
- •Конспект лекций основы компьютерного моделирования и проектирования
- •1 Основные понятия и классификация сапр
- •1.1 История развития сапр
- •1.2 Классификация сапр по средствам обеспечения
- •1.3 Классификация сапр по решаемым задачам
- •1.4 Классификация задач схемотехнического проектирования
- •1.4.1. Классификация по исходным данным и результату
- •1.4.1.1 Моделирование
- •1.4.1.2 Однократный анализ
- •1.4.1.3 Многовариантный анализ
- •1.4.1.4 Параметрическая оптимизация
- •1.4.1.5 Синтез
- •1.4.2 Классификация по области моделирования
- •1.4.3 Классификация по динамичности моделируемых процессов
- •Классификация по видам сигнала
- •Классификация по детерминируемости процессов
- •2 Моделирование аналоговых устройств
- •2.1 Формирование математической модели аналоговых устройств
- •Формирование матрицы главных сечений.
- •Матрица инциденций
- •Анализ в частотной области
- •Формирование частотных характеристик линейной схемы на основе моделей в пространстве состояний
- •Анализ на постоянном токе
- •Итерационные соотношения
- •Метод Ньютона – Рафсона.
- •Метод Бройдена
- •Характеристики, рассчитывается на постоянном токе
- •Анализ во временной области
- •Структура эквивалентной схемы и математической модели в пространстве состояний
- •Структура эквивалентной схемы и математической модели в цепи с нелинейными реактивными элементами
- •Структура эквивалентной схемы и математической модели цепи с нелинейными резистивными элементами
- •Численные методы систем решения обыкновенных ду
- •Анализ влияния параметров элементов на работоспособность устройства Классификация методов статического анализа
- •Метод малых отклонений
- •Метод расчёта на наихудший случай
- •Алгоритм Расчёта
- •Последовательность расчёта
- •Метод моментов
- •Метод статических описаний (метод Монте-Карло)
- •Алгоритм расчёта по методу Монте-Карло
- •3 Моделирование цифровых схем
- •Модели сигналов и элементов
- •Модели элементов.
- •Методы логического моделирования
- •Метод асинхронного моделирования
- •Асинхронное событийное моделирование
- •Многозначное моделирование
Итерационные соотношения
y Из прямоугольного треугольника, образованного 1ой касательной
,
0 a b x
- итерационное соотношение.
Итерационное соотношение требует расчёта производной. Обычно производную определяют численные методы. Аналитически можно уменьшить затраты на одну итерацию, если воспользоваться квазиньютоновским методом, предполагающим вычисление производной и использование.Это значение производной используем несколько раз.
Геометрическая интерпретация Ньютоновского метода.
y
Использовать более 3х раз одну касательную
не целесообразно т.к. начинается
существенно увеличиваться количество
итераций.
0 a b x
Параллельные линии.
Завершение
итерационного процесса: наиболее
эффективной метод по изменению знака
функции при добавлении
к аргументу
,
где
заданная степень точности.
Метод Ньютона один их основных методов решения линейных уравнений.
Преимущества:
Высокая скорость сходимости(не вязно уменьшается пропорционально квадрату).
Малое число итераций.
Недостатки:
Высокая трудоёмкость расчёта одной итерации.
Жёсткие условия сходимости.
Один из наиболее применяемых методов.
Метод Ньютона – Рафсона.
Данный метод является развитием метода Ньютона для решения системы нелинейных алгебраических уравнений. Условия сходимости аналогично условиям сходимости, предъявляемым для одного уравнения. Отличия: 2ая производная рассматривается как по одной переменной так и по двум переменным.
Геометрическая
интерпретация метода аналогична методу
Ньютона
в n-переменном пространстве
и с n функциями.
…….
Итерационные соотношения получаем,
разложив функции
в
ряд Тейлора.
……………..
Перейдём к
матричной форме задания, выделив отдельно
матрицу производных, матрицу поправок
аргументов
и
матрицу значений функций.
(1)
i,(i+1) – номер итерации
-запись
номера итерации первой производной.
Последнее соотношение является приближённым, т.к. не учитывает результат разложения в ряд начиная со 2ой производной и выше.
Индекс i в обозначениях функции и аргумента указывает на номер итерации.
Если обозначить
матрицы:
,
где
-
соответствующие матрици.
Рассчитать
вектор аргументов на(ver)
итерации можно на основе соотношения
W-матрица Якоби(Якобиан)
Решение системы линейных уравнений (1) или (1’) относительно требует обращения матрицы, что составит значительную трудность.
Возможно уменьшение трудоёмкости за счёт:
Применения квазиньютоновского подхода.
Упрощенные методы расчёта Якобиана на(i+1) итерации по известному Якобиану на i-ой итерации и (i-1) итерации.
Смотреть самостоятельно блок-схему методы в Калабенове.
Метод Бройдена
Самостоятельно - книга.
Характеристики, рассчитывается на постоянном токе
Uвых Пр. Полученную характеристику в Micro CAPе в De Analise. Это однократный или многовариантный анализ? Ответ- многовариантный анализ.
0
Список характеристик.
V(R1) I(R2) I(R1)*U(R1) -на входе
I(1;2)? -на выходе
V(1;2) I(1) -на элементе
3*3=9 9*9=81
Т.е. всего уже 81 характеристики
Коэффициент передачи по напряжению, по току, по мощности:
12*12=144 характеристики.
Какие характеристика можем посмотреть!!
И на постоянном токе, в частотной области(характеристики) сопротивление проводимости. (лекции по ОТУ)! Все характеристики.