กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

แบบจำลองเชิงอุปมา

แบบจำลองเชิงเปรียบเทียบเป็นวิธีการแสดงปรากฏการณ์ในโลก ซึ่งมักเรียกว่า "ระบบเป้าหมาย" โดยใช้ระบบอื่นที่เข้าใจหรือวิเคราะห์ได้ง่ายกว่า เรียกอีกอย่างว่า การ เปรียบเทียบ เชิงพลวัต

แบบจำลองเชิงอุปมา

แผนภาพวงจรเชิงกลของตัวเรโซเนเตอร์ อย่างง่าย (ด้านบน) และวงจรไฟฟ้าที่มีโครงสร้างและพฤติกรรมเทียบเท่ากัน (ด้านล่าง) จากนั้นจึงเป็นแบบจำลองที่เทียบเคียงได้

แบบจำลองเชิงเปรียบเทียบเป็นวิธีการแสดงปรากฏการณ์ในโลก ซึ่งมักเรียกว่า "ระบบเป้าหมาย" โดยใช้ระบบอื่นที่เข้าใจหรือวิเคราะห์ได้ง่ายกว่า เรียกอีกอย่างว่า การ เปรียบเทียบ เชิงพลวัต

ระบบเปิดสอง ระบบ จะมี ตัวแทน แบบอนาล็อก (ดูภาพประกอบ) หากเป็นระบบไอโซมอร์ฟิกแบบ กล่องดำ

คำอธิบาย

การเปรียบเทียบแบบง่าย ๆ คือการเปรียบเทียบที่อิงตามคุณสมบัติร่วมกัน[ 1 ] [ 2 ]และการเปรียบเทียบคือกระบวนการแทนข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องเฉพาะเรื่องหนึ่ง (ระบบเปรียบเทียบหรือ ระบบ ต้นทาง ) โดยใช้อีกเรื่องหนึ่ง ( ระบบ เป้าหมาย ) [ 3 ]เพื่อ "แสดงให้เห็นบางแง่มุมเฉพาะ (หรือชี้แจงคุณลักษณะที่เลือก) ของโดเมนหลัก" [ 4 ]

แบบจำลองเชิงอนาล็อก หรือที่เรียกว่าแบบจำลอง "อนาล็อก" หรือ "แบบจำลองอะนาล็อก" นั้น มุ่งค้นหาระบบที่คล้ายคลึงกันซึ่งมีคุณสมบัติร่วมกับระบบเป้าหมาย เพื่อใช้เป็นวิธีการแทนโลก บ่อยครั้งที่สามารถสร้างระบบต้นทางที่มีขนาดเล็กกว่าและ/หรือเร็วกว่าระบบเป้าหมายได้ เพื่อให้สามารถอนุมานความรู้เบื้องต้น เกี่ยวกับพฤติกรรมของระบบเป้าหมายได้ ดังนั้น อุปกรณ์อนาล็อกจึงเป็นอุปกรณ์ที่อาจแตกต่างกันในสาระสำคัญหรือโครงสร้าง แต่มีคุณสมบัติของพฤติกรรมเชิงพลวัตที่คล้ายคลึงกัน (Truit and Rogers, หน้า 1-3)

การเปรียบเทียบเชิงพลวัตสร้างความคล้ายคลึงกันระหว่างระบบไฟฟ้า ระบบกลไก ระบบเสียง ระบบแม่เหล็ก และระบบอิเล็กทรอนิกส์: ออลสัน (1958), หน้า 2

ตัวอย่างเช่น ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบอนาล็อก เราสามารถใช้แรงดันไฟฟ้าแทนปริมาณทางคณิตศาสตร์ได้ จากนั้น ตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการอาจแทนการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ (การบวก การลบ การคูณ และการหาร) ผ่านกระบวนการสอบเทียบระบบขนาดเล็ก/ใหญ่ ช้า/เร็วเหล่านี้จะถูกปรับขนาดขึ้นหรือลงเพื่อให้ตรงกับการทำงานของระบบเป้าหมาย และจึงเรียกว่าอนาล็อกของระบบเป้าหมาย เมื่อการสอบเทียบเสร็จสิ้น นักสร้างแบบจำลองจะกล่าวถึงความสอดคล้องกันแบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างพฤติกรรมของระบบหลักและอนาล็อก ดังนั้นพฤติกรรมของสองระบบจึงสามารถกำหนดได้โดยการทดลองกับระบบใดระบบหนึ่ง

การสร้างแบบจำลองเชิงเปรียบเทียบ

กลไกของแบบจำลองอนาล็อก[ 5 ]

สามารถใช้เครื่องมือและระบบต่างๆ มากมายเพื่อสร้างแบบจำลองเชิงเปรียบเทียบได้[ 6 ]

“การค้นพบที่สำคัญมากมายเกิดขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มต้นงานของพวกเขาเสมือนว่าแบบจำลองทางทฤษฎีของอะตอม ไวรัส วิตามิน ฮอร์โมน และยีนนั้นมีอยู่จริงในโลกแห่งความเป็นจริง พวกเขาดำเนินการราวกับว่าแนวคิดในจินตนาการแต่ละอย่างมีอยู่จริงในรูปแบบที่การคาดการณ์ทางทฤษฎีของพวกเขากำหนดไว้ และละทิ้งการเปรียบเทียบใดๆ พวกเขาดำเนินการด้วยมุมมองที่ว่าโลกแห่งความเป็นจริงนั้นเป็นไปตามที่พวกเขาได้อธิบายไว้ในทางทฤษฎีทุกประการ ... ลองพิจารณาแบบจำลองเชิงเปรียบเทียบที่เสนอขึ้นเพื่อช่วยให้เข้าใจพฤติกรรมของก๊าซ ซึ่งชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ระหว่างกิจกรรมทางทฤษฎีบางอย่างของอนุภาคก๊าซและกิจกรรมที่สังเกตได้บางอย่างของลูกบิลเลียด Achinstein (1964, หน้า 332) เตือนเราว่า แม้จะคิดเกี่ยวกับก๊าซในลักษณะที่เป็นประโยชน์เช่นนี้ “นักฟิสิกส์ย่อมสันนิษฐานว่าโมเลกุล ไม่ใช่ลูกบิลเลียด เป็นองค์ประกอบของก๊าซ” — Yeates (2004, หน้า 71, 73)

อุปกรณ์เชิงกลสามารถใช้แทนการคำนวณทางคณิตศาสตร์ได้ ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์ไฮดรอลิกMONIAC ​​ของฟิลลิปส์ ใช้การไหลของน้ำเพื่อจำลองระบบเศรษฐกิจ (ระบบเป้าหมาย) วงจรไฟฟ้าสามารถใช้แทนทั้งระบบทางสรีรวิทยาและระบบนิเวศ เมื่อแบบจำลองทำงานบนคอมพิวเตอร์แบบอนาล็อกหรือดิจิทัล กระบวนการนี้เรียกว่าการ จำลอง

การเปรียบเทียบเชิงกล

สามารถใช้ระบบต่างๆ มากมายในการแปลงปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าไปสู่ปรากฏการณ์ทางกล แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีระบบหลักสองระบบที่ใช้กัน คือการเปรียบเทียบอิมพีแดนซ์และการเปรียบเทียบความคล่องตัวการเปรียบเทียบอิมพีแดนซ์จะแปลงแรงไปเป็นแรงดันไฟฟ้า ในขณะที่การเปรียบเทียบความคล่องตัวจะแปลงแรงไปเป็นกระแสไฟฟ้า

การเปรียบเทียบอิมพีแดนซ์ช่วยรักษาความคล้ายคลึงกันระหว่างอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าและอิมพีแดนซ์ทางกลแต่ไม่รักษารูปแบบเครือข่าย การเปรียบเทียบความคล่องตัวช่วยรักษารูปแบบเครือข่าย แต่ไม่รักษาความคล้ายคลึงกันระหว่างอิมพีแดนซ์ ทั้งสองแบบรักษาความสัมพันธ์ที่ถูกต้องระหว่างพลังงานและกำลังโดยการทำให้คู่ตัวแปรที่เป็นคู่สังยุคของกำลังมีความคล้ายคลึงกัน

การเปรียบเทียบทางไฮดรอลิก

การเปรียบเทียบทางสรีรวิทยา

การเปรียบเทียบเชิงรูปแบบ

การเปรียบเทียบเชิงพลวัต

การเปรียบเทียบเชิงพลวัตสร้างการเปรียบเทียบระหว่างระบบในโดเมนพลังงานที่แตกต่างกันโดยการเปรียบเทียบสมการพลวัตของระบบ มีหลายวิธีในการสร้างการเปรียบเทียบดังกล่าว แต่วิธีที่มีประโยชน์ที่สุดวิธีหนึ่งคือการสร้างการเปรียบเทียบระหว่างตัวแปรคู่ที่มีกำลัง คู่กัน นั่นคือ ตัวแปรคู่หนึ่งที่มีผลคูณเป็นกำลังการทำเช่นนี้จะรักษาการไหลของพลังงานที่ถูกต้องระหว่างโดเมน ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีประโยชน์เมื่อสร้างแบบจำลองระบบเป็นองค์รวม ตัวอย่างของระบบที่ต้องการการสร้างแบบจำลองแบบรวมคือเมคาทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์เสียง[ 8 ]

การเปรียบเทียบดังกล่าวที่เก่าแก่ที่สุดมาจากJames Clerk Maxwellซึ่งในปี 1873 ได้เชื่อมโยงแรง ทางกล กับแรงดัน ไฟฟ้า การเปรียบเทียบนี้แพร่หลายมากจนแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้ายังคงถูกเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า ในปัจจุบัน กระแสไฟฟ้า ซึ่ง เป็นคู่ควบของแรงดัน ไฟฟ้า เทียบได้กับ ความเร็วเชิงกล อิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าคืออัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า ดังนั้นโดยการเปรียบเทียบ อิมพีแดนซ์เชิงกลจึงเป็นอัตราส่วนของแรงและความเร็ว แนวคิดของอิมพีแดนซ์สามารถขยายไปยังโดเมนอื่น ๆ ได้ เช่น ในด้านเสียงและการไหลของของเหลว มันคืออัตราส่วนของความดันต่ออัตราการไหล โดยทั่วไป อิมพีแดนซ์คืออัตราส่วนของ ตัวแปร ความพยายามและ ตัวแปร การไหลที่เกิดขึ้น ด้วยเหตุนี้ การเปรียบเทียบของ Maxwell จึงมักถูกเรียกว่าการเปรียบเทียบอิมพีแดนซ์แม้ว่าแนวคิดของอิมพีแดนซ์จะไม่ได้เกิดขึ้นจนกระทั่งปี 1886 โดยOliver Heavisideซึ่งเป็นช่วงเวลาหลังจากที่ Maxwell เสียชีวิตไปแล้ว[ 9 ]

การระบุตัวแปรคู่ควบกำลังยังคงไม่ส่งผลให้เกิดการเปรียบเทียบที่ไม่ซ้ำกัน มีหลายวิธีในการระบุคู่ควบและการเปรียบเทียบ การเปรียบเทียบใหม่ได้รับการเสนอโดย Floyd A. Firestone ในปี 1933 ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อการเปรียบเทียบการเคลื่อนที่ในการเปรียบเทียบนี้ อิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าถูกทำให้คล้ายคลึงกับการเคลื่อนที่เชิงกล (ส่วนกลับของอิมพีแดนซ์เชิงกล) แนวคิดของ Firestone คือการสร้างตัวแปรที่คล้ายคลึงกันซึ่งวัดข้ามองค์ประกอบ และสร้างตัวแปรที่คล้ายคลึงกันซึ่งไหลผ่านองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้าตัวแปร ข้ามคือการเปรียบเทียบของความเร็ว และ กระแสไฟฟ้าตัวแปร ผ่านคือการเปรียบเทียบของแรง การเปรียบเทียบของ Firestone มีข้อดีคือการรักษาโทโพโลยีของการเชื่อมต่อองค์ประกอบเมื่อแปลงระหว่างโดเมน รูปแบบที่แก้ไขของการเปรียบเทียบผ่านและข้ามได้รับการเสนอในปี 1955 โดยHorace M. Trentและเป็นความเข้าใจสมัยใหม่ของผ่านและข้าม[ 10 ]

การเปรียบเทียบความคล้ายคลึงกันของกำลังคู่ควบในรูปแบบต่างๆ สำหรับโดเมนทางไฟฟ้า กลไก การหมุน และการไหลของของเหลว
[ 11 ]การเปรียบเทียบอิมพีแดนซ์ (แม็กซ์เวลล์)การเปรียบเทียบการเคลื่อนที่ (ไฟร์สโตน)การเปรียบเทียบแบบผ่านและข้าม (เทรนต์)
ความพยายามหรือคู่ควบกำลัง วี , เอฟ , ที , พีV , u , ω, QV , u , ω, p
การไหลหรือผ่านคู่ควบพลังงาน ฉันu ω Qไอเอทีพีไอเอทีคิว
ที่ไหน
Vคือแรงดันไฟฟ้า
Fคือแรง
Tคือแรงบิด
pคือความดัน
Iคือกระแสไฟฟ้า
uคือความเร็ว
ωคือความเร็วเชิงมุม
Qคืออัตราการไหลเชิงปริมาตร

ตารางเทียบค่า

ตารางเทียบเท่าภายใต้ระบบผ่านและข้าม[ 12 ]
ผ่านตัวแปรข้ามตัวแปรการเก็บพลังงาน 1การเก็บพลังงาน 2การสูญเสียพลังงาน
ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า (I)แรงดันไฟฟ้า (V)ตัวเก็บประจุ (C)ตัวเหนี่ยวนำ (L)ตัวต้านทาน (R)
กลไกเชิงเส้น แรง (F)ความเร็ว (u)ฤดูใบไม้ผลิ (K)มวล (M)แดมเปอร์ (B)
การหมุนเชิงกล แรงบิด (T)ความเร็วเชิงมุม (ω)สปริงบิด (κ)โมเมนต์ความเฉื่อย (I)แดมเปอร์แบบหมุน
ระบบไฮดรอลิก อัตราการไหลของปริมาตรความดัน (p)ถังมวลวาล์ว

ตัวแปรแฮมิลโทเนียน

ตัวแปรแฮมิลโทเนียน หรือที่เรียกว่าตัวแปรพลังงาน คือตัวแปรที่เมื่อหาอนุพันธ์เทียบ กับเวลา แล้วจะเท่ากับตัวแปรคู่ควบกำลัง ตัวแปรแฮมิลโทเนียนถูกเรียกเช่นนั้นเพราะเป็นตัวแปรที่มักปรากฏในกลศาสตร์แฮมิลโทเนียนตัวแปรแฮมิลโทเนียนในโดเมนไฟฟ้าคือประจุ ( q ) และฟลักซ์เชื่อมโยง ( λ ) เพราะ

( กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ ) และ

ในโดเมนกลศาสตร์เชิงการแปล ตัวแปรแฮมิลโทเนียนคือการกระจัด ระยะทาง ( x ) และโมเมนตัม ( p ) เนื่องจาก

( กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน ) และ

มีความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันสำหรับการเปรียบเทียบและชุดตัวแปรอื่นๆ[ 13 ]ตัวแปรแฮมิลโทเนียนยังเรียกว่าตัวแปรพลังงาน อินทิ กรัลของตัวแปรกำลังคู่ควบเทียบกับตัวแปรแฮมิลโทเนียนคือการวัดพลังงาน ตัวอย่างเช่น

และ

ทั้งสองอย่างเป็นการแสดงออกของพลังงาน[ 14 ]

การใช้งานจริง

การเปรียบเทียบของแม็กซ์เวลล์ในตอนแรกใช้เพื่อช่วยอธิบายปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าในแง่กลไกที่คุ้นเคยมากขึ้นเท่านั้น งานของไฟร์สโตน เทรนต์ และคนอื่นๆ ได้พัฒนาสาขานี้ให้ก้าวไปไกลกว่านั้น โดยมุ่งที่จะแสดงระบบที่มีโดเมนพลังงานหลายโดเมนเป็นระบบเดียว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักออกแบบเริ่มแปลงชิ้นส่วนกลไกของระบบอิเล็กโทรเมคานิกส์ไปเป็นโดเมนไฟฟ้า เพื่อให้สามารถวิเคราะห์ระบบทั้งหมดเป็นวงจรไฟฟ้าได้ แวนเนวาร์ บุชเป็นผู้บุกเบิกการสร้างแบบจำลองประเภทนี้ในการพัฒนาคอมพิวเตอร์อนาล็อก ของเขา และการนำเสนอวิธีการนี้อย่างเป็นระบบได้ถูกนำเสนอในบทความปี 1925 โดยคลิฟฟอร์ด เอ. นิคเคิล[ 15 ]

ตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1950 เป็นต้นมา ผู้ผลิตตัวกรองเชิงกลโดยเฉพาะอย่างยิ่งCollins Radioได้ใช้การเปรียบเทียบเหล่านี้อย่างแพร่หลาย เพื่อนำทฤษฎีการออกแบบตัวกรอง ที่พัฒนามาอย่างดี ในวิศวกรรมไฟฟ้ามาประยุกต์ใช้กับระบบเชิงกล คุณภาพของตัวกรองที่จำเป็นสำหรับการใช้งานวิทยุไม่สามารถทำได้ด้วยส่วนประกอบทางไฟฟ้า ตัวเรโซเนเตอร์ที่มีคุณภาพดีกว่ามาก ( ค่า Q สูงกว่า ) สามารถสร้างได้ด้วยชิ้นส่วนเชิงกล แต่ไม่มีทฤษฎีตัวกรองที่เทียบเท่าในวิศวกรรมเครื่องกล นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องวิเคราะห์ชิ้นส่วนเชิงกลตัวแปลงสัญญาณและส่วนประกอบทางไฟฟ้าของวงจรเป็นระบบที่สมบูรณ์ เพื่อทำนายการตอบสนองโดยรวมของตัวกรอง[ 16 ]

Harry F. Olsonช่วยเผยแพร่การใช้การเปรียบเทียบแบบไดนามิกในสาขาอิเล็กทรอนิกส์เสียงด้วยหนังสือการเปรียบเทียบแบบไดนามิก ของเขา ซึ่งตีพิมพ์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2486 [ 17 ]

การเปรียบเทียบที่ไม่ใช่คู่กำลัง

โดยทั่วไปแล้ว การเปรียบเทียบวงจรแม่เหล็กจะกำหนดแรงเคลื่อนแม่เหล็ก (mmf) ให้เป็นแรงดันไฟฟ้า และฟลักซ์แม่เหล็ก (φ) ให้เป็นกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม mmf และ φ ไม่ใช่ตัวแปรคู่ควบกำลัง ผลคูณของตัวแปรเหล่านี้ไม่ได้อยู่ในหน่วยของกำลัง และอัตราส่วนที่เรียกว่าความต้านทานแม่เหล็กไม่ได้วัดอัตราการสูญเสียพลังงาน ดังนั้นจึงไม่ใช่ค่าความต้านทานที่แท้จริง ในกรณีที่ต้องการการเปรียบเทียบที่เข้ากันได้ mmf สามารถใช้เป็นตัวแปรความพยายาม และdφ/dt (อัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก) จะเป็นตัวแปรการไหล ซึ่งเรียกว่าแบบจำลองไจเรเตอร์-คาปาซิเตอร์[ 18 ]

การเปรียบเทียบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโดเมนความร้อนจะกำหนดความแตกต่างของอุณหภูมิเป็นตัวแปรความพยายามและกำลังความร้อนเป็นตัวแปรการไหล อีกครั้ง ตัวแปรเหล่านี้ไม่ใช่ตัวแปรคู่ควบกำลัง และอัตราส่วนที่เรียกว่าความต้านทานความร้อนนั้นไม่ใช่การเปรียบเทียบของอิมพีแดนซ์หรือความต้านทานไฟฟ้าในแง่ของการไหลของพลังงาน การเปรียบเทียบที่เข้ากันได้อาจใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิเป็นตัวแปรความพยายามและ อัตราการไหล ของเอนโทรปีเป็นตัวแปรการไหล[ 19 ]

การสรุปทั่วไป

การประยุกต์ใช้แบบจำลองไดนามิกจำนวนมากจะแปลงโดเมนพลังงานทั้งหมดในระบบให้เป็นวงจรไฟฟ้า จากนั้นจึงดำเนินการวิเคราะห์ระบบทั้งหมดในโดเมนไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ยังมีวิธีการแสดงแบบทั่วไปอื่นๆ อีกด้วย หนึ่งในวิธีการแสดงดังกล่าวคือการใช้กราฟพันธะซึ่งเฮนรี เอ็ม. เพย์นเตอร์ นำเสนอในปี 1960 โดยทั่วไปแล้วจะใช้การเปรียบเทียบแรง-แรงดัน (การเปรียบเทียบอิมพีแดนซ์) กับกราฟพันธะ แต่ก็ไม่ใช่ข้อกำหนดบังคับ ในทำนองเดียวกัน เทรนต์ใช้การแสดงแบบอื่น (กราฟเชิงเส้น) และการแสดงของเขากลายเป็นที่เกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบแรง-กระแส (การเปรียบเทียบความคล่องตัว) แต่ก็ไม่ใช่ข้อบังคับเช่นกัน[ 20 ]

ผู้เขียนบางคนไม่สนับสนุนการใช้คำศัพท์เฉพาะโดเมนเพื่อประโยชน์ของการวางนัยทั่วไป ตัวอย่างเช่น เนื่องจากทฤษฎีความคล้ายคลึงทางพลวัตส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากทฤษฎีไฟฟ้า ตัวแปรคู่ควบกำลังจึงบางครั้งเรียกว่าแบบ Vและแบบ Iขึ้นอยู่กับว่าเป็นความคล้ายคลึงของแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าตามลำดับในโดเมนไฟฟ้า ในทำนองเดียวกัน ตัวแปรแฮมิลโทเนียนบางครั้งเรียกว่าโมเมนตัมทั่วไปและการกระจัดทั่วไป ขึ้นอยู่กับว่าเป็นความคล้ายคลึงของโมเมนตัมหรือการกระจัดในโดเมนกลศาสตร์[ 21 ]

การเปรียบเทียบวงจรไฟฟ้า

อะนาล็อกเชิงฟังก์ชัน

กล่องดำใดๆที่ประกอบด้วยตัวต้านทานเท่านั้น พร้อมด้วยแหล่งจ่ายแรงดันและกระแส สามารถแทนที่ด้วยวงจรสมมูลของเธเวนินเพื่อแสดงพฤติกรรมเดียวกันได้

สิ่งที่เทียบเคียงได้ในเชิงฟังก์ชัน (หรือสิ่งที่เทียบเคียงได้ในเชิงฟังก์ชัน ) คือสิ่งที่มีอยู่ (แบบจำลอง การแสดงผล ฯลฯ) ที่สามารถใช้แทนกันได้เพื่อทำหน้าที่เดียวกัน เมื่อสิ่งที่กล่าวถึงนั้นถูกแสดงอย่างเป็นทางการด้วยกล่องดำแนวคิดของสิ่งที่เทียบเคียงได้จะเกี่ยวข้องกับ "พฤติกรรมเดียวกัน" กล่าวคือ พวกมันจะให้ลำดับผลลัพธ์เดียวกันเมื่อได้รับลำดับอินพุตเดียวกัน

การเปรียบเทียบทางไฮดรอลิก

การเปรียบเทียบ วงจรไฟฟ้ากับ ของเหลวหรือ ระบบไฮดรอลิก พยายามอธิบายวงจรไฟฟ้าอย่างเข้าใจง่ายโดยเปรียบเทียบกับระบบประปา โดยที่น้ำเปรียบเสมือนทะเลประจุที่เคลื่อนที่ได้ภายในโลหะ ความแตกต่างของความดันเปรียบเสมือนแรงดันไฟฟ้า และ อัตรา การไหลของน้ำเปรียบเสมือนกระแสไฟฟ้า

คอมพิวเตอร์อนาล็อก

ก่อนที่คอมพิวเตอร์ดิจิทัลจะแพร่หลายและมีความเร็วในการประมวลผลที่รวดเร็วพอที่จะใช้งานได้จริง วงจรไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในการสร้างแบบจำลองและจำลองระบบทางวิศวกรรม เช่น เครื่องบินและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องมือวงจรไฟฟ้าที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์อนาล็อกถูกนำมาใช้เพื่อเร่งเวลาในการสร้างวงจร อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์อนาล็อก เช่นเครื่องเล็งระเบิดนอร์เดนก็อาจประกอบด้วยเฟืองและรอกในการคำนวณด้วยเช่นกัน

ตัวอย่างเช่น Vogel และ Ewel ที่ตีพิมพ์ผลงานเรื่อง 'An Electrical Analog of a Trophic Pyramid' (1972, บทที่ 11, หน้า 105–121), Elmore และ Sands (1949) ที่ตีพิมพ์วงจรที่ออกแบบมาเพื่อการวิจัยในฟิสิกส์นิวเคลียร์และการศึกษาปรากฏการณ์ไฟฟ้าชั่วคราวอย่างรวดเร็วที่ดำเนินการภายใต้โครงการแมนฮัตตัน (อย่างไรก็ตาม ไม่มีวงจรใดที่นำไปประยุกต์ใช้กับเทคโนโลยีอาวุธเนื่องจากเหตุผลด้านความปลอดภัย) และHoward T. Odum (1994) ที่ตีพิมพ์วงจรที่ออกแบบมาเพื่อจำลองระบบนิเวศและเศรษฐกิจในหลายระดับของชีวภาคทางธรณีวิทยา ในทางตรงกันข้ามกับแบบจำลองอนาล็อกที่กล่าวมาข้างต้น คอมพิวเตอร์อนาล็อกมีความเป็นนามธรรมมากกว่า เนื่องจากเป็นเพียงตัวแทนของสมการทางคณิตศาสตร์เท่านั้น

ปริศนาทางปรัชญา

กระบวนการสร้างแบบจำลองเชิงเปรียบเทียบนั้นมีปัญหาทางปรัชญา ดังที่ระบุไว้ในสารานุกรมปรัชญาแห่งสแตนฟอร์ดมีคำถามว่ากฎทางฟิสิกส์/ชีววิทยาของระบบเป้าหมายมีความสัมพันธ์กับแบบจำลองเชิงเปรียบเทียบที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อเป็นตัวแทนของระบบเป้าหมายอย่างไร เราดูเหมือนจะสันนิษฐานว่ากระบวนการสร้างแบบจำลองเชิงเปรียบเทียบทำให้เราเข้าถึงกฎพื้นฐานที่ควบคุมระบบเป้าหมายได้ อย่างไรก็ตาม ในทางเทคนิคแล้ว เรามีเพียงความรู้เชิงประจักษ์เกี่ยวกับกฎที่ใช้ได้กับระบบเชิงเปรียบเทียบเท่านั้น และหากค่าคงที่เวลาของระบบเป้าหมายมีขนาดใหญ่กว่าวงจรชีวิตของมนุษย์ (เช่นในกรณีของชีวภาคทางธรณีวิทยา) จึงเป็นเรื่องยากมากที่มนุษย์คนใดคนหนึ่งจะตรวจสอบความถูกต้องของการขยายกฎของแบบจำลองไปยังระบบเป้าหมายในชั่วชีวิตของตนได้

ดูเพิ่มเติม

บรรณานุกรม

  • Achinstein, Peter (1964), "แบบจำลอง การเปรียบเทียบ และทฤษฎี", ปรัชญาวิทยาศาสตร์ , เล่ม 31, ฉบับที่ 4, (ตุลาคม 1964), หน้า 328-350. doi : 10.1086/288018
  • บิชอป, โรเบิร์ต เอช. (2005) เมคาทรอนิกส์: บทนำ,สำนักพิมพ์ CRC ISBN 1420037242.
  • Borutzky, Wolfgang (2009) ระเบียบวิธีกราฟบอนด์, Springer ISBN 1848828829.
  • Busch-Vishniac, Ilene J., เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ทางกลไฟฟ้า , Springer Science & Business Media, 1999 ISBN 038798495X.
  • แคร์, ชาร์ลส์ (2010) เทคโนโลยีสำหรับการสร้างแบบจำลอง: การเปรียบเทียบทางไฟฟ้า การปฏิบัติทางวิศวกรรม และการพัฒนาการคำนวณแบบอนาล็อกสปริงเกอร์ISBN 1848829485.
  • Carr, Joseph J. (2002) ส่วนประกอบและวงจร RF , อ็อกซ์ฟอร์ด: Newnes ISBN 0-7506-4844-9.
  • Colyvan, Mark และ Ginzburg, Lev R. (2010) "การคิดเชิงเปรียบเทียบในนิเวศวิทยา: มองข้ามขอบเขตทางวินัย" The Quarterly Review of Biology, 85(2): 171–82. เก็บถาวรเมื่อ 2023-04-07 ที่Wayback Machine JSTOR  652321 doi : 10.1086/652321
  • Elmore, William C.และSands, Matthew (1949) อิเล็กทรอนิกส์: เทคนิคการทดลองชุดพลังงานนิวเคลียร์แห่งชาติ ส่วนเทคนิคโครงการแมนฮัตตัน แผนกที่ 5 เล่มที่ 1 นิวยอร์ก: McGraw-Hill
  • Ginzburg, Lev และ Colyvan, Mark (2004) วงโคจรเชิงนิเวศ: ดาวเคราะห์เคลื่อนที่อย่างไรและประชากรเติบโตอย่างไรสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด นิวยอร์กISBN 978-0-1980-3754-5
  • Hamill, David C. (1993) "วงจรสมมูลแบบรวมศูนย์ของส่วนประกอบแม่เหล็ก: แนวทางไจเรเตอร์-คาปาซิเตอร์" , IEEE Transactions on Power Electronics , เล่ม 8, ฉบับที่ 2, หน้า 97–103. doi : 10.1109/63.223957
  • Heaviside, Oliver (1893) " การเปรียบเทียบระหว่างแรงโน้มถ่วงและแม่เหล็กไฟฟ้า ". The Electrician .
  • ลิบบีย์, โรเบิร์ต (1994) แหล่งข้อมูลการประมวลผลสัญญาณและภาพสปริงเกอร์ISBN 0442308612.
  • Martinsen, Orjan G.; Grimnes, Sverre (2011) พื้นฐานไบโออิมพีแดนซ์และไบโออิเล็กทริซิตี้สำนักพิมพ์ Academic Press ISBN 0080568807.
  • Odum, Howard T. (1994) ระบบนิเวศและระบบทั่วไป: บทนำสู่ระบบนิเวศสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยโคโลราโด
  • Olson, Harry F. (1958) Dynamical Analogies , ฉบับที่ 2, Van Nostrand, 1958 OCLC 1450867 (ตีพิมพ์ครั้งแรกในปี 1943) 
  • Regtien, Paul PL (2002) เซ็นเซอร์สำหรับเมคาทรอนิกส์ , Elsevier, 2012 ISBN 0123944090.
  • Smith, Malcolm C. (2002) "การสังเคราะห์เครือข่ายเชิงกล: ตัวเฉื่อย", IEEE Transactions on Automatic Control , เล่มที่ 47, ฉบับที่ 10, หน้า 1648–1662, ตุลาคม 2002. doi : 10.1109/TAC.2002.803532
  • เทย์เลอร์, จอห์น ที.; หวง, ชิวติง (1997) คู่มือตัวกรองไฟฟ้า CRC , โบคา ราตัน: สำนักพิมพ์ CRC ISBN 0-8493-8951-8.
  • Truit และ Rogers (1960) พื้นฐานของคอมพิวเตอร์อนาล็อกสำนักพิมพ์ John F. Rider Publishing, Inc. นิวยอร์ก
  • Vogel และ Ewel (1972) A Model Menagerie: Laboratory Studies about Living Systems , Addison-Wesley.
  • เยตส์, ลินด์เซย์ บี. (2004), "กระบวนการทางปัญญาเชิงเปรียบเทียบ", หน้า 40-76 ใน แอลบี เยตส์, การทดลองทางความคิด: แนวทางทางปัญญา , วิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโทสาขาศิลปศาสตร์ (โดยการวิจัย), มหาวิทยาลัยนิวเซาท์เวลส์, 2004

อ่านเพิ่มเติม

  • เอลเลอร์แมน, เดวิด แพตเตอร์สัน (21 มีนาคม 1995). "บทที่ 12: การบวกแบบขนาน, ความเป็นคู่แบบอนุกรม-ขนาน และคณิตศาสตร์ทางการเงิน"การล่วงล้ำทางปัญญาในฐานะวิถีชีวิต: บทความในปรัชญา เศรษฐศาสตร์ และคณิตศาสตร์ (PDF)ชุดหนังสืออ้างอิง ข้อมูล และสหวิทยาการ (ฉบับภาพประกอบ) สำนักพิมพ์ Rowman & Littlefield Publishers, Inc.หน้า  237–268 . ISBN 0-8476-7932-2เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อวันที่ 5 มีนาคม 2016 เรียกดูเมื่อวันที่ 9 สิงหาคม 2019{{cite book}}: |work=ละเลย ( ความช่วยเหลือ ) [1] (271 หน้า)
  • Ellerman, David Patterson (พฤษภาคม 2004) [21 มีนาคม 1995]. " บทนำสู่ทฤษฎีความคู่ขนานแบบอนุกรม" (PDF)มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ CiteSeerX 10.1.1.90.3666  เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 10 สิงหาคม 2019 เรียกดูเมื่อ 9 สิงหาคม2019[2] เก็บถาวรเมื่อ 2019-08-10 ที่Wayback Machine (24 หน้า)
  • บทความเรื่อง "แบบจำลองในวิทยาศาสตร์" ในสารานุกรมปรัชญาของสแตนฟอร์ด
  • การเปรียบเทียบทางไฟฟ้าแบบสหวิทยาการถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม 2010 ที่Wayback Machine
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Analogical_models&oldid=1339283616 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แบบจำลองเชิงอุปมา

แบบจำลองเชิงเปรียบเทียบเป็นวิธีการแสดงปรากฏการณ์ในโลก ซึ่งมักเรียกว่า "ระบบเป้าหมาย" โดยใช้ระบบอื่นที่เข้าใจหรือวิเคราะห์ได้ง่ายกว่า เรียกอีกอย่างว่า การ เปรียบเทียบ เชิงพลวัต

คำอธิบาย

การเปรียบเทียบแบบง่าย ๆ คือการเปรียบเทียบที่อิงตามคุณสมบัติร่วมกัน [ 1 ] [ 2 ] และ การเปรียบเทียบ คือกระบวนการแทนข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องเฉพาะเรื่องหนึ่ง (ระบบ เปรียบเทียบ หรือ ระบบ ต้นทาง ) โดยใช้อีกเรื่องหนึ่ง ( ระบบ เป้าหมาย ) [ 3 ] เพื่อ...

การสร้างแบบจำลองเชิงเปรียบเทียบ

สามารถใช้เครื่องมือและระบบต่างๆ มากมายเพื่อสร้างแบบจำลองเชิงเปรียบเทียบได้ [ 6 ]

การเปรียบเทียบเชิงกล

สามารถใช้ระบบต่างๆ มากมายในการแปลงปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าไปสู่ปรากฏการณ์ทางกล แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีระบบหลักสองระบบที่ใช้กัน คือ การเปรียบเทียบอิมพีแดนซ์ และ การเปรียบเทียบความคล่องตัว การเปรียบเทียบอิมพีแดนซ์จะแปลงแรงไปเป็นแรงดันไฟฟ้า...