Kopplingsstrukturen

Kopplingsstrukturen beskriver hur delsystem kopplas samman och hur energi, signaler eller information överförs mellan komponenterna i ett system. Den anger hur starka och hur tidsmässigt beroende interaktionerna mellan delsystemen är, och fungerar som grund för förståelsen av systemets dynamik.

Begreppet används inom flera disciplinområden och har olika fokus. Inom elkraft och elektronik beskriver kopplingsstrukturen hur nätverk och komponenter kopplas genom impedanser, kapacitans och magnetisk eller elektrisk sammbindning. Inom mekanik beskriver den hur länkar och leder överför kraft och rörelse mellan delar. Inom reglerteknik och systemteori avses ofta hur olika delsystems tillstånd påverkar varandra, vilket framkommer i kopplingsmatriser eller avsnitt i differentialekvationer och state-space-modeller.

Typologiskt skiljs ofta mellan fysiska kopplingar och dynamiska kopplingar. Fysiska kopplingar avser direkta energiflöden mellan delar, medan dynamisk koppling beskriver hur förändringar i ett delsystems tillstånd påverkar andra delsystem utan direkt fysisk kontakt. Styrkan kan mätas i termer av kopplingskoefficienter, impedanser eller överföringsgain, och graden av koppling påverkar modellernas decoupling och analys.

Analysmetoder inkluderar grafiska representationer där noder motsvarar delsystem och kanter kopplingarna, samt dynamisk analys som modal- eller spektralanalys och decoupling-tekniker genom koordinattransformationer. Konstruktioner av kopplingsstrukturen är centrala i designarbete för att kontrollera systemets stabilitet, responstid och energioptimering.

Exempel: två oscillatorer som är kopplade med en kopplingsparameter uppvisar energiutbyte och modifierade naturliga frekvenser. Se även: kopplingskoefficient, ömsesidig induktans, impedans, överföringsfunktion, nätverksteori.