Landauer–Buttiker Yaklaşımı
Landauer–Buttiker Yaklaşımı Landauer–Bütiker yaklaşımının ana avantajı, matematiksel kesinliği ve STM uçlarının farklı sınır koşullarını içermesidir. Prensip olarak, bu nedenle tünel açma durumunun daha doğru bir tanımını vermelidir. Ayrıca tedavi, ayrı iletkenlik kanalları arasındaki girişim etkilerini içerir. Landauer tarafından bir makalede yeniden ele alınan orijinal tek boyutlu türetme aslında oldukça basittir. Ana varsayımlar şunlardır: 1. İki kurşun ideal metallerden oluşur, elektron durumlarının dağılımı serbest bir elektron gazının dağılımına eşittir, bu da bir boyutta, belirli bir k değerindeki elektron sayısının k ile doğrusal olduğu anlamına gelir. 2. Vakum bariyerine çarpan elektronlar ya bariyer boyunca iletilir ya da kurşuna geri yansıtılır. Elektronların geçişi, kurşunlardaki işgali değiştirir, böylece kaynağın işgal ettiği en yüksek seviye olan μ1, Fermi seviyesinden daha yüksektir. Tersine, drenajın en düşük boş seviyesi olan μ2, Fermi seviyesinden daha düşüktür. 3. Gerçek Fermi seviyeleri veya kaynağın (μA) ve tahliyenin (μB) kimyasal potansiyelleri, dolu ve boş durumların sayısıyla tanımlanır. Her iki seviye de, yukarıdaki işgal edilmiş durumların sayısının, aşağıdaki işgal edilmemiş durumların sayısına eşit olmasıyla karakterize edilir. 4. Uygulanan bias eV, iki gerçek Fermi seviyesi arasındaki potansiyel farktır. 5. Meslek sayılarındaki gerçek değişiklikler, küçük bir enerji aralığında meydana gelir; tünelleme elektronlarının enerji seviyesi bu nedenle Fermi seviyesine eşittir. Potansiyel bariyerden geçen toplam akım, iletilen ve yansıtılan akım katkıları arasındaki fark olacaktır. Kaynaktan yayılan akım verilir. Burada e elektron yükü, v Fermi seviyesindeki elektron hızı, n elektron sayısı ve E enerjidir. Kapalı bir sistemdeki elektron durumlarının sayısı, 2πn = k ile k ile orantılıdır; elde ettiğimiz iki dönüş yönünü hesaba katar. Aşağıdakiler için, tüm durumlar tamamen dolu olduğu için μ2'nin altındaki durum aralığının akıma katkıda bulunmayacağını not etmek önemlidir. Tüm durumlar boş olduğu için μ1'in üzerindeki aralık da olmayacaktır. Bu nedenle, ilgili tek değişiklik bu değerler arasındaki aralıkta meydana gelir. Enerji seviyeleri μ1 ve μ2, her kurşundaki dolu ve boş durumların sayısının Fermi seviyesine göre dengelenmesi gerektiği özelliği kullanılarak kimyasal potansiyellerden hesaplanır. Pozitif ve negatif hızlar için her kurşundaki taşıyıcıların toplam sayısı N verilmiştir. Sol kurşun için, μA'nın üzerindeki dolu durumların sayısı, çarpan ve yansıyan elektronlardan kaynaklanır; Aşağıdaki boş durum sayısı, bu aralıktaki toplam taşıyıcı sayısı ile işgal altındaki durum sayısı arasındaki farktır. Sağ uç içinde, Fermi seviyesinin üzerindeki işgal edilmiş durumların sayısı, kaynaktan bariyeri geçen iletimlerden kaynaklanırken, μB'nin altındaki kullanılmayan durumların sayısı, kaynağa geri iletimlerden kaynaklanmaktadır. Sonuç kesinlikle yalnızca sıfır sıcaklıkta geçerlidir. Geçiş matrisleri çerçevesinde ve ortam termal koşulları altında bu önemli denklemin kompakt gösterimi için detaylara bakmak gerekir. landauer-büttiker formula landauer-büttiker formalism landauer--büttiker formula derivation landauer formula pdf Saçılma ve Pertürbasyon Yöntemi Çok kanallı geçişlerin genel bir çerçevesi içinde, Landauer-Buttiker denklemi genellikle matris gösteriminde yeniden yazılır. İki uç ve bir vakum bariyerinden oluşan basit bir arayüz için, iletkenlik daha sonra açıklanmaktadır. Matris çarpımı üzerindeki izin bu durumda tüm iletim kanallarının toplamına eşdeğer olduğuna dikkat edin. Bununla birlikte, bir arayüz boyunca farklı yollar mevcutsa, örneğin bir yüzey üzerinde adsorbe edilmiş bir molekül boyunca tünelleme akımı varsa durum değişir. Bu durumda, matris ürünü aynı zamanda, bir elektronun arayüzün birden fazla iletim kanalı boyunca eşzamanlı geçişini tanımlayan köşegen dışı elemanlar da içerir. Bu girişim etkilerinin gerçek tünelleme görüntüsü için ne kadar önemli olduğu sorusu hala kesin bir cevaba sahip değil. Rodyum yüzeylerde adsorbe edilmiş benzenin görüntülerinde girişimlerin önemli bir rol oynayabileceği gösterilmiştir. Ancak, bu daha geniş bir ölçekte kurulmamış gibi görünüyor. Bu etkilerin dışında biçimcilik, tünelleme simülasyonlarında pertürbasyon yöntemleriyle aynı sonuçlara yol açmaktadır. Fonksiyon Yaklaşımı Son birkaç yılda, denge dışı fonksiyon biçimciliği temelinde tünel açma sürecinin teorik tedavileri giderek daha popüler hale geldi. Sorunun en eksiksiz tedavisi, iki uç ve bir bariyer bölgesi içeren bir sistemin Hamiltoniyeni olarak kabul edilir. Teorinin incelikleri bir önceki yazılarımızda ele alınmıştı; burada sadece sonucu belirtiyoruz. Esnek olmayan etkileri içeren bir arayüzden geçen akım verilmiştir. Burada öz enerjiler ΣA<(E) sonsuz uçlara bağlantıyı tanımlarken, G<(E) iletken arayüzünün Green'in dengesiz fonksiyonudur. Tünel açma işlemlerinde yer alan zaman ölçeklerini analiz edersek, normal tünel açma koşulları (I ≈ 1 nA) için tek elektron işlemleri arasında yaklaşık 10−10 s'lik bir aralık elde ederiz. Bu aralığın kafes uyarımlarının tipik zaman ölçeğinden yüz ila bin kat daha uzun olduğu düşünüldüğünde, bariyerdeki elektronların etkileşimlerini ihmal etmek çok daha güvenli görünüyor. Bu durumda esasen azalır. f'nin Fermi dağılım fonksiyonlarını, GR(E) ve GA(E) bariyerin geciktirilmiş ve gelişmiş fonksiyonlarını ve ΓS(T) yüzey ve uç temaslarını ifade ettiği yerde. Bu biçimcilik, özellikle moleküler elektronikteki uygulamalar veya arayüzler aracılığıyla taşıma özelliklerinin analizi için de giderek daha popüler hale geldi. Biçimciliğe dahil olan çok çeşitli etkileşimler nedeniyle, Keldysh'in yöntemi bugün en doğru olanıdır. Ana sorunu, ya katı hal sistemlerinin tanımındaki yaklaşımlarla ya da etkileşim aralığındaki atom sayısını sınırlayarak telafi edilmesi gereken bir hesaplama maliyetidir. Bu nedenle genellikle sıkı bağlama modellerinde uygulanmıştır. Bu sınırlama ve ardından gelen sayısal kesinlik eksikliği, genel kullanımına karşı ana itirazlardı. Bununla birlikte, son zamanlarda yöntemin bir düzlem dalga temel kümesi içinde de uygulanabileceği gösterilmiştir. Son teknoloji ürünü DFT yöntemleri, doğru bir tanımlama için düzlem dalgalara dayandığından, bu, pertürbasyon yöntemlerinin saçılma yöntemleriyle değiştirilmesi lehine de oldukça güçlü bir argümandır.

Kontrolör Parametreleri – Endüstride Model- Ödev Hazırlatma – Tez Yazdırma – Proje Yaptırma Fiyatları – Ödev Örnekleri – Ücretli Proje Yaptırma – Tez Yaptırma Ücretleri

Kontrolör Parametreleri

Tesis tahmini parametreleri, kontrolör katsayılarını (lyl’ ly2, lTI ve lUI) hesaplamak için kullanılabilir’ Bu katsayılar, tesis parametreleri a, bo,b}, 8(i) ve A(i)’nin fonksiyonlarıdır. GPC, tesisin birim statik kazancı olacak şekilde tasarlanırsa, tesis parametreleri arasında bir ilişki vardır.

Parametre Tn, denklem (3.13)’te kullanılan modelde gerçek ölü zamanın parametre d’ye ne kadar yakın olduğunu gösterir. Yani Tn d+1 ise; dolayısıyla 1 ile 0 arasındaki bir Tn aralığı, d ile d+1 arasındaki kesirli ölü zamanları kapsar.

6(i) ve A(i) değerleri seçildikten ve tesis parametreleri bilindikten sonra, kontrolör katsayıları kolaylıkla türetilebilir. Üniter statik kazançlı bir sistem elde etmek ve parametre sayısını azaltmak için kontrol sinyali proses statik kazancına bölünür.

M, P, Rand Q matrislerini hesaplamak ve denklemi (3.15) çözmek için gereken ağır hesaplama gereksinimlerinden kaçınmak için, katsayılar, gösterildiği gibi önceden hesaplanmış bir dizi değerde enterpolasyon yapılarak elde edilebilir.

Bunun bu durumda başarılabileceğine dikkat edin, çünkü kontrolör katsayıları sadece iki parametreye bağlıdır. Üniter statik kazanç dikkate alınarak elde edildikleri için Iyl , ly2 ve ITI katsayıları bu değere bölünerek düzeltilmelidirler.

Yukarıda açıklanan algoritma, ilgilenilen bölgeyi kapsayan bir küme üzerinde denklem (3.13) ile tanımlanabilen tesisler için GPC’nin kontrolör parametrelerini hesaplamak için kullanılabilir. Bu bölge, [0.5, 0.95] aralığındaki kutup değerleri ve 0 ile 1 arasında değişen diğer tesis parametresi m ile tanımlanır.

Şekil 3.10’da gösterilen eğriler, Iyl , ly2 andluI for6(i)=6i ve A(i)=Aiwith6=I,A=0.8andN=15 için kontrolör parametrelerine karşılık gelir. Kapalı döngü statik kazancının I değerine eşit olması gerektiğinden, Iyl , l y2 ve Irl parametrelerinin toplamının sıfıra eşit olduğuna dikkat edin. Bu sonuç, dört parametreden sadece üçünün bilinmesi gerektiği anlamına gelir.

kji (m) katsayıları, m değerine bağlıdır ve farklı a ve m değerleri için bilinen lyi değerleri kümesi kullanılarak en küçük kareler uydurmasıyla hesaplanabilir. kji(rn) için iyi bir yaklaşıklık veren düşük dereceli polinomlar Bordons tarafından elde edilmiştir.

Bu ifadeler, gerçek kontrolör parametrelerine çok iyi bir yaklaşım sağlar ve tesis parametrelerinin ilgi alanı için nominal değerlerin yüzde ikisinden daha az bir maksimum hata ile hesaplanan veri kümesine uyar.

Kontrol ağırlık faktörünün ,\ kontrolör parametreleri üzerindeki etkisi de dikkate alınabilir. Küçük ‘\ değerleri için, parametreler daha büyük bir kontrol çabası üretecek şekilde daha büyüktür, bu nedenle yaklaşık fonksiyonlarda bu faktör dikkate alınmalıdır.

Önceki bölümlere benzer bir prosedürle, (3.18) ifadelerindeki kij(m) değerleri, A’nın fonksiyonları olarak yaklaşık alınabilir ve yaklaşık yüzde üç’lük bir maksimum hata elde edilebilir (en kötü durumlar bölge sınırlarında) .


Kp Ki Kd hesaplama
Pd kontrol Nedir
Pi Kontrolör nedir
PID kontrol pdf
PID kontrol devresi
Pid parametreleri nasıl belirlenir
PID kontrol uygulamaları


Örnekler

Bu örnek, bir ikili damıtma kolonunun damıtık bileşim döngüsünden alınmıştır ve buna karşılık gelir. Manipüle edilen değişken geri akış akış hızıdır ve kontrol edilen değişken distilat bileşimidir.

Süreç açıkça doğrusal olmamasına rağmen, birinci dereceden bir model artı farklı çalışma noktalarında G(s) =K e-srd /(1 +7S) biçimindeki bir ölü zaman ile modellenebilir. Bunun makul bir yaklaşım olduğuna dikkat edin, çünkü aslında bir damıtma kolonu, her biri birinci dereceden bir eleman olan birkaç plakadan oluşur.

Proses doğrusal olmadığı için tepki farklı çalışma koşulları için değişir, bu nedenle geri akış hızı 3.5 mol/dk’dan 4.5 mol/dk’ya değiştirilerek K, 7 ve 7d parametreleri için farklı değerler elde edildi. Bu testler ile proses parametrelerinde 0.107 :S K :S 0.112, 15.6 :S 7d :S 16.37 ve 40.49 :S 7 :S 62.8 (dakika olarak 7 ve 7d olmak üzere) varyasyonlarının dikkate alınması gerektiği görülmüştür.

Beş dakikalık bir örnek zaman göz önüne alındığında, ölü zaman tamsayı değildir ve ayrık transfer fonksiyonu denklem (3.13)’teki gibi olmalıdır. Ayrık parametreler aynı tabloda görülebilir. Sistem kutbu 0,8838 ile 0,9234 arasında değişebilirken, m parametresi 0,7381 ile 0,8841 arasında hareket edecektir.

Çalışma noktasına bağlı olarak sistem dinamiğinin varyasyonlarıyla başa çıkmak için bir kazanç çizelgeleme öngörücü denetleyici geliştirilebilir. Bunu yapmak için, her çalışma noktası için bir dizi kontrolör parametresi elde edilir ve geri akış akışına bağlı olarak, her koşuldaki parametreler enterpolasyon yapılarak hesaplanacaktır.

G’nin statik kazanç olduğu ve denetleyici ve tahmin parametrelerinin, yukarıda verilen tablolarda düşük geçişli bir filtreyle filtrelendikten sonra akışın interpolasyonu ile elde edildiği yerde.

Sistem davranışını göstermek için, tüm bölgeyi kapsayan ayar noktası değişiklikleri üretilir ve değişen çalışma noktası nedeniyle sistem dinamiklerindeki değişikliklere rağmen çıktının referansı takip ettiği görülebilir.

Entegre Süreçler

Endüstriyel uygulamada, integral bir etki de dahil olmak üzere bazı süreçleri bulmak kolaydır. Bu süreçlerden birinin çıktısı, bir adım girişi tarafından uyarıldığında sonsuz olarak büyür.

Bu, bir giriş akışı ve sabit bir çıkış olması koşuluyla seviyenin arttığı bir tank durumudur. Ayrıca, tork yüke eşit olana kadar güç verilirken büyüyen bir elektrik motoru şaftının açısı. Bu süreçlerin davranışı, şimdiye kadar bu bölümde ele alınanlardan önemli ölçüde farklıdır.

Bu süreçler birinci dereceden artı gecikme transfer fonksiyonu ile modellenemez, ancak bütünleştirici etkiyi modellemek için bir l/s teriminin eklenmesine ihtiyaç duyar. Dolayısıyla, bu tür işlemler için transfer fonksiyonu olacaktır.

Ölü zamanın örnekleme süresinin katı olmadığı genel durumda, sıfır dereceli bir tutma kullanıldığında eşdeğer ayrık transfer fonksiyonu ile verilir.

Ölü zamanın, örnekleme süresinin tamsayı katı olduğu daha basit durumda, b2 terimi ortadan kalkar.

(3.19) ile açıklanan süreçler için GPC kontrol yasası bu bölümde hesaplanacaktır. Bazı MPC formülasyonlarının, kararsız süreçler için geçerli olmayan, kesik darbe veya adım tepkisini kullandıkları için bu süreçlerle başa çıkamadıklarına dikkat edin. GPC, aktarım işlevini kullandığından, kararsız işlemlerle ilgili herhangi bir sorun yoktur.

Bir yanıt yazın