Bu çok genel bir soru. Lisans elektrik mühendisliğinde, öğrencilere genellikle LC (ikinci dereceden) devrelere adım yanıtı öğretilir.

Bu genellikle bir çok parametre tanıtıldığında, bazıları

• Yükseliş zamanı
• en yoğun zaman
• aşma yüzdesi
• yerleşme zamanı

Bunların tanımı wikipedia gibi çeşitli kaynaklarda bulunabilir: https://en.wikipedia.org/wiki/Settling_time

ve bu formüllerin birçoğu için ayrıntılı formüller mevcuttur https://ocw.mit.edu/courses/mechanical-engineering/2-004-dynamics-and-control-ii-spring-2008/lecture-notes/lecture_21.pdf

http://www.personal.psu.edu/faculty/j/x/jxl77/courses/ee380_fa09/ee380_slides3.pdf

Kapsamlı bir devre tasarım arka planım yok, bu parametrelerin sistem transfer fonksiyonunu veya kutupların yerini hesaplamak için başparmak kuralı olarak kullanılabileceğini tahmin ediyorum.

Devre tasarımında çalışan elektrik mühendisleri bu parametrelerin pratik yararları hakkında yorum yapabilir mi? Yoksa bu parametreler tasarım sürecinde kullanılan bazı algoritmalar tarafından mı bulunur?

Çok teşekkürler!

Kısa cevap - 20 yıldır bunu bir kez yapmadım.

Daha uzun cevap:
Bu, çalıştığınız alana çok bağlıdır.

Yükselme zamanları, düşme zamanları vb. Hakkında endişelenmeniz gerekiyor mu? Evet. Her sinyal için değil, aslında normalde sadece küçük bir sinyal parçası için onları önemsiyorsunuz. Hangisinin önemli olduğunu bilmek işin önemli bir parçasıdır.

Ancak kitaptaki formüller önemli olanlar için oldukça işe yaramazlar, ilk geçiş yaklaşımı için harikadırlar, ancak kaba bir yaklaşım yeterince iyi ise, muhtemelen başlamak için çok kritik bir sinyal değildir. Herhangi bir gerçek dünya devresi ayrıntılı olarak elle analiz etmek için çok karmaşıktır, bunun yerine kitaptaki formülü kullanmak yerine bir simülasyon çalıştırırsınız ve simülatör formülleri zaten biliyor.
Kitap formülleri iyidir, çünkü o zaman simülatörün sahne arkasında ne yaptığını ve yaptığı şeydeki varsayımları ve sınırlamaları anlarsınız. Araçlarınızın arka planda ne yaptığını takdir etmek için söylenecek çok şey var, başka bir şey yoksa, neden yaptıkları şeyleri neden kırdıklarını veya şikayet ettiklerini anlamaya yardımcı olur. Ama perdenin arkasındaki matematiği hatırlamanıza, hatta çalışmanıza gerek yok.

Ve sonra, sonuçta simülatör ne derlerse söylesin, gerçek dünyada kontrol edersiniz, çünkü teori teorisinde pratikte olduğu gibi pratik aynıdır. Uygulamada öyle değiller.

Bu hesaplamalar kesinlikle profesyonel Enerji Verimliliği uzmanları tarafından günlük bazda bazıları için kullanılmaktadır. Bununla birlikte, birçoğu için bu iş, günlük olarak da kullanılan LTSpice gibi simülasyon yazılımlarına verilmiştir. Genellikle simülasyonun tamamlanması çok daha hızlıdır, bu nedenle hesaplamaları elle yapmaktan çok daha verimlidir.

Genelde formülleri sadece ne olacağını (örneğin, bir büyüklük sırasına göre) genel bir fikir edinmek ve gerçek sayı çıtırtılarını simülatörlere bırakmak için kullanıyorum.

İlk önce bu temel formüllere atıfta bulunursunuz ve daha sonra, faz sınırını aştığınızda veya tüm Düşük Geçişli filtrelerin Inter-Symbol-Interferans'a neden olduğu ikinci bir PLL döngü yanıtında gerçek dünyanın XOR faz dedektörleri gibi birçok doğrusal olmayan özelliğine sahip olduğunu buluyorsunuz. (ISI) filtre ikili sembol içinde yanmadığı sürece sıfır titreşimi için "Yükseltilmiş Kosinüs" Filtreleri uygularsınız.

Öğrenilecek En Önemli Ders, herhangi bir çevresel kısıtlama, EMI, SNR ve WRITE GOOD Tasarım Spesifikasyonlarından etkilenen herhangi bir uygulama kısıtlaması olmaksızın karşılaşılan sorunları anlamaktır. yani "uygulamaya özel değil. Herhangi bir ticari bileşen gibi iyi özellikleri okuyarak bunu daha iyi anlayın ve Z, V, I, t ve f ve TÜM TOLERANSLAR gibi girdi ve çıktılar için TÜM gereksinimleri bilmek için projenizi iyi belirtin. doğrulamak, test etmek ve iyi kabul kriterleri ve hata için marj ve sonuçları, en zayıf bağlantı ve arıza tespiti, tasarımınızın düzeltme yönlerini bilmeme testi.

Bunun okulda olduğunu öğretmiyorlar. Ancak ayrıntılara dikkat ederek hızlı bir şekilde öğrenebilirsiniz.

Daha sonra, geri besleme modlarını hız modundan hıza ve pozisyona değiştirerek aşımı en aza indirmek veya önlemek için sistemi kısıtlamalar veya sınırlı aralık veya çift bant genişliği veya daha iyi bir PID döngüsü ile daha doğrusal hale getirmeyi öğrenirsiniz.

Analog / Dijital Elektronikte yararlı olan bazı önemli kritik beceriler bir Duyarlılık analizi, En kötü durum toleransları, Deney Tasarımı (DoE), Marj Testi (örn. Besleme hatasını,% Saat hatasını ve titreşimi aynı anda değiştirme) ve Tasarım / Süreç Doğrulama Test Planları yapmaktır veya DVT / PVT.

Simülasyon için düzinelerce farklı aracı VSpice, Mag-tasarımcısı, Filtre tasarımcıları, Bode Analizörleri, Ağ Analizörleri, Modal Analizörleri ve ... 96 kanal Mantık Analizörleri gibi ücretsiz araçlara kadar kullandım. Bazen tüm probları koyduğunuzda her şey çalışır .... Ama son zamanlarda N göstermek için bu ilkel Tip II PLL örneği ile devre analizörleri de dahil olmak üzere onlarca Fizik Java aracını sevdiğimi söyleyin .

Doğrusal 2. Sipariş Sistemi için, kendi test edilmiş kriterlerimi tercih ediyorum;

• $Ts_{2\%} = \frac{Q * T_o}{2}$$f_o=\frac{1}{T_o}$$= Q=$

• Adım Tepki Aşırı Çekimi = yüksek Q için% 200 ve kritik olarak sönümlenmiş için% 70.
  • $f_o$
• Spektrum Analizörleri ve DSO'lar ile Test Doğrulamasından sonra farklı Empedans ve Kuvvet ilişkileri için denklemlerinizi geliştirmeyi öğrenirsiniz
• örn. belirli bir düşme yüksekliği ve durma yüksekliği için (çoğu malzemede)

  • $g= \frac{drop. height}{stop. height}$
    • ivmeölçerler ile doğrulandı, ardından sönümlü salınım
    • Ayrıca önemli bir ters güç eğrisi çağrısı oluşturmak için hız vs şok hızdır mekanik kırılmaların farklı zaman aralıkları için Kırılma Sınırı.

Anekdot Deneyimi

1975 yılında başladığımda, % 1 doğruluğa ihtiyaç duymadıkça , genellikle tüm hesaplamalarımı Empedans Nomografi grafiğinde yaptım. Bu grafik, birçok türde seri veya şönt filtreler için iyi çalışır. Ardından, yararlı empedans aralıkları için L ve C değerlerinin faydalı aralığını öğrenirsiniz. Veri / sinyal filtrelerine dalgalanma filtreleri sağlayın. Ancak ciddi RF filtreleri için Bessel, Cauer, Gaussian vb.

Reaktans / empedans oranlarıyla Q ve Rezonans frekansından bant genişliği alıyorum, bu da bana 1. sıra yanıt süresi veriyor.

Veya RC değerinden köşe frekansı alıyorum.

Veya L ve F'li Ayarlı filtre için, rezonant veya anti rezonantta (180 veya 0 derece) Q ve C'yi seçebilirim

Bu ve benzer grafikleri web arama "RLC NOMOGRAPH" ile bulabilirsiniz.

Bu cevap size düzinelerce uygulamayı nasıl kullanacağınızı öğretmek için değil, Q, ESR, ESL, Zo stripline ve RLC uygulamalarının tüm varyasyonları hakkında sağlam bir anlayışa sahip olduğunuzu ve sadece hızlı bir "Sliderule hızına sahip olmak istediğinizi varsayar. hesap makinesi cevabı ".

1975'te karekök ve çarpma için Slayt Kuralları kullandık ve her ölçekte doğruluğunu istatistiksel olarak tanımlamak için bir sınav sorusu vardı; log, x, bölme, vb.

• Geriye dönüp bakıldığında, tutkularınıza, şansınıza, fırsatlarınıza ve becerilerinize bağlıdır. genellikle hatırladığınız şey, bir zamanlar Gauss Yasasını nasıl kanıtlayacağınızı biliyor olmanızdır. veya Runga Cutta yöntemleri veya Özdeğer denklemleri veya doğrusal olmayan integraller. Bunlar, birçoğunun bir daha asla kullanamayacağı, ihtiyaç duyacağınız bir sorun olana kadar, daha kolay bir yol bulabileceğiniz, ancak birisinin bunu daha önce yaptığını ve onlardan yeni yollarla nasıl çözüleceğini öğrendiğinizi anlayan araçlardır.

• Üniversite sadece asla kullanamayacağınız problem çözme araçları ve denklemleri değil, aynı zamanda doğrusal olmayan davranışların Fourier Spektrumu ya da Ohm Yasasının Yaşam için nasıl uygulandığını izolatörlerin davranışları gibi temel prensiplerle gördüklerinizi ve duyduklarınızı nasıl anlayacağınızı bilmekle ilgilidir. çok saçma ama içgözlemsel yollar.

• Univ tamamen yeni teknolojiyi nasıl öğreteceğinizi ve imkansız görünebilecek çözümleri nasıl bulacağınızı öğrenmekle ilgilidir, ancak geçmişten itibaren bir çözümün var olabileceğini biliyorsunuz ve bunu işbirliği ile nasıl çalıştıracağınızı keşfetmelisiniz.

FWIW yaklaşık 40 yıl sonra, Bode Plots'u nasıl analiz edeceğimizi öğreten Kontroller 401'de M'nin Winnipeg U'sunda Prof'in oğlunun annesiyle (aynı zamanda T EE prof. U'sudur) evlendim. , Kümülatif Tümleşik hata karesi analizi ve Kök Konumu. Profesyonel kamyon şoförleri gördüğümde, otoyolda sürüşten sıkıldığımda ve durgun tüketici otomobil sürücüleri ile karşılaştırdığımda ve robotik otomatik sürüş arabaları algoritmalarının bugün PID döngüleri ve risk önleme analizi ve aşma telafisi ile nasıl çalıştığını hayal edersem, bu hesaplamayı kafamda karşılaştırıyorum. yüksek hızlı video ve diğer zihin uyuşturma konularında aşırı yazılım nedeniyle algoritmalar ...

Mühendisler bir şeyler tasarlar çünkü bir şey isteyen ya da bir şeye ihtiyaç duyan bir müşteri vardır. Sormak istediğiniz zaman parametreleri ve diğerleri müşterinin ne kadar memnun kalacağını etkiler. Mühendislerin bu parametreleri transfer fonksiyonundan hesapladıklarını söyleyebilirim çünkü müşteri tarafından nasıl algılandıklarını biliyorlar.

Verebileceğim bir örnek, CRT günlerindeki video amplifikatörleridir. Bunların genellikle geri bildirimleri vardır, böylece bahsettiğiniz parametrelerin hepsi mevcut olacaktır. Şimdi siyahtan beyaza keskin bir geçişin olduğu bir sahne hayal edin. Uzun bir uzatma süresinin büyük bir aşımı varsa, müşteri bir dizi koyu ve açık çizgi görecektir. Bu genellikle izleyiciye sakıncalıdır. Ancak kenarların daha keskin görünmesini sağladığından, müşteri için biraz aşılması istenir. Mühendislik, müşteriyi memnun etmek için öngörülen bir aşma arıyor.

Bu yüzden sorduğunuz parametreler transfer fonksiyonundan gelir. Transfer fonksiyonu, mühendisin seçtiği bileşenler ve bunları nasıl bir araya getirdiği şeklindedir. Böyle bir amfi tasarlayan bir mühendis, geçmiş deneyimlere veya benzer ürünler için diğer örneklere dayanan bir devre yapılandırması ile birlikte gelir. Tipik olarak tasarım sürecinde vaat edilen bir şeye ulaşmak için çok basit modeller ve hızlı el analizi yapılabilir. Ardından daha ayrıntılı modeller kullanılarak daha ayrıntılı bir analiz yapılacaktır. Ayrıntılı modelin aktarım işlevi, sormak istediğiniz parametreleri verecektir. Müşterinin ihtiyacını karşılıyorlarsa, işiniz bitti demektir.

Spesifik ayrıntılı formüller yararlı olmasa da, farklı parametreler arasındaki ilişki türlerini bilmek kesinlikle yararlıdır. Bir devrenin yükselme süresini bir şekilde arttırırsanız, aşma ve çökelme süresinin yüzdesine ne olur? Bu devrelerle daha fazla zaman geçirdikçe, öğrenciler / mühendisler ne beklemeleri konusunda daha iyi ve daha iyi bir fikre sahip olacaklar.

Ancak, her bir parametrenin diğerlerini nasıl etkilediğine dair bir his hissetmeden devreler tasarlamak zordur. Yeni tasarımcılar genellikle uygulanabilir bir çözüme yaklaşmak için çok daha fazla simülasyon kombinasyonu çalıştırırlar çünkü parametreleri hangi şekilde değiştireceğini bilmiyorlar.

Devre analizi (birden fazla bilinmeyen değişkenle bile) genellikle boş sayfa devre tasarımından daha kolaydır. Sadece bir sayfadaki devrelere bakmak ve nasıl çalıştıklarını okumak, öğrencilere parametreler arasındaki ilişkileri içselleştirmek için ihtiyaç duydukları aşinalık kazandırmaz; devrelerle çalışmak zorundalar . Ayrıntılı formüller kullanmak, öğrencilerin devreler üzerinde çalışmalarının ve aynı anda birkaç belirli parametre arasındaki ilişkiye odaklanma yoludur.

Başka bir spot ışığı: mühendis olarak kendi aletlerinizi yapabilmeniz gerekir.

İş için uygun olmaları durumunda sizin için hazırlanan diğer araçları kullanabilirsiniz, ancak sonunda işe yaramadıkları zaman duruma gireceksiniz ve sonra ne yaptığınız ve nedeniniz hakkında derin bir anlayışa ihtiyacınız olacaktır. Günlük rutininizden düştüğünüzde ve ilk başta işiniz hakkında hiçbir şey bilmediğinizde utanmanız için hiçbir neden yoktur - çünkü derslerinizi ve bu aptal Laplace ve Z dönüşümlerini tamamen unutmuşsunuzdur.

Ama yetişebilmelisin. Acele edin. Çünkü insanlar neden henüz bitirmediniz sizi rahatsız ediyor. Bu yüzden bu şeyleri bir kez öğrenmeniz gerekiyor… ve herkes için. Çünkü o zaman, biliyorsunuz onu atacaksınız. Tekrar.

Şahsen, bu parametreleri hiç kullanmadım ama bunun nedeni "kontrol sistemleri" ile çalışmama olabilir. Kontrol sistemleri derslerinde bu terim ve denklemlerle tanıştırıldım, ancak bunları en son duydum.

Sorunuzu cevaplamak için, üzerinde çalıştığınız alana çok bağlı olduğunu söyleyebilirim. Sensör uygulamalarıyla otomatik kontrol kullanan biri, büyük olasılıkla bu terimleri kararlılık amacıyla kullanacaktır. Ayrıca, PI, PD ve PID denetleyicileri tasarlıyorsanız, bu terimleri çok daha ayrıntılı olarak bilmeniz gerekir.

"Tüm modeller yanlış. Bazı modeller kullanışlıdır" - G Box.

Yaptığımız her şey "gerçeği modellemek" ile ilgilidir.
Bir yandan sistem transfer fonksiyonunu ve kutupların yerini, diğer yandan yararlı sonuçlar üretmek için bilinen parametrelerin girilmesini gerektiren formülleri belirtin.
Gerçekte NEITHER sonu gerçekliktir - dağıtılmış parametreler hesaplama için topaklanma eğilimindedir, doğrusal olmamaları doğrusal işlevler olarak yaklaşma eğilimindedir, "önemsiz" olmaları muhtemel (ve her zaman olmasa da) yaklaşımların yaklaşması veya yoksayılır veya yerine bir sabit gelir. Tüm koleksiyon, beynimiz ve deneyimlerimizle ve gerçekliğin gerçeksizliklerini daha yakından tahmin etmeye çalışan (ve çoğu zaman yöneten) simülasyonlar gibi diğer yeni güçlü araçlarla birlikte kullanılacak bir 'araç kitidir'.

Kendimden açık ve kafa karıştırıcı bir düşünce koleksiyonu gibi görünen (ve :-) olabilir) yazma konusundaki amacım, deneyim büyüdükçe, yararlı olduğu ve daha fazlası olduğu için farklı boyutlarda mevcut olan her şeyi kullandığınızı belirtmektir. bazı kısımları ne kadar az kullanırsanız o kadar iyi olurlar, ancak deneyim veya kötü sonuçların genellikle kullandığınız şeyin yeterince iyi olmayacağını söyleyen anları bekleyen araçlar olarak her zaman yararlıdırlar.

Bu kısmen "Plaj Balina" unvanını ele almanın [tm] başıboş bir yoludur. Öğrenin, büyütün, gerçekliğin sapkınlığında sevin ve bazı araçların çoğu zaman yeterince iyi çalıştığı, ancak daha az karşılaşılan bazı yaratma tuhaflıklarının gününüzü ilginç hale getirmeyi beklediği gerçeği.

Gerektiğinde / gerektiği zaman tüm aletleri kullanın.
Zevk almak!

Özel işinize, kapsamınıza ve bir sorun giderme çabasına ne kadar devam etmek istediğinize bağlıdır (tutkunuz, Bay Tony Stewart'ı alıntılamak için :-) Teknik destek işimin bir yönü, fieldbus / veri iletişiminde sorun gidermektir. Sadece ders kitabı / satıcı belgelerine karşı kabloları kontrol edebilir ve işe yaramazsa omuzlarımı silkebilirim. Veya bir osiloskop takabilir ve neye baktığımı anlamaya çalışabilirim. Yaklaşımınız buysa, bir iletim hattındaki "topaklanmış bileşenler" in çalışmasını ve dalga boyu etkilerini anlamak çok yararlıdır. Bu tür bilgiler (biraz deney / kalibrasyon ile), kapsamda görebildiğim glitching / overhooting'in ne kadarının problarımın sınırlı bant genişliğine, hatta gerçekte ne kadar mevcut olduğunu, ne ölçüde '

Eh, üstümdeki tüm cevapların zaten zihninizi açması gerektiğine inanıyorum, ancak aynı zamanda Elektrik Mühendisliği mezunuyum da cevap veremiyorum

Diğerlerini bilmiyorum, ama işim araştırma yerine üretime odaklandığından, soruna neden olan bu parametreleri her aldığımızda (analog devrede kararsız sistem veya kötü filtre gibi), deneme yaptıktan sonra transfer sistemini hesaplamak yerine hata veya başka bir dokümandan araştırma. Belki de önemli olan tek şey nihai sonuçtur ve hiç kimse transfer sistemini önemsemiyor gibi görünüyor.

Kendimi tekrar ediyorum, başıma gelen bu, diğerini bilmiyorum, suç yok.

Bu parametreler Yüksek Gerilim etiketinde kullanılır. Darbe Gerilim jeneratörleri tasarımı için - 20 MV'ye kadar. İzolatörlerin gücünü test etmek için darbe gerilimleri kullanılır. Ayrıca Yıldırım Dalgalanmalarını simüle etmek ve Yıldırımın çeşitli sistemler üzerindeki etkisini incelemek.
Alçak gerilim Darbe jeneratörleri, Dijital Sinyaller üretmek için de kullanılır.