กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

การตอบสนองชั่วคราว

ในวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมเครื่องกลการตอบสนองชั่วคราว (Transient response)คือการตอบสนองของระบบต่อการเปลี่ยนแปลงจากสภาวะสมดุลหรือสภาวะคงที่การตอบสนองชั่วคราวไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องก...

การตอบสนองชั่วคราว

การสั่นแบบหน่วงเป็นรูปแบบการตอบสนองชั่วคราวทั่วไป โดยค่าเอาต์พุตจะสั่นไปมาจนกระทั่งถึงค่าคงที่ในที่สุด

ในวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมเครื่องกลการตอบสนองชั่วคราว (Transient response)คือการตอบสนองของระบบต่อการเปลี่ยนแปลงจากสภาวะสมดุลหรือสภาวะคงที่การตอบสนองชั่วคราวไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลัน แต่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ใดๆ ที่ส่งผลกระทบต่อสมดุลของระบบการตอบสนองต่อแรงกระตุ้น (Impulse response ) และการตอบสนองแบบขั้นบันได (Step response ) เป็นการตอบสนองชั่วคราวต่ออินพุตเฉพาะ (แรงกระตุ้นและขั้นบันได ตามลำดับ)

โดยเฉพาะในวิศวกรรมไฟฟ้า การตอบสนองชั่วคราวคือการตอบสนองชั่วคราวของวงจรที่จะค่อยๆ หายไปตามเวลา[ 1 ]ตามด้วยการตอบสนองสภาวะคงที่ ซึ่งเป็นพฤติกรรมของวงจรหลังจากมีการกระตุ้นภายนอกเป็นเวลานาน[ 1 ]

การลดแรงสั่นสะเทือน

การตอบสนองสามารถจำแนกได้เป็นหนึ่งในสามประเภทของการหน่วง ซึ่งอธิบายถึงผลลัพธ์ที่สัมพันธ์กับการตอบสนองในสภาวะคงที่

หน่วงน้อยเกินไป
การ ตอบสนอง แบบหน่วงน้อยเกินไปคือการตอบสนองที่แกว่งไปมาภายในกรอบ การสั่นที่ค่อยๆ ลดลง ยิ่งระบบหน่วงน้อยเกินไปมากเท่าไร ก็ยิ่งมีการแกว่งมากขึ้นและใช้เวลานานขึ้นในการเข้าสู่สภาวะคงที่ โดยอัตราส่วนการหน่วงจะมีค่าน้อยกว่าหนึ่งเสมอ
หน่วงวิกฤต
การ ตอบสนอง แบบหน่วงวิกฤตคือการตอบสนองที่เข้าถึงค่าสถานะคงที่ได้เร็วที่สุดโดยไม่เกิดการหน่วงน้อยเกินไป มันเกี่ยวข้องกับจุดวิกฤตในแง่ที่ว่ามันอยู่คร่อมขอบเขตระหว่างการตอบสนองแบบหน่วงน้อยเกินไปและการ หน่วง มากเกินไปในกรณีนี้ อัตราส่วนการหน่วงจะมีค่าเท่ากับหนึ่งเสมอ ในกรณีอุดมคติ จะไม่มีการแกว่งไปมาเกี่ยวกับค่าสถานะคงที่
หน่วงมากเกินไป
การตอบสนองแบบหน่วงเกิน (overdamped response) คือการตอบสนองที่ไม่แกว่งไปมารอบค่าสถานะคงที่ แต่ใช้เวลานานกว่าจะถึงค่าสถานะคงที่เมื่อเทียบกับกรณีหน่วงวิกฤต (critically damped case) ในกรณีนี้ อัตราส่วนการหน่วงจะมีค่ามากกว่าหนึ่ง

คุณสมบัติ

คุณสมบัติของระบบทรานซิเอนต์อันดับสองทั่วไป

การตอบสนองชั่วคราวสามารถวัดปริมาณได้ด้วยคุณสมบัติต่อไปนี้

เวลาตื่น
เวลาเพิ่มขึ้น (Rise time)หมายถึงเวลาที่สัญญาณใช้ในการเปลี่ยนจากค่าต่ำที่กำหนดไปสู่ค่าสูงที่กำหนด โดยทั่วไป ค่าเหล่านี้จะอยู่ที่ 10% และ 90% ของความสูงของขั้นบันได
โอเวอร์ชูต
การโอเวอร์ชูตคือภาวะที่สัญญาณหรือฟังก์ชันมีค่าเกินกว่าเป้าหมาย มักพบร่วมกับการเกิดเสียงก้อง
เวลาในการปรับตัว
เวลาการตั้งตัวคือเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่การใช้สัญญาณอินพุตขั้นบันไดทันทีในอุดมคติจนถึงเวลาที่เอาต์พุตเข้าสู่และคงอยู่ภายในช่วงข้อผิดพลาดที่กำหนด[ 2 ]ซึ่งเป็นเวลาหลังจากนั้นความเท่าเทียมกันต่อไปนี้เป็นไปตามเงื่อนไข:
|ชม.(ที)ชม.ที|ϵ{\displaystyle |h(t)-h_{st}|\leqslant \epsilon }
ที่ไหนชม.ที{\displaystyle h_{st}}คือค่าสภาวะคงที่ และϵ{\displaystyle \epsilon }กำหนดความกว้างของช่วงความคลาดเคลื่อน
เวลาหน่วง
เวลาหน่วงคือเวลาที่จำเป็นสำหรับการตอบสนองที่จะไปถึงครึ่งทางของค่าสุดท้ายในตอนแรก[ 3 ]
ช่วงเวลาพีค
เวลาสูงสุดคือเวลาที่จำเป็นสำหรับการตอบสนองที่จะไปถึงจุดสูงสุดแรกของการโอเวอร์ชูต[ 3 ]
ข้อผิดพลาดสถานะคงที่
ข้อผิดพลาดสถานะคงที่คือความแตกต่างระหว่างผลลัพธ์สุดท้ายที่ต้องการกับผลลัพธ์จริงเมื่อระบบถึงสถานะคงที่ซึ่งคาดว่าพฤติกรรมของระบบจะดำเนินต่อไปได้หากไม่มีการรบกวน[ 4 ]

การสั่น

การสั่นเป็นผลที่เกิดจากสิ่งกระตุ้นชั่วคราวต่อวงจรหรือระบบที่มีการหน่วงน้อยเกินไป เป็นเหตุการณ์ชั่วคราวก่อนถึงสถานะคงที่ สุดท้าย หลังจากการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของวงจร[ 5 ]หรือการเริ่มต้น ในทางคณิตศาสตร์ สามารถจำลองได้เป็นออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิกแบบหน่วง

สมดุลโวลต์-วินาทีของตัวเหนี่ยวนำและสมดุลแอมแปร์-วินาทีของ ตัวเก็บประจุ จะถูกรบกวนโดยสภาวะชั่วคราว สมดุลเหล่านี้ครอบคลุมการลดความซับซ้อนของการวิเคราะห์วงจรที่ใช้สำหรับวงจร AC สภาวะคงที่[ 6 ]

ตัวอย่างของการสั่นแบบชั่วคราวสามารถพบได้ในสัญญาณดิจิทัล (พัลส์) ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์[ 7 ] พัลส์แต่ละพัลส์สร้างการสั่นแบบชั่วคราวสองครั้ง การสั่นที่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าอย่างกะทันหัน และการสั่นอีกครั้งที่เกิดจากการลดลงของแรงดันไฟฟ้าอย่างกะทันหัน โดยทั่วไปถือว่าเป็นผลที่ไม่พึงประสงค์ เนื่องจากทำให้เกิดความผันแปรในแรงดันไฟฟ้าสูงและต่ำของสัญญาณ ทำให้เกิดความไม่เสถียร

แม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMP) เกิดขึ้นภายในร่างกายอันเป็นผลมาจากการทำงานของอุปกรณ์สวิตช์ วิศวกรใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากเพื่อป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าชั่วขณะส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ที่บอบบาง แหล่งกำเนิดภายนอก ได้แก่ฟ้าผ่าการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากนิวเคลียร์

ใน การทดสอบ ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะมีการสร้างสัญญาณรบกวนชั่วขณะขึ้นกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยเจตนา เพื่อทดสอบประสิทธิภาพและความทนทานต่อการรบกวนชั่วขณะนั้น การทดสอบหลายๆ ครั้งจะใช้การสั่นไหวชั่วขณะที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วโดยตรง ในรูปแบบของคลื่นไซน์แบบลดทอนแทนที่จะพยายามจำลองแหล่งกำเนิดสัญญาณดั้งเดิม มาตรฐานสากลได้กำหนดขนาดและวิธีการที่ใช้ในการประยุกต์ใช้สัญญาณเหล่านั้น

มาตรฐานยุโรปสำหรับการทดสอบการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว (Electrical Fast Transient หรือ EFT) คือEN-61000-4-4ส่วนมาตรฐานของสหรัฐอเมริกาคือ IEEE C37.90 ทั้งสองมาตรฐานมีความคล้ายคลึงกัน การเลือกใช้มาตรฐานขึ้นอยู่กับตลาดเป้าหมาย

ดูเพิ่มเติม

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การตอบสนองชั่วคราว

ในวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมเครื่องกลการตอบสนองชั่วคราว (Transient response)คือการตอบสนองของระบบต่อการเปลี่ยนแปลงจากสภาวะสมดุลหรือสภาวะคงที่การตอบสนองชั่วคราวไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องก...

การลดแรงสั่นสะเทือน

การตอบสนองสามารถจำแนกได้เป็นหนึ่งในสามประเภทของการหน่วง ซึ่งอธิบายถึงผลลัพธ์ที่สัมพันธ์กับ การตอบสนองในสภาวะคง ที่

คุณสมบัติ

การตอบสนองชั่วคราวสามารถวัดปริมาณได้ด้วยคุณสมบัติต่อไปนี้

การสั่น

การสั่นเป็นผลที่เกิดจากสิ่งกระตุ้นชั่วคราวต่อวงจรหรือระบบที่มีการหน่วงน้อยเกินไป เป็นเหตุการณ์ชั่วคราวก่อนถึง สถานะคงที่ สุดท้าย หลังจากการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของวงจร [ 5 ] หรือการเริ่มต้น ในทางคณิตศาสตร์ สามารถจำลองได้เป็น ออสซิลเลเตอร์ฮาร์มอนิกแบบ หน่วง