类似系统

定义：电气和机械系统具有固定的类比，并且两者的平衡方程之间存在相似性。这允许形成这样的电气系统，其行为特性与给定的机械系统相似。这样的系统被称为类似系统。

更具体地说，它被称为机械系统的电气。

基本上，当满足以下条件时，两个系统本质上是类似的：

1. 必须有两个物理上不同的系统。
2. 系统应该具有相同的微分方程模型。

因此，我们可以说，为了拥有一个类似的系统，必须满足上述条件。

使用以下方法获得机械系统的电气类似物：

1. 力电压类比
2. 力流动类比

为什么我们需要机械类比？

我们已经讨论过，两个系统之间必须存在固定的类比，两者之间必须具有相似的平衡方程。这是使用电气和机械系统实现的。并且以电网络形式的机械系统的表示称为机械电气类比。

它是由詹姆斯·克莱克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）在19中^Th世纪和代表机械系统不同功能作为等效电气系统的许可。这是通过在机械和电参数之间形成类比来完成的。

现在的主要问题是为什么我们要获得给定机械系统的电气类似物。

因此，基本上，生产机械系统的电气类似物是有利的，因为对电气系统而不是机械系统进行分析更容易。

之所以如此，是因为与机械网络相比，我们更熟悉对电网的分析。

力电压类比（环分析）

它也被称为直接类比。首先，我们将看到机械系统的元素在电网中对应的内容。

在机械系统中，输入和输出分别是力和速度。在电网中，这些分别是电压和电流通过元素。

机械系统中的元素“质量”对应于电网中的电感器。

在这里，X表示位移的量，V是速度。

更远，

由于这里B表示摩擦力常数，因此对应于电网中的电阻。

所以，

这里V是电压

而且，

在这里，k代表弹簧常数，因此由电网中的电容器代替。

所以，

因此，如果有力量 - 电压类比，则必须考虑下面给出的点。这些如下：

• 机械系统中存在的元素具有相同的速度。同样，电网中的串行连接元素具有相同的电流。
• 机械系统中的每个现有质量都对应于其中的一个单独的节点，并表示电网中的单独闭环。
• 同样，电气系统中的网格数量等于机械系统中的质量数量。
• 机械系统中两个质量之间存在的元素表示电气系统两个网眼之间的共同元素。

力流动类比（节点分析）

以前，我们已经看到电压被认为是力的类似量。而在力流动类比中，电流是电气系统中与机械系统力量的类似量。

同样，由于电流被认为是力量 - 电压类比的输出，因此在这里，电压被认为是力 - 电流类比的输出。

机械系统中的质量被电网中的电容器取代。

其中x表示位移，V表示速度。因此，

在这里，V显示了电压。

现在，

阻尼器的摩擦力B对应于电网中电阻的倒数。

因此，

此外，

在这里，机械系统的弹簧常数K对应于电网中的电感器。

因此，

现在，让我们看一下要牢记的要点，同时将机械系统转换为电网。这些如下：

• 机械系统中质量的平行组合具有相似的力，同样，电网络中元素的平行组合在它们的遍布上具有相同的电压。
• 机械系统的每个单独质量都对应于电网中的单独节点。
• 因此，电网络中的节点数量等于机械系统中存在的质量数量。
• 就像在力电压类比中一样，在这里，机械系统中两个单独质量之间的组件数量也通常在两个单独的节点之间的电网络中连接。

这里值得注意的一点是，力 - 电压类比中的串行连接中的元素在力 - 电流类比中是相称的。同样，在力 - 电压类比中平行连接的人在力流动类比中串行连接。

这项讨论得出结论，当机械部件之间存在联系时，类似物在机电系统中非常重要。