High-speed computer simulation of electrical circuits

Abstract

The well-known numerical-analytic method based on zeroes/poles matching (as z-transform realization) of equivalent transfer function or complex impedance (conductivity) in Laplace domain was proposed for high-speed computer analysis of electric circuits’ transients. The advantages of this method were illustrated on simple examples of the computer models of the first order electric circuit (RC-circuit that correspond to real pole) and second order electric circuit (RLC-circuit that correspond to complex pair of poles). These models were verified to the computer models based on the analytic method using the Laplace transform. The method can be applied to modern computer programs of power systems stability analysis, electrical circuits' transients' calculations and common systems dynamic analysis. Для високошвидкісного комп’ютерного моделювання перехідних процесів в електричних колах запропоновано використати давно відомий метод відповідності нулів/полюсів (як одну з реалізацій z-перетворення) відповідної неперервної передатної функції чи комплексного імпедансу (провідності) в області перетворень за Лапласом. Переваги цього методу показано на простих прикладах комп’ютерних моделей електричного кола першого порядку (RC-коло, яке відповідає одному дійсному полюсу) і кола другого порядку (RLC-коло, яке відповідає парі комплексно-спряжених полюсів). Отримані моделі були перевірені з використанням комп’ютерних моделей, які одержані аналітичним методом з використанням перетворення Лапласа. Метод може використовуватися в сучасних комп’ютерних програмах для аналізу стійкості електроенергетичних систем, розрахунку перехідних процесів в електричних колах та аналізу динаміки інших технічних систем.