Özvektör Açılımları
Katı hal fiziğinde, örneğin yoğunluk fonksiyonel teorisi ile hesapladığımız için, sistemimizin özdeğerlerini ve özvektörlerini bildiğimiz durumla sık sık karşılaşırız. Bu durumda sistemin Green fonksiyonunu türetmek çok basittir. Bir parçacık elektron durumlarıyla tanımlanan bir sistemin çözümünü ele alalım. Sistemin denklemi verir.
Burada i ve ψi(r), i bant indeksli çözümlerdir. Eksiksiz çözüm kümesi, tam bir ortonormal işlev kümesi oluşturur, böylece her işlev özfonksiyonlar ψi(r) içinde genişletilebilir.
Türetmemize giren tek varsayım, Hamiltoniyen'imiz için tam bir ortonormal özfonksiyonlar kümesinin varlığı olduğundan, sonuç oldukça genel olarak geçerlidir; bu, karmaşık eşleniği transpoze etmek ve almak, bir (gecikmeli) Green fonksiyonunu diğerine (gelişmiş) dönüştürür.
Pratik bir bakış açısından bu, bunlardan birinin gerçekten gereksiz olduğu anlamına gelir: bu nedenle, Green'in bir sistem işlevinden bahsederken, aşağıdaki sunumu gecikmiş Green'in işleviyle sınırlayacağız.
Bu türevin, yalnızca sistemin özfonksiyonlarını Schrodinger denkleminin benzersiz bir potansiyele sahip çözümleri olarak temsil edebiliyorsak geçerli olduğuna dikkat edilmelidir. Yoğunluk fonksiyonel teorisinde olduğu gibi, elektron etkileşimlerine ortalama alan yaklaşımlarında genellikle durum budur.
Çok gövdeli bir bağlamda, aynı sonuç mutlaka doğru değildir. Aslında, daha sonra görüleceği gibi, şu anda ulaşım problemimiz için bulabileceğimiz tek çözüm, etkileşimlerin etkileşmeyen hafif bozulmaları olarak görüldüğü pertürbasyon teorisine dayanmaktadır.
Fonksiyonlar ve Saçılma Matrisleri
Bu konudan saptıktan ve Green fonksiyonlarını tanıttıktan sonra, artık saçılma matrisi S'ye ikinci kez bakabilecek durumdayız. İlk olarak, saçılma matrisinin genliklerden ziyade akımlara dayalı olarak tanımlandığını hatırlayalım.
Teorik modelimizi genliklere dayandırırsak, değişiklik yapmalıyız. İletken genlikleri tA(B)←B(A) İletkenin zıt taraflarında bulunan A ve B uçlarındaki zA = 0 ve zB = 0 noktalarını birleştiren fonksiyonunu hesaplamak istiyoruz.
Önceki sonuçlardan, zA = 0'daki bir birim uyarımın iki sonucu olduğunu biliyoruz: iletkenden uzakta A1 = +i/v genlikli bir dalgaya ve yönde A2 = −i/v genlikli bir dalgaya yol açar. kondüktörün. İletkene doğru dalga, iletken tarafından saçılır, B ucuna yayılmak için iletim genliği tB←A'dır. Dolayısıyla Green fonksiyonu için yazabiliriz.
1980'lerde türetilen bu ilişki, bir arayüz aracılığıyla taşıma özelliklerini bu arayüzün Green fonksiyonuyla ilişkilendirir. Green fonksiyonları mevcut elektronik yapı yöntemleri ile hesaplanabildiğinden, taşınım teorisindeki modern simülasyon tekniklerinin teorik temellerinden biridir.
Matris özdeğer ve özvektör Bulma
Özvektör nedir
Özdeğer ve özvektör pdf
Özdeğer ve özvektör nedir
Matris özdeğer nedir
Özdeğer ve Özvektör örnekleri
Matris özvektör Bulma
Lineer Cebir Özdeğer özvektör
Çoklu Kanallar İçin Saçılma Matrisleri
Çoklu yayılma modlarına sahip bir telde, z boyunca uzanan Green fonksiyonunu, r2 = (x,y) ile A±m genlikleri ve enine dalga fonksiyonları χm(r2) ile modüle edilmiş z boyunca bir düzlem dalga olarak yazabiliriz. Genellik kaybı olmadan, bu enine dalga fonksiyonlarının gerçek olduğu varsayılır.
Potansiyel U(r2), elektron hareketini r2 yönünde sınırlar; dalga fonksiyonları χm(r2) ortogonaldir, çünkü ayrı bir özdeğerler kümesi için iki boyutlu Hamiltoniyenin spektrumunu temsil ederler. Kanıtlama amacıyla, onların gerçek olduklarını da varsayarız.
Şimdi iki ucumuz olduğunu düşünün: m'li kurşun A ve n iletken kanallı kurşun B. Ardından, iletkenin zıt taraflarındaki iki nokta arasındaki Green işlevi değiştirilmelidir.
Genel olarak, iletim fonksiyonunu ve dolayısıyla bir cihaz aracılığıyla elektron yayılımı için iletim olasılığını veren saçılma matrisinin elemanları ile ilgilenilir. Bu elemanlar yukarıdaki denklemden χm(r2(A))χn(r2(B)) ile çarpılarak ve d2r üzerinden integral alınarak, dalga fonksiyonları χ için diklik koşulundan yararlanılarak elde edilir.
Burada, r2'nin A ucu içinde ve r2'nin B ucu içinde olduğu şeklindeki açık gösterimi kaldırdık. Ayrıca, bu denklemin tüm bileşenlerinin enerji bağımlılıklarını koruduğuna dikkat edin.
Şimdiye kadar elektronların bir iletkenin bir tarafından diğer tarafına yayılmasını tanımladık. İletim olasılığını hesaplamak için gereken anahtar niceliklerin, iletkenin zıt taraflarındaki iki nokta arasındaki belirli bir geçiş için Green fonksiyonları GR veya yayıcı olduğu bulundu.
Bunlar da saçılma matrisiyle ilişkilidir ve saçılma matrisinin tüm öğelerinin toplamı bize Fisher-Lee denklemi yoluyla istenen iletim olasılığını verir.
Bununla birlikte, bir iletken ve iki sonsuz uç içeren bir sistemin Green fonksiyonlarını hesaplamak genellikle imkansızdır, çünkü uçların elektronik yapı ve iletken içindeki yayılma üzerinde bir etkisi olacaktır. Bu etkinin hesaplamaya dahil edilmesi gerekir. Bu amaca yönelik genel strateji, iletkenin kendi sınırlarındaki sonsuz uçların etkisini belirlemektir.
Sonlu Farklar Yöntemi
İlgili prosedürleri anlamak için başlangıçta, a'nın bir sabit olduğu, zj − zj−1 = a mesafesinde eşit aralıklı ayrık kafes noktalarına sahip basit bir tek boyutlu sistemi ele alıyoruz. Daha sonra sistemin Hamilton operatörü verilir.
Potansiyel V(z) de her kafes noktasında tanımlanır, V için Vj yazarız (z = ja). H'yi eşit olarak ayrıklaştırılmış bir f(z) fonksiyonu ile çarparak, z = ja noktası için aşağıdaki ilişkiyi elde ederiz.
Sonlu farklar yöntemi, adını diferansiyellerin ele alınmasından alır. f(z = ja)'nın birinci türevi için f (z = (j + 1/2)a) ve f (z = (j − 1/2)a) değerleri arasındaki sonlu farkı dikkate alabiliriz.
Tek boyutlu Schrödinger denklemi daha sonra, matrisin her satırının yalnızca üç eleman içerdiği bir matris denklemine dönüştürülür: köşegen eleman ve onun iki komşusu. Hamiltonian'ın atomik yörünge temsilinde böyle bir matris, yalnızca köşegen ve en yakın komşulara "atlamalı" parametreleri içerdiğinden, "sıkı bağlayıcı" matris olarak bilinir.
Sonsuz bir ucu düşündüğümüz için, H matrisi sonsuz boyutludur. Matrisi z = ja = 0 noktasına yakın ele alırsak, bileşenleri açıkça yazabiliriz. Bir sistemin Hamilton matrisine sahip olduğumuzda, Green fonksiyonu basitçe reçeteye göre ters matristir.
Bununla birlikte, küçük bir sorun var: sonsuz bir teli düşündüğümüz için matris sonsuz boyutludur. Sonsuz bir matrisi tersine çevirmek mümkün değildir, bu nedenle kurşunun özellikleriyle başa çıkmak için dolaylı bir yaklaşım düşünmeliyiz.
Bu amaçla önce bir iletken ve bir sonsuz kurşun içeren bir sistemi ayrı tanımlanan iki alt sisteme ayırıyoruz. Sistemin genel fonksiyonu daha sonra aşağıdaki şekilde alt matrislere bölünebilir.
Endüstriyel İnternet Bakış Açıları
Bakış açıları dört sınıflandırmaya ayrılır: İş, Kullanım, İşlevsel ve Uygulama. İş bakış açısı, iş vizyonu, değerleri ve amaçları gibi iş odaklı konularla ilgili olarak paydaşların endişelerini ele alır. Bu nedenle, bu bakış açıları da ilgi çekicidir.
Kullanım bakış açısı, sistemin nasıl kullanılmasının beklendiğiyle ilgili endişeleri ele alır ve tipik olarak, belirli bir işlevi yerine getirmek için sistemle etkileşime giren aktörler olarak kullanıcılarla birlikte kullanım senaryoları olarak da temsil edilir.
İşlevsel bakış açısı, sistemdeki işlevsel bileşenlere ve bunların diğer sistemlerle hem dahili hem de harici olarak birbirleriyle nasıl ilişki kurduklarına ve entegre olduklarına da odaklanır. Son olarak, Uygulama bakış açısı, işlevsel bileşen yaşam döngülerinin endişelerini ve bunların sistem içinde nasıl uygulandıklarını da ele alır.
İş Bakış Açısı
İş bakış açısı, sistemin işe nasıl değer kattığı ve iş stratejisiyle nasıl uyumlu olduğu gibi iş odaklı endişelerin yanı sıra beklenen yatırım getirisi (ROI) gibi finansal endişeleri de ele alır.
Bu nedenle, paydaşlar, işle ilgili endişeleri ve gereksinimleri tanımlayabilen, değerlendirebilen ve ele alabilen iş vizyonerleri ve karar vericiler olma eğilimindedir. Bu paydaşlar tipik olarak işte büyük bir paya sahip olacak ve karar alma üzerinde güçlü bir etkiye de sahip olacaklardır.
Kullanım Bakış Açısı
Kullanım bakış açısı, iş gereksinimlerini alır ve bunları, gerekli sonuçları ve iş hedeflerini sağlayan kullanıcı ve sistem etkinliklerinin yaratılması yoluyla gerçekleştirir. Tanımlanan etkinlikler, sonuçta sistemin gerekli işlevselliğini sağlayacak olan sistem gereksinimleri için girdi görevi de görür.
İşlevsel Bakış Açısı
İşlevsel Bakış Açısı, paydaşların Endüstriyel İnternet sisteminin işlevselliği ile ilgili endişelerini ele alır. Bunun söylenmesi büyük, karmaşık sistemlerde yapmaktan daha kolaydır, bu nedenle IIS işlevselliğiyle ilgili endişeleri ele almak için IIC, işlevsellik kavramını da yarattı.
Ayrıca, IIC, işlevsel alan kavramının geniş bir endüstri yelpazesinde ve onların özel IIS gereksinimleri ve spesifikasyonlarında uygulanabilir olmasını da amaçlamıştır. Sonuç olarak, etki alanı modelinin uygulanması esnektir ve minimum veya gerekli bir işlevsel etki alanı kümesi olarak da tasarlanmamıştır. Örneğin, belirli bir endüstrideki kullanım durumu, bazı işlevsel alanlara diğerlerinden daha fazla önem de verebilir.
Endüstriyel IoT Nedir
Nesnelerin interneti
Nesnelerin İnterneti Nedir
IoT Uygulamaları
IoT Makale
endüstride nesnelerin interneti (iot) uygulamaları
IIoT
Nesnelerin İnterneti pdf
IIC, fonksiyonel alanları bir dizi endüstriyel kullanım durumunda geniş uygulanabilirliğe sahip olacak şekilde tasarladığından, esnek uygulama yöntemleri vardır. Örneğin, tasarım, işlevsel alanları tek bir sistemde birleştirebilir veya bunları bölerek birçok sisteme de dağıtabilir.
İşlevsel alanlar, deneyimlerin geniş bir uygulanabilirliğe sahip olduklarını gösterdiğinden, her bir işlevsel alan için önemli olan yapı taşları kümelerine de bölünebilir.
Bununla birlikte, bu yapı taşları aynı zamanda ne tam ne de minimum bir kümedir ve bir tasarım gerektiği gibi bir sisteme bir veya daha fazlasını uygulayabilir. IIC’nin amacı, işlevsel alanlar içinde IIS mimarisini kavramsallaştırmak için bir başlangıç noktası da sağlamaktı.
Kontrol Etki Alanı
Kontrol alanının bir temsili, tipik olarak, sensörlerden veri okuma, ardından mantık birimleri kuralları, mantığı uygulama ve ardından süreç üzerinde kontrol uygulamak için makinelere geri bildirim uygulama gibi görevleri gerçekleştiren işlevsel birimlerin bir koleksiyonudur.
Endüstriyel bir senaryoda, doğruluk ve çözünürlük, kontrol işlevlerinin kritik bileşenleridir ve bu nedenle mantık, hesaplama öğesi, genellikle teknik olarak mümkün olduğu kadar sensörlere de yakın konumlandırılır.
Kontrol alanlarının örnekleri, büyük bir IIS sisteminde, örneğin bir nükleer santraldeki bir kontrol odasında veya daha küçük IIS’lerde, akıllı bir ofiste sıcaklığı kontrol eden otonom bir araçta bir mikroişlemci de olabilir.
Kontrol alanı, karmaşıklıklarına göre değişiklik gösterebilen bir dizi ortak işlevden oluşur. Bir örnek, IIS’nin sensörlere ihtiyaç duyacağı ve bu nedenle kontrol alanının sensör aktivitesini okuyabilecek bir fonksiyon gerektirmesi olabilir. Bu, özyinelemeli algılama için bir gereklilik olabileceğinden, yalnızca donanım, yazılım değil aynı zamanda analitik de gerektirebilir. IIS ile gerçek zamanlı bağlantı gerektiren de karmaşık bir geri bildirim mekanizmasıdır.
Ayrıca kontrol alanının, aktüatörlere geri bildirimi kontrol etmek için donanıma, cihazlar aracılığıyla yazılıma gönderdiği sinyaller olan aktüasyonu akıllı bir şekilde manipüle etmesi, örneğin bir eylemi başlatmak için röleleri tetiklemesi, örneğin sistemi geri döndürmesi için bir gereklilik vardır. güvenli çalışma limitleri. Bir örnek, motorun aşırı ısınmasıdır veya sensörler, tehlikeli olabilecek aşırı titreşimi de algılar.
İletişim
İletişim işlevi, tüm işlevsel sensörleri, aktüatör kontrol cihazlarını, uzak G/Ç cihazlarını ve nihayetinde ağ geçitlerini ortak bir protokole bağlar. Bu, imalatta olduğu gibi birçok IIoT senaryosunda olduğu gibi önemlidir, geleneksel alan veri yolu protokolleri yaygındır, bu durumda sensörler ve arka ofis uygulamaları arasında çeviri yapılması da gerekir.
IPv6 ve CoAP kullanan bir Greenfield sitesi gibi homojen bir sistemi uygulamak her zaman mümkün değildir. Çoğu durumda, ZigBee gibi eski cihazlar ve protokoller mevcut olacaktır ve bu durumda ağ geçitlerinde çeviri yapılması gerekir. Ara bağlantıyı mümkün kılan, mevcut cihaz protokolünü, spesifikasyonların ve arayüz gereksinimlerinin temel karmaşıklığından ayıran da bu varlık soyutlamasıdır.
Örneğin, akıllı bir binada, hepsi bir dizi protokol kullanan, ancak her biri bir göreve son derece özgü olan ve bir kenara atılamayacak olan birkaç satıcıdan yüzlerce veya binlerce cihaz olabilir. Bunları IIS’ye dahil etmek için çeviri ağ geçitleri gerekli de olacaktır. Benzer şekilde, mikroişlemci veya IPv6 yığınını destekleme yeteneği olmayan bazı aptal sensörler de bir IPv6 proxy aracılığıyla çeviri de gerektirecektir.