Eksperymentalna realizacja nowego elementu ułamkowego rzędu z dowolnym parametrem ułamkowego rzędu

• Autorzy: Jakubowska-Ciszek A. , Lewandowski J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.11.24

Warianty tytułu

EN

Experimental realization of a new fractional-order element of an arbitrary fractional-order parameter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano wyniki badań dotyczących realizacji elementów ułamkowego rzędu z wykorzystaniem uogólnionego konwertera impedancji - GIC. Do realizacji opracowanego układu wymagany jest co najmniej jeden element pierwotny ułamkowego rzędu, np. w postaci superkondensatora. Proponowany układ opisany jest impedancją ułamkowego rzędu, której wykładnik impedancji może przyjmować dowolne wartości. Porównano wyniki badań symulacyjnych i doświadczalnych tego układu. Badania te obejmowały wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych układu ułamkowego rzędu. Opisano także system pomiarowy służący do wyznaczenia charakterystyk częstotliwościowych. Dla wybranego przypadku konfiguracji układu GIC opracowano stanowisko pomiarowe i wykonano badania eksperymentalne. Porównane zostały charakterystyki częstotliwościowe otrzymanej nowej impedancji wejściowej ułamkowego rzędu.

EN

The paper describes the results of studies on the realization of fractional-order elements using active electronic system - the generalized impedance converter (GIC). At least one original fractional-order element is required for this realization, eg. a supercapacitor. The proposed system is described by a fractional-order impedance, which impedance exponent can obtain arbitrary value. The results of simulation as well as experimental studies have been compared for the considered system. Studies included the determination of the frequency characteristics of the fractional-order system. The measuring system used for the determination of the frequency characteristics has been described too. For the chosen GIC system configuration, a measuring position has been developed and experimental studies were performed. The frequency characteristics of the new fractional-order input impedance have been compared.

Słowa kluczowe

PL

uogólniony konwerter impedancji GIC; indukcyjność ułamkowego rzędu; pojemność ułamkowego rzędu

EN

generalized impedance converter GIC; fractional order inductance; fractional order capacitance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 11
• Strony: 111--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Jakubowska-Ciszek A.

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny, Instytut Elektrotechniki i Informatyki, Zakład Elektrotechniki Teoretycznej, Informatyki i Telekomunikacji, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice

autor

Lewandowski J.

• Ośrodek Pomiarów i Automatyki Przemysłu Węglowego OPA PW S.A., ul. Hagera 14a, 41-800 Zabrze

Bibliografia

• [1] Radwan A., Salama K., Fractional-order RC and RL circuits, Circuits, Systems and Signal Processing, Vol. 31, 2012, pp. 1901-1915
• [2] Kaczorek T., Rogowski K.: Fractional Linear Systems and Electrical Circuits, Springer International Publishing, 2015
• [3] Elwakil A.S., Allagui A., Maundy B.J., Psychalinos C., A low frequency oscillator using a supercapacitor, Int J Electron Commun (AEÜ), (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.aeue.2016.03.020 (in press)
• [4] Elwakil S.A., Jarndal A.: Fractional-order model of GaN high electron mobility transistors for switching applications, Proceedings of ICMNP 2016, vol. 10 (7), Stokholm, Sweden, (2016), pp. 711-715
• [5] Dimeas J., Tsirimokou G., Psychalinos C., Elwakil A.S.: Experimental verification of filters using fractional-order capacitor and inductor emulators, Int. Conf. on Telecommunications and Signal Processing, (2016), Vienna, Austria, pp. 559 - 562
• [6] Krishna M.S., Das S., Biswas K., Goswami B.: Fabrication of a fractional order capacitor with desired specifications: a study on process identification and characterization, IEEE Transactions on Electron. Devices, vol. 58, no. 11, (2011), pp. 4067-4073
• [7] Schafer J., Kruger K.: Modelling of lossy coils using fractional derivatives, Journal of Physics D: Applied Physics, Vol. 41, (2008), pp. 367-376
• [8] Shi, L, Crow, ML: Comparison of ultracapacitor electric circuit models, Proceedings of IEEE Power and Energy Society General Meeting, (2008), Pittsburgh, USA, pp.1–6
• [9] Semani R.: Floating GNIC configuration with only single OMA, Electr. Lett., vol. 31, no. 6, (1995), pp. 423-425
• [10] Igbal A.K., Muslim T.A., Niger M., Generalized impedance converters with only transconductance elements and grounded capacitors, Active and Passive Electr. Comp., vol. 25, (2002), pp. 265-269
• [11] Antoniu A., Realization of gyrators using operational amplifiers, IEEE Proc., vol. 116, no 11, (1969), pp. 1838 - 1850
• [12] Jakubowska A., Walczak J., Electronic realizations of fractional-order elements: I. Synthesis of the arbitrary order elements, Poznan University of Technology Academic Journals, Electrical Engineering, vol. 85, Poznań, (2016), pp. 137-148
• [13] Jakubowska A., Szymczak M., Electronic realizations of fractional-order elements: II. Simulation studies, Poznan University of Technology Academic Journals, Electrical Engineering, vol. 85, Poznań, (2016), pp. 149-159
• [14] Strona internetowa: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa549.pdf z 18.02.2017

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).