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EIN Bondgrave ist eine grafische Beschreibung von a körperlichdynamisches System die aus den durch Pfeile verbundenen Komponenten des Systems besteht, den 'Bindungen', die den Energieaustausch zwischen den verschiedenen Komponenten darstellen. Ein Bindungsgraph ist ähnlich wie a Blockschaltbild der Unterschied besteht darin, dass die Pfeile in einem Blockschaltbild den Informationsaustausch darstellen. Ein Bindungsgraph zeigt somit die Energieflüsse im System. Damit eignen sich Bondgraphen ideal für die Analyse technischer Systeme, in denen mehrere physikalische Domänen dargestellt werden.

In einem Bindungsgraphen werden die verschiedenen Komponenten durch Buchstaben dargestellt. Die Buchstaben geben den Typ des Elements an (Quelle, Puffer, Dissipation, Transformation usw.). Die Verbindungen zwischen den Komponenten sind mit halben Pfeilen dargestellt. Mit Hilfe der Bond-Graph-Technik ist es möglich, schnell ein grafisches Modell eines physikalischen Systems zu erstellen und dieses Modell dann in mathematische Gleichungen umzuwandeln.

Ein Beispiel für ein elektrisches Netzwerk und dessen Darstellung als Bondgraph:

Bindung

Ein halber Pfeil wird verwendet, um die Flussrichtung der positiven Leistung anzuzeigen.

Anstrengung und fließen

Der Energiefluss entlang einer Bindung wird immer durch zwei Variablen charakterisiert, deren Produkt a Leistung ist. Diese Variablen werden gemäß der Bondgraph-Notation ausgedrückt not Anstrengung (ein fließen (f) angerufen. So ein Anstrengung und ein fließen eine für eine physikalische Domäne charakteristische Kombination bilden. Beispielsweise gibt es die Kombination von Spannung und Strom für ein elektrisches Netz und die Kombination Kraft und Geschwindigkeit für ein mechanisches System.

0 und 1 Kreuzungen

Junctions verbinden Elemente eines physikalischen Systems auf leistungskontinuierliche Weise: keine Energie ist zerstreut In den Kreuzungen muss die Summe der Anstrengung oder des Flusses Null sein. Eingehende Pfeile sind positiv und ausgehende Pfeile sind negativ. Dies entspricht dem Kirchhoffs aktuelles Gesetz für elektrische Netze.Verzweigungen ähneln Reihen- oder Parallelschaltungen.

Eine 0-Verzweigung entspricht einer Parallelschaltung (p) und eine 1-Verzweigung einer Reihenschaltung (s). Deshalb werden sie auch P- oder S-Übergänge genannt.

0-Kreuzung

0-Kreuzung

${displaystyle f_{1}-f_{2}-f_{3}=0}$

${displaystyle e_{1}=e_{2}=e_{3}}$

• Alle Bemühungen der verbundenen Anleihen sind gleich.
• Die Summe aller Flüsse ist null.
• Eine Bindung kann die Anstrengungskausalität haben. Der Rest muss eine Anstrengungskausalität haben

1-Kreuzung

1-Kreuzung

${displaystyle f_{1}=f_{2}=f_{3}}$

${displaystyle e_{1}-e_{2}-e_{3}=0}$

• Alle Ströme der verbundenen Anleihen sind gleich.
• Die Summe aller Bemühungen ist null.
• Eine Bindung kann die Ausflusskausalität haben. Der Rest muss eine Einlaufkausalität haben

Kausalität

Kausalität spiegelt die Richtung der Anstrengung in einer Bindung wider. Dies wird durch einen kleinen Strich am Anfang (Effort Out und Flow In) bzw. am Ende einer Bindung (Effort In Flow Out) angezeigt.Die Wahl der Signalrichtung, auch Kausalität genannt, hängt vom jeweiligen Element ab Bindung.

Standardelemente

Quellen

Sf-Element
Kausalität	Bondgrave	allgemeine komp	mechanisch (Winkelgeschwindigkeit)	elektromagnetisch (Stromquelle)
ausfließen		${Anzeigestil f=c,,e=var}$	${Anzeigestil Omega =c,,M=var}$	${Anzeigestil i=c,,u=var}$

Siehe Element
Kausalität	Bondgrave	allgemeine komp	mechanisch (Drehmoment)	elektromagnetisch (Spannungsquelle)
sich anstrengen		${Anzeigestil e=c,,f=var}$	${Anzeigestil M=c,,omega =var}$	${Anzeigestil u=c,,i=var}$

Puffer

Energie kann in dynamischen Systemen gespeichert werden.Es gibt zwei Arten von Energiespeichern:

C-Puffer

• Durchflussspeicher

C-Puffer
Kausalität	Bondgrave	allgemeine komp	mechanisch (Drehfeder)	elektromagnetisch (Kondensator)
ausfließen		${displaystyle f=C{de über dt}}$	${displaystyle omega ={1 über k}{dM über dt}}$	${displaystyle i=C{du über dt}}$
sich anstrengen		${displaystyle e={1 über C}int fdt}$	${displaystyle M={k}int omega dt}$	${displaystyle u={1 über C}int idt}$

I-Puffer

• Aufwandslagerung

I-Puffer
Kausalität	Bondgrave	allgemeine komp	mechanisch (Trägheit)	elektromagnetisch (Spule)
ausfließen		${displaystyle f={1 over I}int edt}$	${displaystyle omega ={1 über J}int Mdt}$	${displaystyle i={1 over L}int udt}$
sich anstrengen		${displaystyle e=I{df über dt}}$	${displaystyle M=J{domega über dt}}$	${displaystyle u=L{di über dt}}$

Widerstände (R-Elemente)

R-Elemente sind dissipierende Elemente. Sie wandeln Energie in Wärme um.

R-Element
Kausalität	Bondgrave	allgemeine komp	mechanisch	elektromagnetisch	hydraulisch
ausfließen		${displaystyle f={1 über R}u}$	${displaystyle omega ={1 über R}M}$	${displaystyle i={1 über R}u}$	${displaystyle q={1 über R}p}$
sich anstrengen		${displaystyle e=Rf}$	${Displaystil M=Romega }$	${Anzeigestil u=Ri}$	${Anzeigestil p=Rq}$

Transformer

Ein Transformer wandelt Aufwand in einem Bereich in Aufwand in einem anderen Bereich um.

TF-Element
Kausalität	Bondgrave	allgemeine komp
ausfließen		${displaystyle f_{1}={1 über n}f_{2}}$ , ${displaystyle e_{2}={1 über n}e_{1}}$
sich anstrengen		${displaystyle f_{2}=nf_{1}}$ , ${displaystyle e_{1}=ne_{2}}$

Gyratoren

Ein Gyrator wandelt Anstrengung in einer Domäne in Fluss in der anderen Domäne um.

GY-Element
Kausalität	Bondgrave	allgemeine komp
ausfließen		${displaystyle f_{2}={1 über r}e_{1},f_{1}={1 über r}e_{2}}$
sich anstrengen		${displaystyle e_{2}=rf_{1},e_{1}=rf_{2}}$

Software bezahlt

• 20 sim
• Siemens Simcenter Amesim