A nalog modellar

Analog modellar

Oddiy rezonatorning mexanik tarmoq diagrammasi (yuqori) va ekvivalent tuzilishi va xatti-harakati (pastki) bo'lgan bitta elektr tarmog'i , so'ngra buning uchun analog .
A nalog modellar dunyo hodisasini aks ettirish usuli bo'lib, ko'pincha boshqa, tushunarli yoki tahlil qilinadigan tizim tomonidan "maqsadli tizim" deb ataladi. Ular dinamik analogiyalar deb ham ataladi .
Ikkita ochiq tizimda analog tasvirlar mavjud (rasmga qarang), agar ular qora quti izomorf tizimlar bo'lsa .
Tushuntirish [ tahrirlash ]
Oddiy o'xshashlik turi umumiy xususiyatlarga asoslangan; ^[1] [2] va oʻxshatish - bu maʼlum bir mavzu ( analog yoki manba tizim) haqidagi maʼlumotni boshqa bir alohida subʼyekt ( maqsadli tizim) ^[3] tomonidan “maʼlum bir jihatni koʻrsatish (yoki tanlangan narsani aniqlashtirish) uchun taqdim etish jarayonidir. asosiy domenning atributlari". ^[4]
Analog modellar, shuningdek, "analog" yoki "analog" modellar deb ataladi, dunyoni tasvirlash vositasi sifatida maqsadli tizim bilan xususiyatlarni baham ko'radigan analog tizimlarni qidiradi. Maqsadli tizimning xatti -harakati to'g'risida apriori ma'lumotga ega bo'lish uchun maqsadli tizimdan kichikroq va/yoki tezroq bo'lgan manba tizimlarini qurish ko'pincha amalda bo'ladi . Shuning uchun analog qurilmalar - bu modda yoki tuzilish jihatidan farq qilishi mumkin bo'lgan, ammo dinamik xatti-harakatlarning xususiyatlarini baham ko'radigan qurilmalardir (Truit va Rogers, 1-3-betlar).
dinamik analogiyalar elektr, mexanik, akustik, magnit va elektron tizimlar o'rtasidagi o'xshashlikni o'rnatadi: Olson (1958), p. 2.
Masalan, analog elektron sxemalarda arifmetik miqdorni ifodalash uchun kuchlanishdan foydalanish mumkin; Operatsion kuchaytirgichlar arifmetik amallarni (qo'shish, ayirish, ko'paytirish va bo'lish) ifodalashi mumkin. Kalibrlash jarayonida bu kichikroq/kattaroq, sekinroq/tezroq tizimlar maqsadli tizimning ishlashiga mos keladigan tarzda kattalashtiriladi yoki pasayadi va shuning uchun maqsadli tizimning analoglari deb ataladi. Kalibrlash amalga oshirilgandan so'ng, modelerlar asosiy tizim va uning analogi o'rtasidagi xatti-harakatlarning birma-bir yozishmalari haqida gapiradilar. Shunday qilib, ikkita tizimning xatti-harakatlarini bitta tizim bilan tajriba qilish orqali aniqlash mumkin.
Analog model yaratish [ tahrir ]
Analog modelning mexanizmi. ^[5]
Analog modelni yaratish uchun turli xil asboblar va tizimlardan foydalanish mumkin. ^[6]
" Olimlar atomlar, viruslar, vitaminlar, gormonlar va genlarning nazariy jihatdan taxmin qilingan modellari haqiqiy, haqiqiy dunyoda muhim mavjud bo'lgandek o'z ishini boshlaganlarida ko'plab muhim kashfiyotlar qilindi. Ular go'yo har bir xayoliy kontseptsiya xuddi o'sha shaklda mavjud bo'lgandek davom etdi. Ularning nazariy mish-mishlari bayon etilgan; va har qanday o'xshashlik da'vosidan voz kechib, ular substansial, real dunyo aynan ular nazariy jihatdan tasvirlaganidek bo'lgan degan fikrga kirishdilar... Gazlarning harakatini tushunishga yordam berish uchun ishlab chiqilgan analog modelni ko'rib chiqing. gaz zarralarining ba'zi nazariy faoliyati va bilyard to'plarining ba'zi kuzatilishi mumkin bo'lgan faoliyati o'rtasidagi mumkin bo'lgan munosabatlarni taklif qiladi.Achinstein (1964, p.332) gazlar haqida bu foydali tarzda o'ylashiga qaramay, "fizik bilyard emas, balki molekulalar deb taxmin qilishini eslatadi. sharlar, gazlarni o'z ichiga oladi" - Yeates (2004, 71, 73-betlar)
Matematik hisoblarni ifodalash uchun mexanik qurilmadan foydalanish mumkin. Masalan, Phillips Hydraulic Computer MONIAC ​​iqtisodiy tizimlarni (maqsadli tizim) modellashtirish uchun suv oqimidan foydalangan; elektron sxemalar ham fiziologik, ham ekologik tizimlarni ifodalash uchun ishlatilishi mumkin. Model analog yoki raqamli kompyuterda ishlatilsa, bu simulyatsiya jarayoni deb nomlanadi .
Mexanik analogiyalar [ tahrirlash ]
Asosiy maqola: Mexanik-elektrik analogiyalar
Elektr hodisalarini mexanik hodisalar bilan taqqoslash uchun har qanday tizimlardan foydalanish mumkin, ammo ikkita asosiy tizim odatda qo'llaniladi: impedans analogiyasi va harakatchanlik analogiyasi . Empedans o'xshashligi kuchni kuchlanish bilan taqqoslaydi, harakatchanlik analogiyasi esa oqimga kuch beradi.
Empedans analogiyasi elektr impedans va mexanik empedans o'rtasidagi o'xshashlikni saqlaydi , lekin tarmoq topologiyasini saqlamaydi. Mobillik analogiyasi tarmoq topologiyasini saqlaydi, lekin impedanslar o'rtasidagi o'xshashlikni saqlamaydi. Ikkalasi ham quvvat konjugati o'zgaruvchilar juftligini o'xshash qilish orqali to'g'ri energiya va quvvat munosabatlarini saqlaydi .
Gidravlik analogiya [ tahrirlash ]

• 
  Shlangi o'xshashlikda , suv integratori integratsiyaning matematik operatsiyasini bajarishi mumkin .
  

Fiziologik analogiyalar [ tahrirlash ]

• 
  Frensis Krik vizual tizimni o'rganishdan xabardorlikni o'rganish uchun proksi sifatida foydalangan .
  

Rasmiy analogiyalar [ tahrirlash ]

• 
  "Bir xil tenglamalar bir xil echimlarga ega ." -- Richard Feynman
  
  • 
    Masalan, tortishish va elektromagnitizmning teskari kvadrat qonunlari, deyarli massalar va zaryadlar haqidagi jismoniy tafsilotlarni hisobga olmagan holda, geometrik asosda o'xshash tenglamalar bilan tasvirlanishi mumkin .
    
  • 
    Aholi ekologiyasida turli talqinlarga ega bo'lsa-da, mexanikada topilganlarga o'xshash differentsial tenglamalar paydo bo'ladi . ^[7]
    
• 
  Rekursiya vaziyat ichida o'xshashlikni talab qiladi; masalan, Arximed son- sanoqsiz son-sanoqsizlar tushunchasidan foydalanib, plyajdagi qum donalari sonini hisoblash uchun son-sanoqsiz sondan foydalangan .
  

Dinamik analogiyalar [ tahrirlash ]
Dinamik analogiyalar tizim dinamik tenglamalarini solishtirish orqali turli energiya sohalaridagi tizimlar o'rtasida o'xshashlikni o'rnatadi. Bunday o'xshashliklarni yaratishning ko'plab usullari mavjud, ammo eng foydali usullardan biri kuch konjugati o'zgaruvchilari o'rtasidagi o'xshashlikni yaratishdir . Ya'ni, mahsuloti quvvat bo'lgan o'zgaruvchilar juftligi . Bu tizimni bir butun sifatida modellashtirishda foydali xususiyat bo'lgan domenlar o'rtasida to'g'ri energiya oqimini saqlab qoladi. Birlashtirilgan modellashtirishni talab qiladigan tizimlarga misollar mexatronika va audioelektronikadir . ^[8]
Eng qadimgi o'xshashlik Jeyms Klerk Maksvellga bog'liq bo'lib , u 1873 yilda mexanik kuchni elektr kuchlanish bilan bog'lagan . Ushbu o'xshashlik shu qadar keng tarqaldiki, kuchlanish manbalari bugungi kunda ham elektromotor kuch deb ataladi . Kuchlanishning quvvat konjugati Maksvell analogiyasida mexanik tezlikka mos keladigan elektr tokidir . Elektr impedans - kuchlanish va oqim nisbati, shuning uchun analogiya bo'yicha mexanik impedans - kuch va tezlik nisbati. Empedans tushunchasi boshqa sohalarga ham kengaytirilishi mumkin, masalan, akustika va suyuqlik oqimida bu bosimning oqim tezligiga nisbati. Umuman olganda, impedans - bu harakat o'zgaruvchisi va natijada oqim o'zgaruvchisining nisbati . Shu sababli, Maksvell analogiyasi ko'pincha impedans analogiyasi deb ataladi , garchi impedans tushunchasi Maksvellning o'limidan bir muncha vaqt o'tgach, 1886 yilgacha Oliver Heavisayd tomonidan o'ylab topilmagan. ^[9]
Quvvat konjugati o'zgaruvchilarni ko'rsatish hali ham noyob analogiyaga olib kelmaydi, konjugatlar va analogiyalarni belgilashning bir necha yo'li mavjud. Yangi o'xshashlik Floyd A. Firestone tomonidan 1933 yilda taklif qilingan, hozirda mobillik analogiyasi sifatida tanilgan . Ushbu o'xshashlikda elektr impedans mexanik harakatchanlikka (mexanik impedansning teskarisi) o'xshashdir. Firestonening g'oyasi element bo'ylab o'lchanadigan o'xshash o'zgaruvchilarni yaratish va element orqali oqadigan o'xshash o'zgaruvchilarni yaratish edi. Masalan, o'zgaruvchan kuchlanish tezlikning analogidir va o'zgaruvchan tok kuchning analogidir. Firestone analogiyasi domenlar o'rtasida konvertatsiya qilishda element ulanishlari topologiyasini saqlab qolish afzalligiga ega. O'zaro va bo'ylab analogiyaning o'zgartirilgan shakli 1955 yilda Horace M. Trent tomonidan taklif qilingan va bu orqali va bo'ylab zamonaviy tushunchadir . ^[10]