¿Alguien usa op-amps para el modelado de sistemas físicos más?

Question

Estoy estudiando para mi Sistema de Modelización y Simulación de examen. Así que el libro de texto dice que hay tres categorías de modelos.

Gráfica de diagramas de bloque y de flujo de señal gráficos.
Física - física de la similitud de los modelos físico y la analogía de los modelos.
Simbólico - lingüística y modelos matemáticos.

Dejando de lado mi sospecha de que un diagrama de bloques no es un modelo matemático de un sistema de ecuaciones diferenciales, aquí está mi pregunta.

Ellos definen la similitud física del modelo como una versión a escala del sistema original. Por otro lado, la analogía física del modelo, es el uso de circuitos eléctricos para modelar el sistema real.

Pensé que esta era la última vez hace 40 años, y actualmente nada puede vencer el poder de cómputo de los ordenadores digitales modernos. Son analógicos circuitos eléctricos todavía se utiliza para el modelo de algunos sistemas?

Answer 1

No olvides hidráulicos, neumáticos, e incluso rodar canicas!

Pero en serio, vi un gran modelo de un acuífero hecho con una malla de resistencias y condensadores. Usted podría simplemente clip en el ámbito de aplicación a cualquier salida para obtener una predicción del nivel de agua para el próximo siglo.

En estos días podemos resolver un par de miles de ecuaciones simultáneas en un par de segundos o menos, así que este acuífero modelo es bastante redundante.

Por otro lado, utilizamos los modelos de la física todo el tiempo en unos circuitos muy sencillos como filtros paso bajo, integradores. Pero estos son para el circuito de conveniencia, nunca para la investigación de un sistema físico. Así que para la modelización, es más fácil hacerlo digitalmente.

Answer 2

Todavía en la memoria viva de tales máquinas se han utilizado (al menos en mi memoria viva). Abajo es una foto de la Phillips de la máquina utilizada por el Banco de Inglaterra modelo de la economía. Él salió de su uso en la década de 1970.

(Véase el artículo http://www.theguardian.com/business/2008/may/08/bankofenglandgovernor.economics )

El Phillips De La Máquina. Fotografía: Graham Turner Graham Turner/Tutor

Answer 3

Smart Grid es un ejemplo típico donde analógica de computación se utiliza todavía. La computadora analógica puede ser más rápido para complejo sistema de seguimiento, pero obviamente es controlado por los sistemas digitales de hoy y visto a través de interfaces digitales.

Otra aplicación importante de la computación analógica es para las redes neuronales artificiales. Mapas de Kohonen y varios ganador se lleva todos los sistemas pueden ser implementados en el chip el uso analógico de informática (uso de amplificadores y no-lineal de los componentes).

Answer 4

Son analógicos circuitos eléctricos todavía se utiliza para el modelo de algunos sistemas?

Sí, me lo creo. Sin embargo, no es tan real modelos de hardware (como en los días de analógico equipos) pero como diagramas de bloque que consta de los amplificadores, las serpientes, los controladores, los integradores, filtros,...

Este es un método conveniente para la búsqueda de los sistemas de función de transferencia y la información relacionada como el ancho de banda y la estabilidad de propiedades - como resultado de la simulación por ordenador (analógico de computación en una computadora digital). Para este propósito, el diagrama de bloques orientados y/o simbólica de los programas de simulación están disponibles. Más que eso, este modelo ofrece la oportunidad de modificar el sistema con el objetivo de mejorar el comportamiento de sistemas (paso de respuesta, estabilidad,...).

Answer 5

Mientras que esto podría ser verdad, que los equipos son muy fuertes en estos días, usted todavía puede enfrentar aplicaciones donde se han apretado restricciones eléctricas. Allí podría no ser posible el uso de una poderosa suficiente microcontrolador o un procesador.

En esos casos, un análogo de circuito todavía podría ser el camino a seguir.

Como esto suena bastante vaga y, probablemente, no sólo el autor de la pregunta pregunta, ¿qué tiene esto que ver con la modelización de un sistema físico, me voy a dar una breve explicación de lo que tengo en mente. Yo no puedo entrar en demasiado detalle, pero aquí va:

El sistema de control puede tomar sólo 5 mw de potencia. Es necesario para controlar un sistema con una tasa de actualización de 1kHz. Tiene que haber algún tipo de mecanismo para detectar un defecto de la condición dentro del sistema controlado en tiempo y forma, a lo mejor en tiempo real (también 1kHz).

Ahora el mecanismo de control es implementado en un microcontrolador que es capaz de manejar esa tarea bastante bien dentro de estos límites. El problema fue detectar la condición defectuosa.

Para esta tarea el analógica del circuito de vino. El sistema fue modelado como un análogo del circuito, y la misma entrada se aplica para el circuito como para el sistema. Si la salida difieren por una a gran cantidad, que había algo mal en el sistema (o el modelo durante las fases de desarrollo).

Ahora el cálculo de todo el modelo en una frecuencia de 1kHz no era posible que el microcontrolador en el que el presupuesto de alimentación.

Hoy en día con el advenimiento de la Corteza M4F, usted puede conseguir cerca, que son bastante impresionantes, pero dudo que sea posible para meterse en el momento.

Este podría no ser el modelado de la persona que pregunta tenía en mente, pero aún así es una aplicación de un análogo de circuito para el modelo de un sistema físico.