4. Моделювання теплоелектричних схем.
Задачі моделювання ТЕС поділяються на задачі аналізу та задачі синтезу.
Суть аналізу ТЕС полягає у визначенні деяких характеристик та величин при заданих фіксованих схемі та параметрах її елементів. Найбільш поширеними базовими видами схемотехнічного аналізу є статичний аналіз, динамічний аналіз та аналіз чутливості. При статичному аналізі схема моделюється в усталеному режимі, тобто після завершення всіх перехідних процесів. Динамічний аналіз дає інформацію про перехідні процеси в схемі, тобто моделює роботу схеми в часі. Динамічний аналіз є значно складнішим від статичного. Аналіз чутливості дозволяє виявити ступінь впливу кожного елементу (його параметрів) схеми на деяку вихідну характеристику (наприклад, смугу пропускання перетворювача). Дана інформація може бути використана при параметричному синтезі схем. Часто серед задач схемотехнічного аналізу виділяють також аналіз схеми в частотній області, аналіз розсіюваних потужностей елементів тощо.
При схемотехнічному синтезі здійснюють зміну або параметрів елементів схеми, або самої схеми за певним критерієм. Відповідно розрізняють параметричний синтез та структурний синтез. Як критерій синтезу може виступати деяка умова, наприклад, максимізація коефіцієнта передачі підсилювача (для електричних схем) або мінімізація температури в центрі джерела тепловиділення (для теплоелектричних схем). Параметричний синтез схеми поділяють на однопараметричний (поставлений критерій досягається варіацією одного параметра) та багатопараметричний (поставлений критерій досягається варіацією кількох параметрів). Другий вид параметричного синтезу є значно складнішим від першого. Для оптимального вирішення задач синтезу можуть використовуватися результати аналізу чутливості схеми. Особливість задач структурного синтезу в тому, що їх надзвичайно важко (якщо взагалі можливо) формалізувати для розв'язування на ЕОМ. Формалізації підлягає лише структурний синтез вузького класу електричних схем, наприклад, цифрових схем. Даний вид синтезу практично не застосовується при моделюванні теплоелектричних схем. Зазначена вище класифікація методів схемотехнічного моделювання наведена на рис. 10.
Д
ля
вирішення більшості задач схемотехнічного
моделювання існують численні ефективні
математичні методи, які дозволяють за
допомогою ЕОМ виконувати моделювання
широкого класу лінійних та нелінійних
схем. Наявність універсального та
ефективного математичного апарату
моделювання схем обумовило широке
розповсюдження різних аналогових
методів, суть яких в розв'язанні деякої
задачі фізичної природи через схемотехнічне
моделювання.
5. Система моделювання теплових процесів і методами теплоелектричної аналогії sтеа.
5.1. Загальна характеристика системи
Система SТЕА призначена для теплового моделювання конструкцій МЕП різних класів на основі методу теплоелектричної аналогії. Система забезпечує формування ТЕС прямим та редукційним методами. При реалізації прямого методу можливі такі види аналізу лінійних ТЕС:
аналіз стаціонарного режиму;
аналіз нестаціонарного режиму.
Редукційний метод формування ТЕС дозволяє виконання більшої кількості видів моделювання як для лінійних, так і для нелінійних схем, і серед них:
аналіз стаціонарного режиму;
аналіз нестаціонарного режиму;
аналіз параметричної чутливості;
однопараметричний синтез.
Основні характеристики системи:
зручний графічний інтерфейс з підтримкою миші;
практично необмежений розмір ТЕС;
численні керуючі параметри режимів моделювання;
висока точність розрахунків;
візуалізація результатів моделювання в зручній та наочній формі;
можливість конвертації результатів у формат системи Win Surfer для побудови тривимірного температурного профілю або ліній рівня температури;
♦зручна інтегрована інформаційно-довідкова система;
ефективне використання ресурсів;
модифікація параметрів інтерфейсу без втручання виконуваний модуль.