Kiertomallin

Kiertomallin on järjestelmän mallintamiseen käytetty lähestymistapa, jossa toiminta kuvataan sähköisen piirin avulla. Yleisesti malli hyödyntää komponentteja, kuten vastuksia, kondensaattoreita, käämejä sekä jännite- ja virta-lähteitä, jonka avulla voidaan esittää energian varastointia, kuluttamista ja siirtymää. Kiertomallin tarkoituksena on kuvailla järjestelmän dynaamista vasteita sekä ulkoisiin syötöihin että toimintaympäristöön.

Mallin rakenne perustuu solmuiin ja haaroihin sekä yleisiin periaatteisiin, kuten Ohmin ja Kirchhoffin lakien soveltamiseen. Käytännössä voidaan soveltaa nodal- tai mesh-analyysejä, ja malleja voidaan muuntaa Laplace-somiaikasta tai tilamalliksi. Thevenin- ja Norton-yhteensovitteet helpottavat suurten järjestelmien yksinkertaistamista, kun halutaan kuvata kokonaisuus pienemmissä, käsiteltävissä osissa. Kiertomallin tulokset voivat olla siirtofunktioita tai tilayhtälöitä, joiden avulla voidaan tutkia sekä taajuus- että aikadynamiikkaa.

Sovellukset kattavat elektroniikan, sähkönjakeluverkkoympäristöt sekä automaatio- ja mekatronikkasovellukset. Kiinnostuksen kohteina ovat muun muassa dynaamiset ilmiöt, kuten transients-vasteet, säätöjärjestelmien responsseja sekä resonanssien vaikutukset. Mallin etuihin kuuluu yksinkertaisuus, uudelleen käytettävyys ja sovellettavuus moniin integroituihin järjestelmiin; rajoitteina ovat lineaarisuusolettamuksen pätevyys, ei-lumped-mukavuudet sekä ei-lineaariset ilmiöt, joita kiertomalli ei aina käsittele tarkasti.

Esimerkkeinä ovat RC-, RL- sekä RLC-piirit, joista voidaan johtaa vasteaikoja, reaktansseja ja vaiheviiveitä. Kehitystyössä käytetään yleisesti simulointi- ja laskentaohjelmistoja, kuten SPICE-työkaluja tai MATLABin simulointiympäristöjä.