Port: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 3. Februar 2008, 11:20 Uhr
Der Begriff Port wird in der Regel aus der lateinischen Sprache (porta: die Tür) abgeleitet und bezeichnet ganz unterschiedliche Dinge wie Schnittstelle oder Protokoll. In der Physik der dynamischen Systeme versteht man unter Port eine Schnittstelle (interface), durch die ein System mit der Umwelt eine mengenartige Grösse austauschen kann.
Standartport
Ein Standardport lässt einen Strom durch und besitzt ein bestimmtes Potenzial. Folgende Standardports können definiert werden
| Zweig | Name | Menge | Potenzial |
|---|---|---|---|
| Hydrodynamik | Kupplung | Volumen | Druck |
| Elektrodynamik | Pin | elektrische Ladung | elektrisches Potenzial |
| Translationsmechanik | Flansch | Impuls | Geschwindigkeit |
| Rotationsmechanik | Flansch | Drehimpuls | Winkelgeschwindigkeit |
| Thermodynamik | Kontakt | Entropie | Temperatur |
| Chemie | Stoffmenge | chemisches Potenzial |
Die durch den Port transportierte Energie lässt sich zu jedem Zeitpunkt quantifizieren: der durch den Port fliessende Energiestrom ist gleich Potenzial mal Stromstärke
- [math]I_W=\varphi I_{Menge}[/math]
Modellbildungssprachen
Höhere Modellbildungssprachen wie Modelica oder VHDL-AMS basieren auf diesem Port-Konzept.
Modelica
In Modelica bilden die Ports eine eigene Klasse, die mit dem Schlüsselwort connector bezeichnet wird. Ein connector muss mindestens eine Potenzialgrösse und eine Flussgrösse enthalten. Die Flussgrösse ist mit dem Schlüsselwort flow zu charakterisieren. Werden zwei Systeme über einen connector verbunden, setzt das Programm die Potenzialgrössen gleich und formuliert für die Flussgrössen einen Knotensatz.
Der elektrische connector (Pin) ist in der Modelica-Standardbibliothek ganz im Sinne der Physik der dynamischen Systeme definiert
- connector Pin "Pin of an electrical component"
- SI.Voltage v "Potential at the pin";
- flow SI.Current i "Current flowing into the pin";
- SI.Voltage v "Potential at the pin";
- end Pin;
Bei den mechanischen connectors (Flange) hat sich die Modelica-Association für das Zeitintegral des Potenzials, die Strecke bzw. den Winkel, entschieden
- connector Flange_a "(left) 1D translational flange (flange axis directed INTO cut plane, e. g. from left to right)"
- SI.Position s "absolute position of flange";
- flow SI.Force f "cut force directed into flange";
- SI.Position s "absolute position of flange";
- end Flange_a;