Математичне та програмне забезпечення для імітаційного моделювання багатоступеневих генераторів імпульсів напруги

Abstract

A mathematical model of multi-stage voltage generator in discharge mode with an arbitrary number of stages is designed using the basic model of a single-stage generator. Based on Kirchhoff's laws the mathematical model of mul-tistage generator is written as an algorithm for an arbitrary number of stages. Based on the established mathematical model and the matrix method of integrating systems of differential equations the software for simulation of electrical processes in the generator is proposed in the programming environment Delphi. User-friendly interface allows the user to enter the number of stages and the parameter values of the generator and to receive graphics of transients of discharge of storage capacitors of the generator. The analysis of the transients in a multi-stage generator, conducted on the basis of the graphs for the generator with 10 stages indicates its ability to generate high-voltage pulses with a short rise time of a few nanoseconds.

При использовании базовой модели одноступенчатого генератора импульсов напряжения разработана математическая модель многоступен-чатого генератора в режиме разряда с произвольным количеством каскадов. На основе созданной математической модели предложено программное обеспечение для имитационного моделирования электрических процессов, протекающих в генераторе. Проведенный анализ переходных процессов в многоступенчатом генераторе показывает его способность формировать импульсы высокого напряжения с короткой длительностью фронта.

З використанням базової моделі одноступеневого генератора імпульсів напруги розроблена математична модель багатоступеневого генератора в режимі розряду з довільною кількістю каскадів. На основі створеної математичної моделі запропоноване програмне забезпечення для імітаційного моделювання електричних процесів, що протікають у генераторі. Проведений аналіз перехідних процесів в багатоступеневому генераторі показує його здатність формувати імпульси високої напруги з короткою тривалістю фронту.