Це дуже загальне питання. У нижній електротехніці студентів зазвичай навчають ступінчастому реагуванню на схеми LC (другого порядку).

Зазвичай це вводиться багато параметрів, деякі з яких є

• час підйому
• час піку
• відсоток перевищення
• час осідання

Визначення їх можна знайти в різних джерелах, таких як wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Settling_time

і детальні формули існують для багатьох цих кількостей 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/facturing/j/x/jxl77/courses/ee380_fa09/ee380_slides3.pdf

У мене немає обширної схеми проектування схеми, я здогадуюсь, що ці параметри можна використовувати як правило для обчислення функції передачі системи, або розташування полюсів і т. Д. Я поняття не маю, як їх можна використовувати в реальності.

Чи можуть працюючі інженери-електрики в дизайні схем коментувати практичну корисність цих параметрів? Або ці параметри знаходять якийсь алгоритм, який використовується в процесі проектування?

Велике дякую!

Коротка відповідь - За 20 років я цього не робив жодного разу.

Більш довга відповідь:
Багато що залежить від сфери, в якій ви працюєте.

Чи потрібно турбуватися про час підйому, час падіння тощо ... Так. Не для кожного сигналу, адже ви, як правило, дбаєте про них лише за невелику частину сигналів. Знання того, які з них важливі, є важливою частиною роботи.

Але для тих, хто має значення, формули в книзі досить марні, вони чудово підходять для наближення першого проходу, але якщо грубе наближення досить добре, це, мабуть, не сигнал, який надто критичний для початку. Будь-яка схема реального світу є надто складною для детального аналізу вручну, замість цього ви запускаєте моделювання, а не використовуєте формулу в книзі, і тренажер вже знає формули.
Тож формули книги хороші тим, що тоді ви розумієте, що тренажер робить за кадром, і припущення та обмеження в тому, що він робить. Можна сказати багато, що ви розумієте, що ваші інструменти роблять на задньому плані, якщо нічого іншого не допомагає з’ясувати, чому вони ламаються або скаржаться на речі, коли вони роблять. Але вам не потрібно пам’ятати і навіть не вміти працювати над математикою, яка відбувається за завісою.

І тоді, в кінцевому рахунку, незалежно від того, що вам каже тренажер, ви побудуєте його, ви перевірите в реальному світі, оскільки, як говориться, теорія і практика однакові. На практиці це не так.

Ці розрахунки абсолютно використовуються професійними ЕЕ, для деяких щодня. Однак для багатьох цю роботу було надано моделюючим програмним забезпеченням, таким як LTSpice, яке також використовується щодня. Зазвичай моделювання набагато швидше завершується, тому воно набагато продуктивніше, ніж робити обчислення вручну.

Я, як правило, використовую формули лише для того, щоб отримати загальне уявлення про те, чого очікувати (скажімо, в межах величини), а фактичну кількість хрустіть на тренажерах.

Спочатку ви посилаєтесь на ці основні формули, а потім знайдете, що реальний світ має багато нелінійних характеристик, таких як фазові детектори XOR у другій відповіді циклу PLL, коли ви перевищуєте фазову межу або що всі фільтри низького проходу викликають інтер-символьні перешкоди (ISI), якщо фільтр не резонує в двійковому символі, тоді ви застосовуєте фільтри "Піднятий косин" для нульового тремтіння.

Найважливіший урок, який слід засвоїти, - це зрозуміти проблеми будь-якого екологічного стресу, впливу з боку EMI, SNR та WRITE GOOD Design Specs без будь-яких обмежень щодо впровадження. тобто "конкретна нереалізація". Зрозумійте це краще, читаючи хороші характеристики, як будь-який комерційний компонент, і зробіть свій проект чітко визначеним, щоб знати ВСІ вимоги до входів та результатів, таких як Z, V, I, t і f та ВСІ ТОЛЕРАНСИ, тоді ви Вам доведеться перевірити, перевірити і мати хороші критерії прийняття та допустимі помилки та тест на невідомість наслідків, найслабше посилання та аспекти виявлення несправностей, виправлення аспектів Вашого дизайну.

Вони не вчать цього в школі. Але ви можете швидко навчитися, звертаючи увагу на деталі.

Тоді ви дізнаєтесь, як зробити систему більш лінійною за допомогою обмежень або обмеженого діапазону, подвійної пропускної здатності або кращого циклу PID, щоб мінімізувати або запобігти перестрілці, змінивши режими зворотного зв'язку з режиму прискорення на швидкість до позиції.

Основний критичний навик, корисний для аналогової / цифрової електроніки, - це проведення аналізу чутливості, найгірших допусків випадку, проектування експериментів (DoE), маржинального тестування (наприклад, зміна похибки подачі,% помилки годин та вібрації одночасно) та тестових планів перевірки дизайну / процесу. або DVT / PVT.

Я використав десятки різних інструментів для моделювання від високого класу до безкоштовних інструментів, таких як VSpice, Mag-дизайнер, конструктори фільтрів, Bode Analyzer, мережеві аналізатори, модальні аналізатори та ... 96-канальні логічні аналізатори. Іноді все працює, коли ви ставите всі зонди .... Але останнім часом для шоу N скажіть, що мені подобаються всі десятки інструментів Physics Java, включаючи аналізатори схем з цим примітивним прикладом PLL типу II.

Для лінійної системи 2-го порядку я віддаю перевагу власним тестованим орієнтирам;

• $Ts_{2\%} = \frac{Q * T_o}{2}$$f_o=\frac{1}{T_o}$ і змінного струму $= Q=$ коефіцієнт опору

• Крок відповіді перевищення = 200% для високого Q & 70% для критично затухаючих.
  • то ви дізнаєтесь, що еластомери для ударного монтажу (наприклад, кріплення Лорда) мають Q = 5 ат $f_o$ (і це добре!)
• Ви дізнаєтесь після перевірки тесту з аналізаторами спектра та DSO розробити свої рівняння для різних співвідношень опору та сили
• наприклад, для заданої висоти падіння, та висоти зупинки (у більшості матеріалів)

  • піковий рівень механічного удару $g= \frac{drop. height}{stop. height}$
    • перевірено акселерометрами з подальшим затуханням коливань
    • також важливим є швидкість проти удару в г для створення зворотної кривої потужності виклику Межі крихкості для різних часових інтервалів механічних імпульсів.

Анекдотичний досвід

Коли я розпочав роботу в 1975 році, я зазвичай робив усі свої розрахунки на діаграмі імпедансного номографа, якщо мені не потрібна 1% точність. Цей графік добре працює для серійних або маневрових фільтрів багатьох видів. Потім ви дізнаєтесь корисний діапазон значень L і C для корисних діапазонів імпедансу. наприклад, Поставляйте пульсаційні фільтри до фільтрів даних / сигналів. Але для серйозних радіочастотних фільтрів вони будуть> смуговим діапазоном 5-го порядку зі складними характеристиками з використанням загальних характеристик, таких як Бессел, Кауер, Гаусс і т.д.

За допомогою коефіцієнтів реактивності / імпедансу я отримую Q, а від резонансної частоти отримую пропускну здатність, яка дає мені час відгуку 1-го порядку.

Або від значення RC я отримую кутову частоту.

Або для настроєного фільтра з L і F, я можу вибрати Q і C або в резонансному, або в антирезонансному (180 або 0 град.)

Ви можете знайти цю та подібні діаграми за допомогою веб-пошуку "RLC NOMOGRAPH"

Ця відповідь не призначена для того, щоб навчити вас використовувати десятки додатків, скоріше передбачає, що ви добре розумієте Q, ESR, ESL, Zo stripline та всі варіанти застосувань RLC і просто хочете отримати швидку швидкість «Sliderule vs відповідь калькулятора ".

Ми використовували Правила слайдів для квадратних коренів та множення у 1975 році та мали екзаменаційне запитання, щоб статистично визначити його точність у кожній шкалі; журнал, х, поділ тощо.

• В ретроспективі це залежить від ваших пристрастей, удачі, можливостей і навичок. що ви пам'ятаєте зазвичай, це те, що ви колись знали, як довести Закон Гаусса. або Методи Рунга Катта, або рівняння власного значення або нелінійні інтеграли. Це все Інструменти, які багато хто може більше ніколи не використовувати, поки у вас не з’явиться проблема, яка потребує цього, тоді ви можете знайти простіший спосіб, але ви зрозумієте, що хтось це вже робив раніше, і ви навчитеся їх вирішувати по-новому.

• Університет - це не лише інструменти та рівняння для вирішення проблем, якими ви ніколи не користуєтесь, а вміння зрозуміти те, що ви бачите та чуєте за допомогою таких основ, як поведінка ізоляторів, у своєму спектрі нелінійної поведінки Фур’є чи про те, як закон Ома застосовується до життя в так багато абсурдних, але інтроспективних способів.

• Univ - це все про те, як навчити себе новій технології та знайти рішення, які можуть здатися неможливими, але з минулого ви знаєте, що рішення може існувати, і ви повинні дізнатися, як змусити його працювати за допомогою співпраці.

FWIW десь 40 років пізніше я одружився зі свекрухою сина (який також є професіоналом T EE) мого професора в Вінніпег U з M в системах управління 401, який навчив мене аналізувати сюжети Боде, перекриваючи , сукупний інтегрований аналіз помилок у квадраті та кореневий локус. Тепер, коли я бачу професійних водіїв вантажних автомобілів, я порівнюю це обчислення в голові, якщо мені нудно їздити по шосе і порівнювати з слабкими водіями автомобілів-споживачів і уявляю, як роботизовані сьогодні алгоритми автоматизованого керування автомобілями з PID-петлями і компенсацією за аналіз уникнення ризику та перевиконання від надмірних прибутків завдяки алгоритмам програмного забезпечення для високошвидкісних відео та інших подібних задумливих тем ...

Інженери проектують речі, тому що є замовник, який щось хоче або потребує. Параметри часу, про які ви запитуєте, та інші впливають на те, наскільки задоволений клієнт. Я б сказав, що інженери обчислюють ці параметри з функції передачі, оскільки вони знають, як їх сприймає замовник.

Один із прикладів, які я можу навести, - це підсилювачі відеосигналу за часів СРТ. Зазвичай вони мають зворотний зв'язок, тому параметри, які ви згадали, будуть усі. Тепер зобразіть сцену, де різкий перехід від чорного до білого. Якщо великий перебіг тривалий час осідання, замовник побачить ряд темних і світлих ліній. Це, як правило, заперечує глядачеві. Але деякий промах дійсно бажаний для замовника, оскільки це робить краї виглядати гострішими. Інженерія шукає встановлену прострочку для задоволення замовника.

Тож параметри, про які ви запитуєте, походять від функції передачі. Функція передачі відбувається з тих компонентів, які вибирає інженер, і способів їх складання. Інженер, що проектує такий підсилювач, має конфігурацію схеми на основі минулого досвіду або інших прикладів подібних продуктів. Як правило, в процесі проектування можна зробити дуже прості моделі та швидкий аналіз рук, щоб дістатись до чогось перспективного. Тоді буде проведений більш детальний аналіз з використанням більш детальних моделей. Функція передачі детальної моделі дасть параметри, про які ви запитуєте. Якщо вони відповідають потребі замовника, то ви закінчили.

Хоча конкретні детальні формули не корисні, знання типів зв’язків між різними параметрами, безумовно, корисне. Якщо ви якимось чином збільшите час підйому ланцюга, що, швидше за все, трапиться із відсотком прострочення та відстояння часу? Оскільки більше часу проводиться з такими схемами, студенти / інженери матимуть краще та краще уявлення, чого очікувати.

Але складно спроектувати схеми, не маючи відчуття кишки щодо того, як кожен параметр впливає на інші. Нові дизайнери часто використовують набагато більше комбінацій моделювання, щоб підійти до прийнятного рішення, оскільки вони не знають, яким способом налаштувати параметри.

Аналіз ланцюга (навіть із кількома невідомими змінними), як правило, простіше, ніж проектування схеми чистого аркуша. Просто дивлячись на схеми на сторінці та читаючи про те, як вони працюють, не здобувати початківців ознайомлення, яке їм потрібно для інтерналізації зв'язків між параметрами; їм потрібно працювати з схемами. Використання детальних формул - це можливість студентам працювати над схемами та зосереджуватися на взаємозв'язку між парами певних параметрів одночасно.

Ще одне прожектор: як інженер, ви повинні мати можливість виготовити власні інструменти.

Ви можете використовувати інші інструменти, підготовлені для вас, якщо вони добре працюють, але в кінцевому підсумку ви потрапите в ситуацію, коли їх немає, і тоді вам потрібно глибоке розуміння того, що ви робите і чому. Немає причин соромитися, коли ви випадаєте зі свого розпорядку дня і спочатку відчуваєте, що нічого не знаєте про свою роботу - тому що ви зовсім забули про свої лекції та ті дурні перетворення Лапласа і Z.

Але ви повинні вміти наздоганяти. Поспіхом. Тому що люди нудять вас, чому ви ще цього не зробили. І тому вам потрібно вивчити цей матеріал один раз ... і назавжди. Тому що тоді, ти знаєш , що будеш це робити. Знову.

Особисто я взагалі не використовував ці параметри, але це могло бути, тому що я не працюю з "системами управління". Мене знайомили з цими термінами та рівняннями ще в класах систем управління, але це було останнє, що я чув про них.

Отже, щоб відповісти на ваше запитання, я б сказав, що це багато що залежить від галузі, на якій ви працюєте. Хтось, хто використовує автоматичне управління за допомогою сенсорних програм, швидше за все, ці терміни використовуватимуть для стабільності. Крім того, якщо ви розробляєте PI, PD та PID-контролери, вам потрібно буде знати ці терміни набагато детальніше.

"Усі моделі помиляються. Деякі моделі корисні" - G Box.

Все, що ми робимо, пов'язане з "моделюванням реальності".
Ви з одного боку згадуєте функцію передачі системи та розташування полюсів, а з іншого - формули, для отримання корисних результатів потрібні введення відомих параметрів.
Насправді НІКОЛИ не кінець - реальність - розподілені параметри мають тенденцію до збитків для обчислення, нелінійності мають тенденцію до апроксимації як лінійних функцій, аспекти, які, як відомо, можуть бути неважливими (і які часто, але не завжди є), наближаються або ігнорується або замінюється постійною. Вся колекція - це «набір інструментів», який слід використовувати разом із нашим мозком та досвідом та іншими новішими потужними інструментами, такими як симуляції, які намагаються (і часто керують ними) більш наблизити нереальність реальності.

Моя думка в написанні того, що може здатися самоочевидним і невпинним набором думок (а це може бути :-)) - зазначити, що в міру зростання досвіду ви використовуєте все доступне в різних місцях, оскільки це виявляється корисним і тим більше ви "знаєте", чим менше ви використовуєте деякі деталі, але вони завжди корисні як інструменти, що чекають моменту, коли досвід чи погані результати говорять про те, що те, що ви зазвичай використовуєте, не буде досить хорошим.

Це частково невмілий спосіб [tm] звернення до вашої назви "Пляжний кит" - не дозволяйте, щоб це все вас захлиснуло. Вчіться, зростайте, радійте химерності дійсності та тому, що деякі інструменти працюють досить добре більшу частину часу, але що деякі менш часто зустрічаються вигадки творіння завжди чекають, щоб зробити ваш день цікавим.

Використовуйте всі інструменти тоді, коли це потрібно.
Насолоджуйтесь!

Залежить від вашої конкретної роботи, вашої сфери роботи та від того, наскільки ви готові піти на вирішення проблем (ваша пристрасть, цитую містера Тоні Стюарта :-) Однією з аспектів моєї роботи з технічної підтримки є усунення несправностей fieldbus / передача даних. Я міг би просто перевірити проводку щодо документів підручника / продавця і знизати плечима, якщо це не працює. Або я можу приєднати осцилограф і спробувати зрозуміти, що це таке, на що я дивлюся. Якщо це ваш підхід, дуже корисно розібратися в роботі «компонентів, що накопичуються», і ефектів довжини хвилі на лінії електропередачі. Такі знання (з невеликим експериментом / калібруванням) дозволяють мені здогадуватися, яка частина виблиску / перекриття, яку я бачу на області, зменшується на обмежену пропускну здатність моїх зондів, скільки насправді присутній на лінії, щоб в якій мірі це '

Що ж, я вважаю, що всі відповіді, що перераховують мене, повинні вже відкрити вашу думку, але я не можу противитися відповіді, оскільки я також закінчив електротехніку

Я не знаю про інших, але оскільки моя робота зосереджена на виробництві, а не на дослідженні, кожен раз, коли ми отримуємо ті параметри, що викликають проблеми (наприклад, нестабільна система в аналоговій схемі або поганий фільтр), ми замінюємо її після пробного- помилка або дослідження з іншої документації замість обчислення системи передачі. Можливо, це тому, що важливо лише кінцеві результати, і ніхто, здається, не переймається системою передачі.

Повторююсь ще раз, це зі мною сталося, і я не знаю про інше, не ображаючи.

Ці параметри використовуються у eng. для проектування генераторів імпульсних напруг - до 20 МВ. Імпульсні напруги використовуються для перевірки на міцність ізоляторів. Також для імітації блискавкових ударів та вивчення впливу Блискавки на різні системи.
Імпульсні генератори низької напруги, також використовуються для генерації цифрових сигналів.