, a new method has been presented for the modelling and simulation of circuits containing switches by using bond graph technique and a computer program BONDAN has been prepared. For this purpose, piecewise linearization approach has been applied to characteristics of nonlinear components. By means of this approach, nonlinear components are modelled by both switches and linear components by using Component State-Switch Position (CSSP) Matrix and control inequalities. In this approach, SSSP (System State-Switch Position) and SSCS (System State-Component State) define the system states revealing with different switch position and different component states, respectively. In this study, an approach which is simpler and more suitable for the physical system has been used for definition of switches. Bond graph model has been obtained for only one system state. On the other hand, the transition to the other system states has been accomplished by the SSCS Matrix. The state, output and switching equations for all system states have been obtained by using the involved matrixes. In addition, the transient and steady state responses have been computed by using the equations. In the analysis, it has been made use of explicit exact formulas. Key Words: Bond graph model, piecewise linearization approach, circuits containing switches, modelling, system state, component state. XIV