ほとんどの人間と同様、私は幼い頃に変化が人生そのものに織り込まれていることを学びました。 これはもちろん、変化を避けられない現象です。
先に述べたように、変化は私たちを取り巻くすべてのものを取り囲んでおり、それはエレクトロニクスの分野も同様です。
先に述べたように、変化は私たちの身の回りのすべてを包含しており、それはエレクトロニクスの分野も含まれる。さらに、変化の状況や内容によって、それは良いものにも悪いものにもなりうる。
また、ご存知のように、変化そのものは本質的に遷移の状態です。 さらに、エレクトロニクスで遭遇するほとんどのもののように、少なくとも 2 つの状態が存在します。 たとえば、スイッチであれば、オフかオンかのどちらかです。 しかし、システムの特性や全体的な機能を分析・理解する上で、2つの状態の分類が複雑に絡んできます。
定常状態の定義とは
システムの定常状態を定義するには、システムの動作に影響を与えるものが、時間的に一定または不変であることを観察します。
次の式はこの関係を表しています: ∂p / ∂t = 0
注: 数学では、関数が複数の変数である場合、偏微分はそのうちの 1 つの変数に対する微分で、他の変数は一定のままであることを意味します。
また、電子工学の分野では、定常状態とは、ネットワークや回路が過渡現象の影響を受けなくなり、平衡状態になることを指します。 さらに、定常状態は、初期、振動、または乱流が消散した後に達成されます。 さらに、システムが定常状態を経験しているとき、システムは安定していると見なされます。
多くの電子設計仕様がシステムの定常状態の特性という観点から提示されるため、全体として、定常状態を決定することは非常に重要です。
システムの定常状態を理解することは、設計者にとって必要不可欠な作業です。
過渡状態の定義とは
一般に、ほとんどすべてのプロセスまたはシステムには定常状態と過渡状態の両方があります。 また、定常状態は、システム内の特定の時間後に確立されます。
したがって、定義としては、過渡状態とは、プロセス変数または変数が変化したとき、ただしシステムが定常状態に達する前の状態を指します。
たとえば、インダクターまたはコンデンサーを含む回路内でスイッチをアクティブにすると、コンポーネントは電流または電圧の結果として生じる変化を利用するため、システムが新しい定常状態に達するまでにかなりの時間を要します。 さらに、量が静止状態にあり、時間の変化が起こり、それによって現在の状態が変化する場合、過渡現象が発生したと定義できます。
定常安定性解析の重要性
定常状態を決定することの重要性について簡単に触れました。 また、設計仕様を検討する際にも、定常状態の決定の重要性をさらに証明するものがあります。 ご存知のように、設計者は設計仕様をこのような特性で伝えています。
さらに、システムまたはプロセスの定常状態および過渡状態を決定するために使用されているいくつかの解析方法があります。 その1つが「正弦波定常解析」です。 これは直流回路を解くのと同じ手法で交流回路を解析するために使われている解析方法です。 また、電力系統や電気機械が元の状態または以前の状態に戻る能力を定常安定性と呼びます。
システムの安定性は、妨害にさらされたときに定常状態に戻るシステムの能力を表します。 一般に、電力系統の安定性は3つのカテゴリーから構成されています。
また、定常状態の安定性の研究は、通常、システムの運用状態の緩やかなまたは小さな変化に制限されています。 しかし、これを行う際には、主にバス電圧を最小値に近づけるように制限することに集中します。 さらに、2 つのバス間の位相角が大きすぎないようにし、送電線や電力機器の過負荷をチェックします。
過渡および動的安定性解析
解析に関して、過渡安定性は、著しい中断や妨害に続く電力システムの評価を伴います。 たとえば、(発電機) 同期オルタネーターの大幅な中断に続いて、ローター シャフトの急加速により負荷角が変化します。 したがって、過渡安定性研究の主な目的は、妨害の修正後に負荷角が一定の値に戻るかどうかを判断することです。
また、動的安定性または小信号安定性は、連続した小さな妨害下で電力系統が安定を維持する能力を分析することです。 さらに、これらの小障害は、発電量や負荷の不規則な変動によって発生します。 さらに、相互接続された電力システムでは、これらの任意の変動が壊滅的な故障につながる可能性があります。
最後に、機械システムでは、周期的な力を加えると、通常はいくつかの過渡挙動を経た後に定常状態に達します。 さらに、これは、たとえば時計の振り子のような、振動するシステムで主に発生します。 しかし、これは半安定系や安定系の力学系でも起こりうることである。 また、過渡状態で費やされる時間の量は、システムの初期条件に依存します。
定常状態の計算方法
全体として、定常状態の計算に使用できる方法は 2 つあります。 まず、時間領域アルゴリズムを使用する方法と、周波数領域アルゴリズムまたはハーモニックバランス法を使用する方法です。 さらに、周波数領域法は、電力増幅器やミキサーのような正弦波信号で励起されるマイクロ波回路アプリケーションに適した方法です。
また、時間領域法は、撮影法 (反復法) と時間領域感応法 (1 ステップ法) の 2 つの下位分類に分かれています。
さらに、時間領域感応法は定常状態を計算するのに導関数が必要です。
電子ハードウェア設計を行うことは、周知のように困難なことです。 これら 2 つの状態を研究することにより、回路の機能性と特徴的な動作動作の理解を深めることができます。
ケイデンスが提供する一連の設計および解析ツールは、設計における定常状態または過渡状態の機能に対して、設計者や解析者が必要とするものを装備することができます。 Allegro PCB Designer は、レイアウトや製造において、疑う余地のない強力な選択肢となります。
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