Un enfoque matricial para analizar el gráfico de flujo de señales
Autores: Jeng, Shyr-Long; Roy, Rohit; Chieng, Wei-Hua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un enfoque matricial para analizar el gráfico de flujo de señales
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Mason
Fórmula de ganancia
Gráfico de flujo de señales
Función de transferencia
Enumeración de bucles
Grupo de bucles
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La fórmula de ganancia de Mason puede crecer factorialmente debido al crecimiento en la enumeración de caminos en un grafo dirigido. Cada una de las (n - 2)! permutaciones de los vértices intermedios incluye un camino entre los nodos de entrada y salida. Este artículo presenta un método novedoso para analizar la ganancia de bucle de un grafo de flujo de señal basado en el enfoque de matriz de transformación. Este enfoque solo requiere operaciones de determinante de matriz para determinar la función de transferencia con una complejidad O(n3) en el peor de los casos, lo que lo hace más eficiente que la fórmula de ganancia de Mason. Derivamos la función de transferencia del grafo de flujo de señal al cociente de diferentes matrices de cofactores de la matriz aumentada. Al utilizar la expansión de cofactores, obtenemos una correspondencia entre la operación topológica de eliminar un vértice de un grafo de flujo de señal y la operación algebraica de eliminar una variable del conjunto de ecuaciones. Un conjunto de bucles que comparten los mismos bordes hacia atrás, denominado grupo de bucles, se utiliza para simplificar la enumeración de bucles. Dos ejemplos de redes de retroalimentación demuestran el enfoque intuitivo para obtener la función de transferencia tanto para análisis numérico como simbólico asistido por computadora, que arroja los mismos resultados que la fórmula de ganancia de Mason. La matriz de transferencia ofrece una excelente visión física, ya que permite visualizar el flujo de señal.
Descripción
La fórmula de ganancia de Mason puede crecer factorialmente debido al crecimiento en la enumeración de caminos en un grafo dirigido. Cada una de las (n - 2)! permutaciones de los vértices intermedios incluye un camino entre los nodos de entrada y salida. Este artículo presenta un método novedoso para analizar la ganancia de bucle de un grafo de flujo de señal basado en el enfoque de matriz de transformación. Este enfoque solo requiere operaciones de determinante de matriz para determinar la función de transferencia con una complejidad O(n3) en el peor de los casos, lo que lo hace más eficiente que la fórmula de ganancia de Mason. Derivamos la función de transferencia del grafo de flujo de señal al cociente de diferentes matrices de cofactores de la matriz aumentada. Al utilizar la expansión de cofactores, obtenemos una correspondencia entre la operación topológica de eliminar un vértice de un grafo de flujo de señal y la operación algebraica de eliminar una variable del conjunto de ecuaciones. Un conjunto de bucles que comparten los mismos bordes hacia atrás, denominado grupo de bucles, se utiliza para simplificar la enumeración de bucles. Dos ejemplos de redes de retroalimentación demuestran el enfoque intuitivo para obtener la función de transferencia tanto para análisis numérico como simbólico asistido por computadora, que arroja los mismos resultados que la fórmula de ganancia de Mason. La matriz de transferencia ofrece una excelente visión física, ya que permite visualizar el flujo de señal.