Comme la plupart des humains, j’ai appris très tôt que le changement est tissé dans le tissu même de la vie. Cela, bien sûr, fait du changement un phénomène inévitable. Cependant, c’est cet état constant de changement qui favorise la créativité et encourage les avancées que nous voyons dans notre vie quotidienne.
Comme j’y ai fait allusion précédemment, le changement englobe tout ce qui nous entoure, et cela inclut le domaine de l’électronique. En outre, selon les circonstances et la substance du changement, il peut être soit bon, soit mauvais. En outre, dans le domaine de l’électronique, le changement est fréquemment une exigence de la fonctionnalité globale d’un appareil.
En outre, comme je suis sûr que vous le savez, le changement lui-même est, par essence, un état de transition. En outre, comme la plupart des choses que nous rencontrons en électronique, il existe au moins deux états d’existence. Par exemple, avec un interrupteur, il est soit éteint, soit allumé. Cependant, il existe deux classifications d’états qui font partie intégrante de l’analyse et de la compréhension des caractéristiques du système ainsi que de la fonctionnalité globale. Ces deux états sont l’état stationnaire et l’état transitoire.
Quelle est la définition d’un état stationnaire?
Pour définir un état stationnaire pour un système, vous observeriez que tout ce qui affecte le comportement du système est constant ou immuable dans le temps. Aussi, en termes de temps continu, cela signifie que pour ces propriétés (p) du système, la dérivée partielle par rapport au temps reste nulle.
L’équation suivante décrit cette relation : ∂p / ∂t = 0
Note : En mathématiques, lorsqu’une fonction est de plusieurs variables, une dérivée partielle est sa dérivée pour l’une de ces variables, tandis que les autres restent constantes. Cependant, ceci est en contraste direct avec une dérivée totale, où toutes les variables sont autorisées à varier.
De plus, dans le domaine de l’électronique, un état stable est la condition d’équilibre dans un réseau ou un circuit qui se produit lorsque les effets des transitoires ne sont plus viables. En outre, un état stable est atteint après la dissipation de l’initiale, des oscillations ou des turbulences. En outre, lorsqu’un système connaît un état stable, le système est considéré comme stable.
Dans l’ensemble, la détermination de l’état stable est critique, car de nombreuses spécifications de conception électronique sont présentées en termes de caractéristiques de l’état stable d’un système. En outre, l’analyse de l’état stationnaire est un élément inestimable dans le processus de conception.
Travailler sur les compréhensions de l’état stationnaire d’un système est impératif pour un concepteur.
Quelle est la définition d’un état transitoire ?
En général, presque chaque processus ou système possède à la fois un état stable et un état transitoire. Aussi, un état stable s’établit après un temps spécifique dans votre système. Cependant, un état transitoire est essentiellement le temps entre le début de l’événement et l’état stable.
Par conséquent, en termes de définition, un état transitoire est le moment où une ou plusieurs variables du processus changent, mais avant que le système n’atteigne un état stable. De même, le temps transitoire est le temps qu’il faut à un circuit pour passer d’un état stationnaire à un autre.
Par exemple, si vous activez un interrupteur au sein d’un circuit contenant une inductance ou un condensateur, le composant utilisera le changement de courant ou de tension qui en résulte, ce qui fait que le système prend un temps considérable pour atteindre un nouvel état stationnaire. De plus, vous pouvez définir un transitoire en affirmant que si une quantité est au repos et qu’un changement dans le temps a lieu, modifiant ainsi l’état actuel, un transitoire s’est produit.
L’importance de l’analyse de stabilité en régime permanent
J’ai brièvement mentionné l’importance de déterminer le régime permanent. De plus, nous avons d’autres preuves de l’importance de la détermination de l’état stationnaire lorsque nous examinons les spécifications de conception. Comme vous le savez certainement, les concepteurs transmettent les spécifications de conception en termes de ces caractéristiques. En outre, l’analyse des caractéristiques de l’état stationnaire d’un système permet de comprendre globalement comment un dispositif se comportera et fonctionnera.
De plus, il existe plusieurs méthodes d’analyse utilisées pour déterminer l’état stationnaire et l’état transitoire d’un système ou d’un processus. L’une de ces méthodes est l’analyse de l’état stationnaire sinusoïdal. Il s’agit d’une méthode d’analyse utilisée pour analyser les circuits à courant alternatif en utilisant des techniques identiques à celles utilisées pour résoudre les circuits à courant continu. Aussi, la capacité d’un système d’alimentation ou d’une machine électrique à retrouver son état initial ou précédent est appelée stabilité du régime permanent.
La stabilité d’un système décrit la capacité d’un système à revenir à son état permanent lorsqu’il est exposé à une perturbation. D’une manière générale, la stabilité des systèmes électriques se compose de trois catégories : L’état transitoire, la stabilité dynamique et l’état stable.
De plus, les études de stabilité en régime permanent sont généralement limitées à des changements graduels ou faibles dans l’état opérationnel d’un système. Cependant, en faisant cela, on se concentre principalement sur la limitation des tensions de bus plus proches de leurs valeurs minimales. En outre, on s’assure que les angles de phase entre les deux bus ne sont pas trop importants et on vérifie la surcharge des lignes de transmission et des équipements électriques.
Analyse de stabilité transitoire et dynamique
En termes d’analyse, la stabilité transitoire implique l’évaluation d’un système électrique suite à une perturbation ou une perturbation importante. Par exemple, (générateurs) suite à une perturbation substantielle de l’alternateur synchrone, l’angle de charge change en raison de l’accélération soudaine de l’arbre du rotor. Par conséquent, l’objectif principal d’une étude de stabilité transitoire est de déterminer si l’angle de charge revient à une valeur constante après la correction de la perturbation.
Aussi, la stabilité dynamique ou stabilité des petits signaux est l’analyse de la capacité d’un système électrique à rester stable sous de petites perturbations continues. En outre, ces petites perturbations se produisent en raison des fluctuations erratiques des niveaux de production et des charges. De plus, avec les systèmes électriques interconnectés, ces variations arbitraires peuvent entraîner une défaillance catastrophique.
Enfin, avec les systèmes mécaniques, si vous appliquez une force périodique, elle atteindra généralement un état stable après avoir traversé un certain comportement transitoire. De plus, cela se produit surtout dans les systèmes vibrants, par exemple, le pendule d’une horloge. Cependant, cela peut se produire dans n’importe quel système dynamique semi-stable ou stable. De plus, la quantité de temps passé dans l’état transitoire dépend des conditions initiales du système.
Méthodes de calcul de l’état stationnaire
Dans l’ensemble, il y a deux méthodes que vous pouvez utiliser pour calculer l’état stationnaire. Premièrement, vous pouvez utiliser les algorithmes du domaine temporel et deuxièmement, vous pouvez utiliser les algorithmes du domaine fréquentiel ou la méthode de l’équilibre harmonique. En outre, la méthode du domaine fréquentiel est le meilleur choix pour les applications de circuits micro-ondes excités par des signaux sinusoïdaux, tels que les amplificateurs de puissance et les mélangeurs.
De plus, la méthode du domaine temporel est divisée en deux subdivisions, les méthodes de tir (méthodes itératives) et les sensibilités du domaine temporel (méthodes à une étape).
En outre, les sensibilités du domaine temporel nécessitent des dérivés pour calculer le régime permanent. Cependant, lorsque celles-ci ne sont pas facilement accessibles, vous utilisez alors les méthodes de tir.
Configurer votre conception matérielle électronique peut être un défi comme nous le savons tous.
En conclusion, la détermination de l’état stationnaire et de l’état transitoire sont des parties vitales du processus de conception. L’étude de ces deux états donne une meilleure compréhension de la fonctionnalité du circuit et du comportement opérationnel caractéristique. Dans l’ensemble, l’analyse de l’état stable et de l’état transitoire est une composante inestimable du processus de conception.
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