电网络分析
课程笔记
- 22级 谭政权 电网络分析笔记
课程经验分享
电网络分析这门课内容不多，但在学这门课的过程中，你却能看到很多基础课程的知识在这里被应用到，比如电路原理、工程电磁场与波、复变函数等，同时在这门课学到的知识又会在大三学电力系统稳态、控制理论等课时帮你更好地理解新的知识，所以这是一门承上启下，具有重要意义的课。
第一章双口网络，基本的在于理解各种参数矩阵的含义并学会求解给定双口网络的特定参数矩阵，更难一点的是能判断出具有特殊性质的双口网络，比如互易双口网络，并根据其特殊性质对双口网络的特定参数进行求解。这一章基本是承接着电路原理的知识展开的，所以需要打好电路原理的基础，掌握分析和计算电路的基本能力。
第二章矩阵方程，基本的思想是将具体的电路信息转化为计算机可以理解的形式，对电路节点进行编号，并将节点间的电路元件用阻抗或导纳来表示，将电路用矩阵进行表征，从而可以用计算机通过矩阵运算来求解电路。基本的是要理解各种矩阵的定义，并掌握将具体的电路信息转化为特定矩阵的方法。另外还要记住几种矩阵方程的公式，记公式要以理解其原理为基础，而原理是简单的基尔霍夫电流/电压定律，背公式的时候可以尝试从原理出发自己进行一遍公式的推导，记住这个推导过程比背诵公式本身更难保证最终写出来的公式的正确性。
第三章分布参数电路，不同于电路原理中关注的集总参数电路，分布参数电路中远距离传输线路的线路电阻、电感、电容等参数是不可以忽略的，也是从这开始我们关注于怎么去分析电网这个特殊的电路，更深入具体的内容也会在大三的专业课——电力系统稳态/暂态分析中去展开。这一章的知识深层次的原理会在工程电磁场与波这门课中涉及，但就电网络分析而言，电磁场中的原理部分我们无需深究，更需要去关注的是推导出来的公式中某些参数实际的物理含义，并记住各种参数之间的一般转换关系，以及在特殊的线路（如无畸变线）中这些参数之间的特殊转换关系。
第四章线性动态电路的复频域分析，利用拉氏变换和拉氏反变换这一数学工具实现从全新的视角——频域，对电路进行分析计算。在电路原理中学习的方法是直接对电路的时域模型进行计算，但这里我们学习的是将电路的时域模型转换成频域模型，对频域模型进行分析计算之后将计算结果转化回时域。或许乍一听你会觉得，何必绕这么大一圈子呢，但频域分析的优势在于规避了求解时域模型的微分方程，并且体现了一种更宏观的系统思维——我们不关注对于具体某个激励，这个系统产生的是什么具体响应，而是关注该系统产生的响应具有什么特征，其中最基本的一个特征就是其响应的稳定性。在大三控制理论这门课中，我们会更加深入地学习从频域来对更一般的系统进行分析。学习这一章需要回顾复变函数的基本知识，掌握将电路的时域模型转化为频域模型并对频域模型进行分析计算的方法。
最后再简单说一下电网络分析的实验课，包括四个常规实验加上一个拓展实验。常规实验注意用电安全，细心连线，基本不会有问题。拓展实验会比较麻烦，需要用采集卡去采集三相电压/电流数据进行分析，不过可以借这个机会尝试一下结合同时期在上的信号分析与处理课上学到的FFT的知识，应用matlab编程来对采集到的电压/电流数据进行谐波分析，在这个过程中对于FFT的原理会有一个更深入的理解和认识。
总而言之，电网络分析这门课还是涵盖了非常丰富的知识，可以让你深刻体会到原先学的不知道有什么用的知识派上用场了的感觉，认真学下来会觉得考试还是很简单的，祝愿大家都能收获一个好的绩点！也为大三的专业课学习打一个好的基础！
往届课程经验分享
去年也差不多这个时候，当刚开始学电网络分析的时候，不知道从哪儿看到说，这门课在别的学校都是研究生学的课，一下子就充满惶恐，感觉课好难，我好难。但一步一步踏实学下去，回过头来再看，我想跟学弟学妹分享的是，电网络分析并不是一门很高深晦涩的专业课，不像某些数学课需要很聪明的脑子，它需要的是谦虚、理解。
这样讲听着有些玄学，具体展开来说，我所理解的电网络分析的宗旨是：把部分曾经所学当作“工具”，运用到特定类型的电路中，从而对这些电路进行某种建模、求解并分析。
第一个关键词：“工具”。
这里所说的“曾经所学的课”包括例如线代、拉普拉斯变换、电路原理等。这些课没学好也不用慌，所谓工具的意思就是你知道它是啥、该怎么用，就可以了。等学到快涉及到“工具”相关部分或者刚讲完而你还不太熟悉的时候，再去翻翻以前的笔记/教材就很OK。
第二个关键词：“某种建模、求解并分析”。
当你用这个美好的春学期去建造一座名为电网络分析的大楼时，“工具”就好比是砖头，而整个楼的框架就是这门课要教给你的具体方法。要是学歪了，楼也就建歪了。
整门课程分为如下图的四个主题，而每个主题相对独立（所以如果你听掉了某次课也别灰心，一定要接着听完）。可以从每章的概述入手，宏观上把握这个章节的问题背景、解决目标，再带着这样的大思路去理解每一步（即每个小节）的实现和意义。听起来很泛，但大家学的时候要记得提醒自己，知道自己正在解决什么问题，这对整个大问题有什么作用，不要被看似复杂的点弄迷茫了。
电网络分析课程内容一览 （图源：姚缨英老师课件）
接下来再说说我的学习方法，大家各有各的路子，这里写的仅供参考。我习惯上课前做一个很简单的预习，大概知道下节课要学什么，有什么新的名词概念，难点重点在哪里。但不会去看细节，因为想保留学新东西的新鲜感，让自己上课专注。下课后我会花比较多的时间自己整理一遍今日所学，做一份并不是简单照抄老师课件、而是咀嚼理解并按自己思路展开的笔记，把知识点串起来，形成一张关联的网络。需要记忆的地方（这门课还挺多），会定期复习记忆。
遇到错题、稍难的题、值得钻研原理的实验，有余力的同学不要放过，静下心来写写算算、与老师同学交流讨论，对于理解电网络分析的一些本质有很大帮助。
总的来说，电网络分析不难，四个相对独立的章节和学时也决定了每章都不会特别深入而复杂，所以不要畏惧，去谦虚接受它绘给你的框架，理解并运用工具多多练习，一定能够学有所得的~