Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu

Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu Cơ điện tử Mô hình hóa và Sử dụng mô phỏng Đồ thị trái phiếu

Translated from English to Vietnamese - www.onlinedoctranslator.com lOMoARcPSD|10070358 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Cơ điện tử Mô hình hóa Sử dụng mơ Đồ thị trái phiếu Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Trang cố ý để trống Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Cơ điện tử Mơ hình hóa Sử dụng mô Đồ thị trái phiếu Shuvra Das Boca Raton London New York CRC Press dấu ấn Taylor & Francis Group, thông báo kinh doanh Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 CRC Press Nhóm Taylor & Francis 6000 Broken Sound Parkway NW, Suite 300 Boca Raton, FL 33487‑2742 © 2009 Taylor & Francis Group, LLC CRC Press dấu ấn Taylor & Francis Group, doanh nghiệp Informa Không xác nhận quyền sở hữu công trình gốc Chính phủ Hoa Kỳ Được in Hoa Kỳ giấy không chứa axit 10 4321 Số sách tiêu chuẩn quốc tế ‑ 13: 978‑1‑4200‑7314‑0 (Bìa cứng) Cuốn sách chứa thơng tin thu từ nguồn xác thực đánh giá cao Những nỗ lực hợp lý thực để xuất liệu thông tin đáng tin cậy, tác giả nhà xuất khơng thể chịu trách nhiệm tính hợp lệ tất tài liệu hậu việc sử dụng chúng Các tác giả nhà xuất cố gắng truy tìm chủ sở hữu quyền tất tài liệu chép ấn phẩm xin lỗi chủ sở hữu quyền không phép xuất dạng Nếu tài liệu quyền chưa cơng nhận, vui lịng viết cho chúng tơi biết để chúng tơi sửa chữa lần tái tương lai Trừ cho phép theo Luật Bản quyền Hoa Kỳ, không phần sách tái bản, tái bản, truyền tải sử dụng hình thức phương tiện điện tử, học phương tiện khác, biết đến sau phát minh, bao gồm photocopy, vi phim ghi âm, hệ thống lưu trữ truy xuất thông tin mà khơng có cho phép văn nhà xuất Để phép chép sử dụng tài liệu điện tử từ tác phẩm này, vui lòng truy cập www.copy‑ right.com (http://www.copyright.com/) liên hệ với Trung tâm xóa quyền, Inc (CCC), 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923, 978‑750‑8400 CCC tổ chức phi lợi nhuận cung cấp giấy phép đăng ký cho nhiều người dùng khác Đối với tổ chức CCC cấp giấy phép photocopy, hệ thống tốn riêng bố trí Thơng báo Nhãn hiệu: Tên sản phẩm cơng ty nhãn hiệu nhãn hiệu đăng ký sử dụng để nhận dạng giải thích mà khơng có ý định vi phạm Dữ liệu Biên mục Thư viện Quốc hội Das, Shuvra Mơ hình mô điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu / Shuvra Das P cm Bao gồm tài liệu tham khảo mục ISBN 978‑1‑4200‑7314‑0 (giấy kiềm) Cơ điện tử Đồ thị trái phiếu Các mơ hình kỹ thuật I Tiêu đề TJ163.12.D37 2009 621 ‑‑ dc22 2008037629 Ghé thăm trang web Taylor & Francis http://www.taylorandfrancis.com trang web CRC Press http://www.crcpress.com Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Cuốn sách dành riêng với ký ức hai bà, Kamala Sarama Họ nhận sớm sống họ giáo dục chắn đường dẫn đến thành công sống đảm bảo họ cháu nhận giáo dục tốt Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Trang cố ý để trống Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Nội dung Lời nói đầu xiii Lời cảm ơn xvii Tác giả xix Chương Giới thiệu Cơ điện tử Mơ hình hóa hệ thống 1.1 Cơ điện tử gì? 1,2 Hệ thống lại hệ thống mơ hình? 1,3 Các kỹ thuật mô hình hóa tốn học sử dụng thực tế 1,4 Phần mềm 10 Các vấn đề 11 Chương Đồ thị trái phiếu: Chúng gì? 13 2.1 Hệ thống kỹ thuật 14 2,2 Cổng 16 2.3 Các biến tổng quát 20 2,4 2.3.1 Biến công suất 20 2.3.2 Các biến lượng 20 2.3.3 Khối tứ diện trạng thái 21 Đồ thị trái phiếu 23 2,5 Các thành phần hệ thống 26 2.4.1 Đồ thị Word Bond 23 2.5.1 2.5.2 2.5.3 Thành phần cổng 26 2.5.1.1 2.5.1.2 2.5.1.3 1-Port Inductor / Inertia: 1-Port Energy Thiết bị lưu trữ 30 2.5.1.4 Các phần tử cổng khác 33 Thành phần cổng 35 2.5.2.1 Phần tử máy biến áp 35 2.5.2.2 Phần tử quay hồi chuyển 39 Các thành phần cổng (hoặc cổng cao hơn) 41 2.5.3.1 2.5.3.2 2.5.4 Điện trở cổng: Thiết bị tiêu tán lượng 27 Tụ điện cổng: Thiết bị lưu trữ lượng cổng 28 Điểm nối dòng chảy, điểm nối song song, điểm nối 0, Common Effort Junction 42 Giao lộ nỗ lực, Giao lộ nối tiếp, Giao lộ 1, Giao dòng chảy chung 43 Các thành phần điều chế: Máy biến áp, Máy quay, Điện trở, v.v 46 vii Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 viii Nội dung 2,6 Lưu ý ngắn gọn Hướng dẫn điện đồ thị trái phiếu 46 2,7 Tóm tắt quy tắc hướng trái phiếu 47 Các vấn đề 48 Chương Vẽ đồ thị trái phiếu cho hệ thống đơn giản: Điện Cơ khí 55 3.1 Các quy tắc đơn giản hóa cho cấu trúc mối nối 56 3.2 Vẽ đồ thị trái phiếu cho hệ thống điện 62 3.2.1 Phương pháp thức để vẽ đồ thị trái phiếu cho hệ thống điện 65 3,3 Vẽ đồ thị trái phiếu cho hệ thống khí 69 3.3.1 3.3.2 3.3.3 Phương pháp thức để vẽ đồ thị trái phiếu cho Hệ thống khí dịch quay 72 Lưu ý Lực hấp dẫn lên Vật thể 73 Ví dụ hệ thống chuyển động quay 79 3,4 Nhân 83 Máy biến áp 85 Máy quay 86 Các đường giao 86 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 Các yếu tố lưu trữ: tôi, NS 87 3.4.5 3.4.6 Thuật tốn xác định nhân 3.4.4.1 tơi, phần tử khối lượng điện cảm 88 3.4.4.2 NS, cho phần tử điện dung mùa xuân 89 NS, phần tử điện trở 91 Mơ hình Đồ thị Trái phiếu 92 3.4.7 Nhân tích phân so với Nhân sai biệt cho phần tử lưu trữ 100 3.4.8 Thảo luận cuối Nhân Tích phân Khác biệt 105 3.4.9 Tóm tắt nhân 106 Các vấn đề 107 Chương Vẽ đồ thị trái phiếu cho thủy lực điện tử Các thành phần hệ thống 113 4.1 Một số tính chất khái niệm chất lỏng 114 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2 Mật độ khối lượng 114 Lực, áp suất đầu 115 Mô-đun số lượng lớn 115 Bảo tồn khối lượng để ổn định, khơng ổn định, Dịng khơng nhớt 115 Tiết kiệm lượng để ổn định, không ổn định, Dịng khơng nhớt 116 Mơ hình đồ thị trái phiếu hệ thống thủy lực 117 4.2.1 4.2.2 4.2.3 Tuân thủ chất lỏng, NS Yếu tố 117 Qn tính chất lỏng, tơi Yếu tố 118 Kháng chất lỏng, NS Yếu tố 119 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 ix Nội dung 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 Nguồn (Nỗ lực Dòng chảy) 121 Các phần tử máy biến áp 121 Phần tử quay hồi chuyển 122 Mơ hình đồ thị trái phiếu hệ thống thủy lực 122 4.3 Hệ thống điện tử 127 4.3.1 Mổ nội soi 128 4.3.2 Điốt 133 Các vấn đề 136 Chương Suy phương trình hệ thống từ đồ thị trái phiếu 145 5.1 Các biến hệ thống 145 5.2 Lập phương trình hệ thống 146 5.2.1 Ôn tập 147 5.2.2 Hướng nguồn mối nối diễn giải 147 Giải nhân chênh lệch 159 5.3 5,4 Vòng lặp đại số 162 Các vấn đề 166 Chương Lời giải phương trình mơ hình cách diễn giải chúng 173 6.1 Hệ thống thứ tự số 174 6.2 Hệ thống đơn hàng 176 6.2.1 Nghiệm phương trình vi phân bậc 178 6,3 Hệ thống đơn hàng thứ hai 180 6.3.1 6.3.2 6.3.3 Phản hồi hệ thống cho bước nhập liệu 189 Phản hồi hệ thống đầu vào hình sin 191 Nghiên cứu phản hồi hệ thống sử dụng biểu diễn trạng thái - không gian 194 6.4 Chức chuyển giao đáp ứng tần số 197 6.4.1 Phản hồi hệ thống miền tần số 199 6,5 Tóm lược 206 Các vấn đề 206 Chương Các nguyên tắc giải pháp số 211 7.1 7.2 7.3 7.4 7,5 7.6 Các kỹ thuật giải phương trình vi phân thông thường 211 Phương pháp Euler 212 Phương pháp Euler ngầm hình thang 215 Phương pháp Runge – Kutta 217 Các phương pháp thích ứng 219 Tóm lược 223 Các vấn đề 224 Chương Bộ chuyển đổi: Mơ hình cảm biến 227 8.1 Cảm biến điện trở 228 8.2 Cảm biến điện dung 233 8.2.1 Trường lưu trữ đa cổng: Trường C 235 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Mơ hình hóa mô điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu Các khái niệm điện tử đặc biệt quan trọng giới kỹ thuật ngày ranh giới ngành kỹ thuật truyền thống bị phá vỡ sản phẩm Nếu xem xét cỗ máy phức tạp hợp lý, chẳng hạn ô tô, nhận thấy theo thời gian, ô tô thay đổi đáng kể Chức ô tô, nghĩa là, sử dụng lượng từ động đốt để điều khiển xe dọc theo đường theo ý muốn người điều khiển phương tiện người lái xe, không thay đổi Tuy nhiên, cách thức đạt chức cách tối ưu thay đổi đáng kể Theo thời gian với tiến công nghệ, hệ thống hiệu thay hệ thống hiệu Gần đây, điều dẫn đến nhiều thiết bị khí túy hệ thống thay điện tử điện tử Kim phun nhiên liệu khơng có tơ đại; họ thay chế hịa khí hiệu cách lâu Phanh chống bó cứng thiết bị an tồn quan trọng trở thành phần gói cho tất ô tô Tương tự, hệ thống phụ “bằng dây” truyền động dây, phanh dây, lái dây hệ thống treo thông minh hệ thống dần trở nên thích nghi với ô tô Trong tất trường hợp này, hệ thống điện tử hiệu thay hệ thống học túy hiệu Có vẻ đạt đến giới hạn hiệu thiết bị máy móc túy Để có thêm cải tiến hiệu quả, thiết bị đa ngành điện tử cần thiết Kim phun nhiên liệu tơ đại; họ thay chế hịa khí hiệu cách lâu Phanh chống bó cứng thiết bị an toàn quan trọng trở thành phần gói cho tất tô Tương tự, hệ thống phụ “bằng dây” truyền động dây, phanh dây, lái dây hệ thống treo thông minh hệ thống dần trở nên thích nghi với tơ Trong tất trường hợp này, hệ thống điện tử hiệu thay hệ thống khí túy hiệu Có vẻ đạt đến giới hạn hiệu thiết bị máy móc túy Để có thêm cải tiến hiệu quả, thiết bị đa ngành điện tử cần thiết Kim phun nhiên liệu khơng có ô tô đại; họ thay chế hịa khí hiệu cách lâu Phanh chống bó cứng thiết bị an toàn quan trọng trở thành phần gói cho tất tơ Tương tự, hệ thống phụ “bằng dây” truyền động dây, phanh dây, lái dây hệ thống treo thông minh hệ thống dần trở nên thích nghi với tơ Trong tất trường hợp này, hệ thống điện tử hiệu thay hệ thống học túy hiệu Có vẻ đạt đến giới hạn hiệu thiết bị máy móc túy Để có thêm cải tiến hiệu quả, thiết bị đa ngành điện tử cần thiết Phanh chống bó cứng thiết bị an tồn quan trọng trở thành phần gói cho tất ô tô Tương tự, hệ thống phụ “bằng dây” truyền động dây, phanh dây, lái dây hệ thống treo thông minh hệ thống dần trở nên thích nghi với ô tô Trong tất trường hợp này, hệ thống điện tử hiệu thay hệ thống học túy hiệu Có vẻ đạt đến giới hạn hiệu thiết bị máy móc túy Để có thêm cải tiến hiệu quả, thiết bị đa ngành điện tử cần thiết Phanh chống bó cứng thiết bị an toàn quan trọng trở thành phần gói cho tất ô tô Tương tự, hệ thống phụ “bằng dây” truyền động dây, phanh dây, lái dây hệ thống treo thông minh hệ thống dần trở nên thích nghi với tơ Trong tất trường hợp này, hệ thống điện tử hiệu thay hệ thống khí túy hiệu Có vẻ đạt đến giới hạn hiệu thiết bị máy móc túy Để có thêm cải tiến hiệu quả, thiết bị đa ngành điện tử cần thiết hệ thống điện tử hiệu thay hệ thố Rõ ràng điện tử từ thông dụng trở nên phổ biến nhu cầu thiết thực bắt nguồn từ tiến công nghệ Các kỹ sư ngày khơng cịn tự giam nơi trú ẩn an toàn ngành học quen thuộc riêng họ Thế giới công nghệ buộc họ phải dấn thân vào lãnh thổ đa ngành Họ thích ứng với điều sớm họ phù hợp để thành công Trong vài năm gần đây, nhiều sách giáo khoa xuất chủ đề điện tử Một số số tác Cetinkunt (2007); Alciatore (2005); De Silva (2005); Bolton (2004); Shetty Kolk (1997); Karnopp, Margolis Rosenberg (2006); Brown (2001) (xem Tài liệu tham khảo) Tất ngoại trừ hai cuối văn giới thiệu chủ đề Cơ điện tử chúng làm tốt việc giới thiệu chủ đề 1.2 Hệ thống lại mơ hình hệ thống? Chúng ta thảo luận cốt lõi giới điện tử hệ thống học Tất xem xét thuật ngữ hệ thống kỹ thuật, hệ thống truyền tải, hệ thống giao thông, hệ thống tiêu hóa, hệ thống tài chính, Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Giới thiệu Cơ điện tử Mơ hình Hệ thống kỹ thuật hệ thống, v.v Đây thuật ngữ sử dụng lĩnh vực khác với chủ đề chung khái niệm “hệ thống” Một hệ thống định nghĩa thực thể tách biệt khỏi phần cịn lại vũ trụ (mơi trường) thông qua ranh giới vật lý / khái niệm Ranh giới hệ thống phân tách hợp lý bên ranh giới nằm giới bên ngồi Mặc dù hệ thống tách biệt với mơi trường xung quanh, tương tác với mơi trường xung quanh (Karnopp, Margolis Rosenberg, 2006) Các hệ thống nhận thơng tin lượng từ giới bên ngồi gửi thơng tin / lượng (Hình 1.4) Hệ thống tạo từ phận tương tác hệ thống con, hệ thống làm từ thành phần Ví dụ, tơ coi hệ thống kỹ thuật tương tác với mơi trường xung quanh Nó nhận thơng tin đầu vào từ môi trường xung quanh đầu vào từ người lái xe, ma sát từ mặt đường lực cản gió; thải khí thải nhiệt, tạo tiếng ồn, v.v Ơ tơ cấu tạo từ nhiều hệ thống hệ thống truyền động, hệ thống truyền động, phanh nhiều hệ thống khác Các hệ thống làm từ thành phần pít-tơng, bánh răng, ổ trục máy bơm, chẳng hạn Trong hệ thống tạo từ thành phần (hoặc hệ thống con), hệ thống không tổng thể tất phận Mặc dù phận tạo nên hệ thống thiết kế tốt hoạt động tốt cách độc lập, điều khơng thiết có nghĩa hệ thống hoạt động tốt tất phận kết hợp với Đảm bảo hệ thống hoạt động tốt sau lắp ráp nhiệm vụ tầm thường phải thực tốt Để có sản phẩm cuối thành công, Hệ thống động tự nhiên; nghĩa là, theo thời gian, hành vi chúng thay đổi để đáp ứng với yếu tố đầu vào bên khác Vì vậy, việc hiểu hành vi động hệ thống quan trọng nhiều so với việc biết hành vi tĩnh Hiểu biết hành vi hệ thống yêu cầu cốt lõi việc thực “quan điểm hệ thống” Mô hình hệ thống cơng cụ hữu ích để hiểu hành vi động hệ thống Các mô hình hệ thống Mơi trường Ranh giới Quyền lực đầu Thông tin đầu vào Hệ thống Thơng tin đầu Nguồn điện đầu vào HÌNH 1.4 Sơ đồ hiển thị hệ thống, ranh giới hệ thống, đầu vào đầu Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Mơ hình hóa mơ điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu mô hình vật lý thu nhỏ mơ hình tốn học Các mơ hình vật lý chia tỷ lệ nguyên mẫu vật lý cung cấp hiểu biết thực tế hành vi hệ thống Đối với nhiều hệ thống đời thực, việc xây dựng mơ hình vật lý thường tốn chi phí khơng thể thực lý khác Ở giai đoạn thiết kế ý tưởng, việc xây dựng mơ hình vật lý khơng thể thực Các mơ hình tốn học rẻ nhiều để xây dựng mạnh mẽ chúng xây dựng cách Việc xây dựng mơ hình tốn học hữu ích địi hỏi hiểu biết tốt hành vi hệ thống cấp độ thành phần người xây dựng mơ hình cần đưa giả định thực tế Đúng tên gọi, mơ hình đại diện hệ thống, khơng thiết phải tồn hệ thống Các mơ hình ln liên quan đến số đơn giản hóa kết giả định nhà phát triển đưa • Bỏ qua ảnh hưởng nhỏ: Bao gồm ảnh hưởng chi phối bỏ qua ảnh hưởng có ảnh hưởng tương đối nhỏ • Mơi trường độc lập: Môi trường không bị ảnh hưởng xảy hệ thống • Đặc tính gộp: Các đặc tính vật lý cho thành phần hệ thống giả định gộp thực tế, chúng phân bố tồn hình học • Các mối quan hệ tuyến tính: Các mối quan hệ cấu thành giả định tuyến tính phạm vi hoạt động hệ thống thực tế, chúng khơng xác tuyến tính • Tham số không đổi: Các tham số xác định thuộc tính thành phần giả định khơng đổi • Bỏ qua không chắn nhiễu: Mọi không chắn nhiễu liệu bị bỏ qua Kết việc đưa giả thiết này, phương trình điều chỉnh mơ hình hệ thống hóa tập phương trình vi phân tuyến tính thơng thường với tham số khơng đổi Các nghiệm phương trình vi phân thông thường tương đối dễ kiếm hơn, chúng mô tả hành vi động hệ thống Nếu giả thiết đơn giản hóa khơng thực hiện, phương trình tập hợp phương trình đạo hàm riêng phi tuyến với tham số thay đổi theo thời gian không gian Bộ phương trình sau có lẽ mang lại mơ hình tốn học xác hệ thống, khơng hữu ích loại phương trình khó giải nhiều Nếu khơng có kỹ thuật giải pháp tốt hiệu quả, mơ hình khơng mang lại kết hữu ích cho kỹ sư Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Giới thiệu Cơ điện tử Mơ hình Hệ thống Các mơ hình hệ thống tốn học giải pháp chúng trở thành công cụ mạnh mẽ tay nhà thiết kế hệ thống Chúng sử dụng để trả lời câu hỏi khác như: • Phân tích: Đối với đầu vào định hệ thống biết (và biến trạng thái), đầu gì? • Nhận dạng: Đối với lịch sử đầu vào định, lịch sử đầu biết; Mơ hình biến trạng thái nào? • Tổng hợp: Đối với đầu vào định đầu mong muốn, hệ thống thiết kế (cùng với biến trạng thái nó) cho hệ thống thực theo cách mong muốn không? Học cách phát triển mơ hình hệ thống hữu ích cần có thời gian kinh nghiệm Do đó, ba hoạt động liệt kê theo thứ tự mà chúng nêu Những người bắt đầu lập mơ hình hệ thống dành nhiều thời gian học cách “phân tích” hệ thống Chỉ sau có chút kinh nghiệm, họ dấn thân vào “nhận dạng” hệ thống Và "tổng hợp" đòi hỏi lượng kinh nghiệm tối đa lĩnh vực Bởi mơ hình đơn giản hóa thực tế, có nhiều nghệ thuật việc xây dựng mơ hình Một mơ hình q phức tạp chi tiết chứa tham số ước lượng đưa vào chi tiết khơng liên quan khơng cần thiết Bất kỳ nhà thiết kế hệ thống phải có cách tìm mơ hình có độ phức tạp khác để tìm mơ hình đơn giản có khả trả lời câu hỏi hệ thống nghiên cứu Một hệ thống chia thành nhiều phần tùy thuộc vào mức độ phức tạp mà hệ thống cần Phân tích hệ thống, thơng qua việc phân tích thành thành phần nó, thân nghệ thuật địi hỏi chun mơn kinh nghiệm Trong sách này, qua phương pháp luận có hệ thống việc phát triển mơ hình hệ thống kỹ thuật để nghiên cứu hành vi động chúng Trừ có quy định khác, đưa giả định mà thảo luận Việc phát triển mơ hình việc sử dụng tập trung chủ yếu vào q trình phân tích hành vi hệ thống Chúng hy vọng với số thực hành lĩnh vực phân tích hệ thống, sinh viên sẵn sàng bắt đầu nhiệm vụ việc xác định thiết kế hệ thống 1.3 Các kỹ thuật mơ hình hóa tốn học sử dụng thực tế Nhiều cách tiếp cận khác sử dụng việc phát triển mơ hình hệ thống Một phương pháp phổ biến suy phương trình trạng thái-không gian từ nguyên lý đầu tiên, cụ thể định luật Newton học, định luật điện áp dòng điện Kirchoff mạch điện, v.v Này Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 số Mơ hình hóa mô điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu phương trình khác sau giải số để thu phản hồi hệ thống Có số phương pháp tiếp cận đồ họa phổ biến cộng đồng kỹ thuật khác Một cách tiếp cận vẽ đồ thị tuyến tính, phương trình khơng gian trạng thái mơ hình hóa dạng sơ đồ khối kết nối đường dẫn thể luồng thông tin từ khối sang khối khác Hình 1.5 mơ tả mơ hình SIMULINK động DC nam châm vĩnh cửu chế tạo cách ghép khối chức SIMULINK khác với đường dẫn dịng thơng tin thích hợp Các kỹ sư điều khiển thích sử dụng cách tiếp cận sơ đồ khối, với dạng biến đổi Laplace phương trình điều khiển Đây gọi biểu mẫu hàm truyền hoạt động thực trongNS, tần suất, miền miền thời gian Một bước quan trọng tất phương pháp tạo mối quan hệ quản lý Trong phạm vi (ME, EE, v.v.) việc tính tốn phương trình chi phối khơng khó chúng tơi nằm lĩnh vực chun mơn cụ thể chúng tôi; làm việc mơi trường đa miền, điều trở nên khó khăn người không đào tạo phù hợp Nguyên nhân sâu xa khó khăn cách đào tạo Trong lĩnh vực kỹ thuật, kỹ thuật biểu diễn hệ thống giải pháp phát triển theo đường khác Chúng đào tạo để nghĩ tĩnh, động lực học, phân tích mạch, điện từ, thủy lực, v.v lĩnh vực chủ đề khác nhau, nơi kỹ thuật giải pháp khác sử dụng để giải vấn đề Khái niệm tương đồng môn khác sử dụng phương pháp mơ hình hóa gọi đồ thị trái phiếu Đồ thị trái phiếu đại diện cho dòng quyền lực hệ thống liên kết gắn kết phần khác mơ hình gọi liên kết quyền lực Phương pháp trông tương tự phương pháp đồ thị luồng tín hiệu khơng hồn tồn giống Sự khác biệt lớn trái phiếu đại diện Trong phương pháp tiếp cận luồng tín hiệu, Va + - K + - NSia k_T T_em + - + - sW 1/J W NS iaRa Ra NS Ra ea k_E k_E TL HÌNH 1.5 Sơ đồ dịng tín hiệu động DC nam châm vĩnh cửu mô SIMULINK Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) simout1 Tới không gian làm việc lOMoARcPSD|10070358 Giới thiệu Cơ điện tử Mơ hình Hệ thống liên kết kết nối khối khác mơ hình truyền thông tin biến Trong đồ thị trái phiếu, trái phiếu truyền thông tin hai biến, tích chúng cơng suất Hình 1.6 cho thấy biểu diễn đồ thị liên kết động có mơ hình dịng tín hiệu thể Hình 1.5 Trong phần trình bày đây, chọn cách tiếp cận đồ thị trái phiếu cho hệ thống mơ hình Lý quan trọng cho điều phương pháp đồ thị liên kết, thành phần tạo nên hệ thống lĩnh vực khác biểu diễn cách sử dụng vài thành phần tổng quát Phương pháp sử dụng hiệu điểm tương đồng tồn mơn khác Vì vậy, phương pháp phù hợp để mơ hình hóa hệ thống điện tử Phương pháp đồ thị trái phiếu dựa dịng cơng suất Cơng suất tích hai đại lượng, lực vận tốc điện áp dòng điện (chúng gọi nỗ lực lưu lượng đại lượng tổng quát) Mọi thành phần hệ thống điện tử phải đối phó với hai đại lượng tạo nên cơng suất Việc vẽ biểu diễn đồ thị trái phiếu theo thuật tốn kết người dùng trở nên hiệu nhanh chóng Việc suy phương trình từ biểu diễn đồ thị liên kết hệ thống thuật tốn, chương trình máy tính dễ dàng thực Ngay người dùng phải tìm phương trình tốn học, phương pháp thuật tốn mạnh mẽ tạo tự tin cho người dùng phương pháp khác Tất ưu điểm làm cho phương pháp đồ thị trái phiếu trở thành công cụ mạnh để mơ hình hóa hệ thống điện tử Hình 1.7 cho thấy sơ đồ cách thức hoạt động phương pháp đồ thị trái phiếu Một mơ hình đồ thị trái phiếu hiển thị dịng điện thành phần hệ thống khác vẽ Các trái phiếu gán thông tin nhân cho trái phiếu Điều dẫn đến trình suy phương trình hệ thống Các phương trình, cịn gọi phương trình trạng thái-khơng gian, tập hợp phương trình vi phân thơng thường ghép nối Các phương trình giải số (thông thường) Và giải pháp cung cấp thông tin sys- phản hồi tem NS Giảm chấn quay Điện cảm phần ứng Se 1 Giao lộ Cung cấp GY Tốc độ mô-men xoắn không đổi 1 Giao lộ tơi Qn tính quay NS Điện trở phần ứng HÌNH 1.6 Biểu diễn đồ thị liên kết động điện chiều nam châm vĩnh cửu Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 10 Mơ hình hóa mơ điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu Cơ điện tử hệ thống Nguồn gốc hệ phương trình Đồ thị trái phiếu đại diện hệ thống Nhân phân công Giải pháp Hệ thống phương trình phản ứng HÌNH 1.7 Lưu đồ hiển thị q trình mơ hình hóa dựa đồ thị trái phiếu 1.4 Phần mềm Một số công cụ phần mềm thương mại sử dụng đồ thị trái phiếu để lập mơ hình hệ thống 20Sim, Symbols2000, AMESIM CAMP-G bốn công cụ Sử dụng tính chỉnh sửa cơng cụ này, người dùng xây dựng mơ hình đồ thị trái phiếu sau thực nghiên cứu mô cần thiết Hầu hết công cụ có tính mơ hình hóa hướng đối tượng Điều có nghĩa là, ví dụ, người dùng muốn sử dụng động mơ hình, biểu tượng đối tượng cho động tồn sở liệu phần mềm người dùng cần thêm vào mơ hình Tính làm cho việc lập mơ hình trở nên dễ dàng người không muốn xử lý chi tiết xảy bên đối tượng muốn tập trung hoàn toàn vào việc kết hợp mơ hình hệ thống Tuy nhiên, bên biểu tượng đối tượng, mơ hình đồ thị liên kết dựa công cụ Trong văn này, sử dụng 20Sim cho tất mơ hình mơ phân tích kết báo cáo Điều tác giả người quen thuộc với công cụ cụ thể có trải nghiệm thú vị làm việc với 20Sim có khả chỉnh sửa thân thiện, người dùng xây dựng mơ hình đồ thị trái phiếu nhanh chóng Các thuật tốn giải pháp mạnh mẽ nhanh chóng Người dùng nhanh chóng hình dung kết cơng việc họ Người dùng dễ dàng sửa đổi mối quan hệ cấu thành cho tất thành phần để mô hình hóa hành vi nâng cao Một điều phải cố gắng làm suốt văn thực mô Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Giới thiệu Cơ điện tử Mô hình Hệ thống 11 chứng minh kết mơ trông hầu hết mơ hình ví dụ phát triển Tơi cảm thấy điều cần thiết cho sinh viên lần học kỹ thuật Trong mô ví dụ có sách, tơi khơng nỗ lực nhiều việc sử dụng liệu đại diện xác Trong vài trường hợp liệu có sẵn, tơi tận dụng Nhưng nhiều người khác, tơi tạo cách sử dụng đánh giá kỹ thuật Ngoài ra, số mơ ví dụ, tơi định đơn vị cho tham số mơ khác tơi khơng Trong trường hợp đơn vị không định, tham số sử dụng đơn vị quán; suốt văn này, sử dụng đơn vị SI Các vấn đề 1.1 Chọn hệ thống điện tử hệ thống Một số ví dụ đạo, máy ảnh lấy nét tự động, ổ đĩa, máy qt lị vi sóng Nghiên cứu hệ thống vật lý (nếu có) thơng tin hệ thống cách cẩn thận để hiểu ranh giới hệ thống, loại đầu vào mà hệ thống nhận đầu mà cung cấp Nếu bạn thiết kế hệ thống, thông số kỹ thuật thiết kế có gì? Một số ràng buộc thiết kế gì? Những cảm biến thiết bị truyền động sử dụng hệ thống này? 1.2 Một hệ thống điện tử đưa tin nhiều Mars Rover Mars Rover thành công môi trường khắc nghiệt địa điểm xa xôi Nghiên cứu Mars Rover xác định thành phần khác tạo nên hệ thống điện tử Cũng nghiên cứu cách nhà thiết kế đạt giải pháp cho vấn đề thiết kế khó khăn liên quan đến Mars Rover sứ mệnh 1.3 Nhiều hệ thống ô tô ngày chuyển đổi từ hệ thống khí hồn tồn sang hệ thống điện tử Chọn hệ thống xác định cách hệ thống thực thiết kế cũ so với cách thực phiên Những thành phần thay chúng thay gì? Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Trang cố ý để trống Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Đồ thị trái phiếu: Chúng gì? Mơ hình hệ thống phát triển theo đường khác lĩnh vực khác Đối với hệ thống học, đào tạo truyền thống dạy dựa vào phương trình chuyển động Newton để mơ hình hành vi hệ thống, mạch điện, định luật Kirchoff xác định hành vi hệ thống Đối với hệ thống thủy lực, phép tương tự mạch điện sử dụng Các lĩnh vực khác mà đề cập đây, chẳng hạn khí, điện, thủy lực, v.v., phận nhân tạo mà sử dụng nhiều thời nghiên cứu hành vi hệ thống Những phận nhân tạo hình thành từ lâu trước để xử lý thơng tin nhằm mục đích quản lý giáo dục đào tạo Các hệ thống giới thực thường chứa thành phần từ nhiều miền khác tương tác với Mặc dù kỹ thuật phân tích phát triển chuyên gia lĩnh vực khác nhau, hành vi vốn có hệ thống giống Luật điều chỉnh giống nhau, là, bảo tồn lượng (hoặc cơng suất) Leibnitz ám đến khái niệm (Mukherjee Karmakar, 2000) ơng nói, “Các lực có hai loại, chết sống Lực chết phụ thuộc vào vị trí / cấu hình, lực sống tỷ lệ với bình phương vận tốc Tổng hai lực vũ trụ không đổi ” Nếu từ lực thay từ lượng, Leibnitz thực phát biểu nguyên lý bảo toàn lượng Mặc dù người kế nhiệm Leibnitz Newton nhận thấy vấn đề học giải dễ dàng cách sử dụng phương pháp tiếp cận lượng, phương pháp tiếp cận Newton sử dụng hành động phản ứng trở nên phổ biến Một phần nguyên nhân khái niệm Leibnitz đề xuất tính hữu dụng khơng rõ ràng nhiều lĩnh vực khác khoa học vật lý (như điện từ học) chưa phát triển vào thời điểm Trong nghiên cứu hệ thống kỹ thuật, phương pháp luận đa dạng tồn ngành khác nhau, thuật ngữ độc đáo chúng tên gọi cho thành phần đặt vấn đề sinh viên chuyên gia đào tạo tất ngành Nhu cầu cách tiếp cận thống cảm nhận từ lâu trước Đồ thị trái phiếu phương pháp cung cấp cách xử lý hợp lý ngắn gọn với đa dạng từ lĩnh vực khác Vào năm 1960, Giáo sư HM Paynter MIT đề xuất phương pháp mơ hình hóa hệ thống vừa thống vừa mang tính thuật tốn Ơng gọi kỹ thuật đồ thị liên kết, dựa biểu đồ luồng cơng suất (trái ngược với luồng tín hiệu) độc lập với miền vật lý Cách tiếp cận đơn giản mạnh mẽ, đặc biệt người làm việc lĩnh vực 13 Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 14 Mơ hình hóa mơ điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu đa ngành Mặc dù ứng dụng trước đồ thị liên kết giới hạn hệ thống điện, nhà phát triển tương lai Karnopp, Rosenberg, Thoma, Brown người khác, áp dụng thành công kỹ thuật đồ thị liên kết cho hệ thống thủy lực, nhiệt động lực học, từ tính chí nhiều ứng dụng khoa học xã hội Khi phát triển (giữa năm 1960), nhóm nhỏ cá nhân nhận tầm quan trọng Hiện nay, rào cản nhân tạo lĩnh vực khác bị phá vỡ lĩnh vực liên ngành điện tử, sinh học, MEMS NEMS trở nên quan trọng, nhu cầu kỹ thuật mơ hình hóa đồ thị trái phiếu điều tối quan trọng Trong phần lại chương này, thảo luận thêm đồ thị trái phiếu — chúng phát triển nào, biểu thị chúng Do đó, mục tiêu tổng thể chương • Giới thiệu cho học sinh đồ thị trái phiếu, khái niệm tính hữu dụng • Thảo luận khái niệm trao đổi lượng liên hệ với trao đổi dịng chảy nỗ lực • Giới thiệu biến tổng qt cơng suất lượng • Thảo luận tất yếu tố xảy mơ hình đồ thị trái phiếu • Làm bật nhiều quy ước sử dụng ý nghĩa chúng 2.1 Hệ thống kỹ thuật Hệ thống kỹ thuật thực đa ngành Hãy xem xét hệ thống kỹ thuật mà sử dụng sống hàng ngày Ví dụ, hệ thống cửa sổ ô tô tự động tính hầu hết tơ đại Mục đích hệ thống di chuyển cửa sổ kính lên xuống theo hướng dẫn nhận từ người dùng dạng nút nhấn Năng lượng cần thiết để di chuyển mảnh kính nặng hợp lý cung cấp động điện Có mạch logic phải xác định hành động dựa ý định người dùng, chẳng hạn giữ cửa sổ độ cao mong muốn, di chuyển lên xuống, v.v Mặc dù chưa có sẵn hệ thống cửa sổ tự động, dạng thiết bị an toàn sử dụng cảm biến phát triển Hệ thống an toàn dừng cửa sổ tay trẻ em (hoặc người lớn) bị kẹt cửa sổ chuyển động khung cửa Do đó, chúng tơi thấy hệ thống bao gồm thành phần từ hai ngành Cửa sổ (và qn tính nó) khí, động thiết bị điện có hệ thống điều khiển, số khả sử dụng cảm biến tính an tồn Để mơ hình hóa hành vi hệ thống này, người ta cần xem xét hành vi tất thành phần nó, xảy từ lĩnh vực kỹ thuật khác Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Đồ thị trái phiếu: Chúng gì? 15 Trong hệ thống cửa sổ tơ, có hai miền có liên quan Trong hệ thống điện tử nào, nhiều lĩnh vực khác tham gia Ví dụ tượng vật lý (hoặc lĩnh vực) liên quan đến hệ thống kỹ thuật thực Dịch học Cơ quay Thủy lực Điện (tĩnh tại) điện tử Từ tính Nhiệt Theo nghĩa đó, tất miền phân chia nhân tạo sử dụng để dễ vận hành Trong đồ thị liên kết cách tiếp cận dựa lượng khác mơ hình hệ thống, rõ ràng nhiều thành phần lĩnh vực khác có hành vi giống Trong kỹ thuật đồ thị trái phiếu, sử dụng điểm tương đồng để làm lợi Các hệ thống chia thành hệ thống con, chia nhỏ thành thành phần Ví dụ, tơ coi hệ thống bao gồm nhiều hệ thống như: dẫn động tàu, lái, phanh, khí thải, v.v Đến lượt mình, hệ thống tạo thành từ thành phần hoạt động theo cách đốn trước Hành vi thành phần xác định mối quan hệ cấu thành nó, nghĩa là, hành vi thành phần tuân theo số định luật vật lý Ví dụ, hoạt động lò xo (một phần tử đàn hồi) điều chỉnh phương trình lị xo tuyến tính đơn giản độ dời lực liên hệ tuyến tính với thơng qua số lị xo: Lực = số lò xo * độ dời = kx Hoặc điện áp giảm điện trở đoạn mạch tích giá trị điện trở cường độ dịng điện chạy qua nó: Điện áp = Điện trở * Dịng điện = RI Trong ví dụ này, lị xo điện trở thành phần Đây phần hệ thống tạo nên hệ thống phức tạp hơn; phương trình lị xo định luật Ơm phương trình cấu tạo cho thành phần Mặc dù ví dụ sử dụng tuyến tính, phương trình cấu thành phi tuyến tính, chẳng hạn lực cản gió tác động lên tơ chạy đường cao tốc tỷ lệ với bình phương vận tốc ô tô Chúng ta thảo luận mối quan hệ cấu thành sau chút Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 16 Mơ hình hóa mơ điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu 2.2 Cổng Như đề cập trước đó, phận khác (hoặc hệ thống con) hệ thống kỹ thuật trao đổi công suất Những nơi mà hệ thống kết nối với nơi mà nguồn điện truyền hệ thống Những nơi (hoặc điểm hệ thống con) gọi cổng hệ thống thực tế có nhiều cổng gọi đa cổng Hình 2.1 cho thấy giản đồ có hai cổng Nguồn điện qua cổng qua cổng Đơi nguồn điện trao đổi dọc theo đường dẫn, điều có nghĩa hệ thống / thành phần có cổng Hệ thống (hoặc thành phần) có cổng gọi hệ thống (hoặc thành phần) cổng Hệ thống (hoặc thành phần) có hai cổng gọi hệ thống (hoặc thành phần) cổng Hình 2.2 cho thấy loạt hệ thống đa cổng Một động có đầu vào điện cổng đầu quay cổng thứ hai hệ thống cổng Tương tự, máy bơm coi hệ thống cổng với mômen học chuyển động quay đến cổng chênh lệch áp suất tốc độ dịng chất lỏng cổng Cơ cấu tay quay trượt chuyển chuyển động quay thành chuyển động thẳng (hoặc ngược lại) hệ thống cổng có cơng suất quay liên kết với cổng cơng suất tuyến tính liên kết với cổng Một động điện chiều kích thích riêng biệt với hai cổng điện cổng học có ba cổng có nguồn cho từ trường vào cổng, nguồn cho phần ứng đến cổng thứ hai đầu quay cổng thứ ba Trong bối cảnh này, cần hiểu ví dụ đề cập tương đối đơn giản Trong hệ thống thực, mức độ phức tạp cao đáng kể Một kỹ cần thiết phân tích / mơ hình hóa / thiết kế hệ thống khả chia nhỏ hệ thống thành hệ thống thành phần theo cách hữu ích dễ hiểu Đây kỹ cần phải có thơng qua kinh nghiệm, quan sát cẩn thận thực hành để cố gắng chia hệ thống thực thành phần đơn giản Chúng đưa ví dụ để minh họa trình Hình 2.3 cho thấy sơ đồ hệ thống bao gồm động nhận lượng điện Động quay trục hỗ trợ ổ trục Trục kết nối với tang quay với trục nâng hạ khối lượng gắn cáp vào tang Nếu Điện Hệ thống Hết lượng HÌNH 2.1 Sơ đồ hiển thị nguồn điện vào khỏi hệ thống Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 Đồ thị trái phiếu: Chúng gì? 17 quan sát kỹ thấy hệ thống chia thành nhiều hệ thống Người ta liệt kê chúng là: Động Trục đầu vịng bi Trống, cáp khối lượng HÌNH 2.2 Ví dụ hệ thống có nhiều cổng (máy nén, động cơ, giảm chấn, loa, v.v.) Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) lOMoARcPSD|10070358 18 Mô hình hóa mơ điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu HÌNH 2.2 (Tiếp tục) Vịng bi Cái trống Động Khối lượng HÌNH 2.3 Sơ đồ hệ thống dẫn động động Trong trình phân chia này, chúng tơi coi hệ thống tạo thành từ ba thứ: nguồn điện (động cơ), truyền lực (trục) người sử dụng điện (thiết bị nâng khối lượng) Việc kiểm tra thêm hệ thống chúng chia thành thành phần riêng lẻ Ví dụ, động điện chiều mơ hình hóa mạch có nguồn điện, điện trở phần ứng điện cảm phần ứng Trục coi lò xo xoắn, ổ trục coi tiêu tán công suất Downloaded by Plants vs Zombiesss TV (tranphuzap2@gmail.com) ... pháp đồ thị trái phiếu trở thành công cụ mạnh để mơ hình hóa hệ thống điện tử Hình 1.7 cho thấy sơ đồ cách thức hoạt động phương pháp đồ thị trái phiếu Một mô hình đồ thị trái phiếu hiển thị dịng... kể vào nghiên cứu điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu làm cơng cụ mơ hình hóa Khi chúng tơi lần học đồ thị trái phiếu khóa học hệ thống điều khiển, nảy ý tưởng kỹ thuật thú vị, không chắn việc sử. .. Mơ hình hóa mơ điện tử sử dụng đồ thị trái phiếu Đây câu nói nghe giống truyền tải loại thông tin điện tử Hình 1.1 cho thấy giản đồ đại diện cho trường Rõ ràng từ tất định nghĩa sơ đồ điện tử