Узлы ненаправленного графа

Распределяющий (материю) узел

Основу распределяющего узла составляет обслуживаемый неявным решателем трехвыводной сумматор, математическое уравнение которого соответствует постулату о сохранении материи (например, это может быть I закон Кирхгофа). Соблюдение этого постулата обеспечивает датчик неявного решателя (блок constraint) на выходе сумматора. Перераспределение же потоков материи I₂ и I₃ контролирует второй датчик неявного решателя, фиксирующий разность потенциалов φ₂ и φ₃. Если (φ₂−φ₃)>0, то баланс в цепи может быть найден при уменьшении потока I₂ и увеличении I₃. Если (φ₂−φ₃)<0, то неявному решателю потребуется увеличить поток I₂ и уменьшить I₃. (Изменения потоков материи приводят к тому, что элементы ненаправленного графа меняют значения соответствующих потенциалов). Таким образом, принцип работы узла состоит в том, чтобы распределить поток материи I₁ на потоки I₂ и I₃ так, чтобы соблюдалось равенство потенциалов φ₂ и φ₃ (после нахождения баланса цепи потенциал φ₁ будет равен потенциалам φ₂ и φ₃).

Аккумулирующий (материю) узел

Структурная схема аккумулирующего узла существенно проще (см. рис.) и особых комментариев не требует.

Рекомендации к использованию библиотеки элементов

Рабочие файлы: [Элементы] [RLC схема] [Схема электрическая] [Ее граф в VisSim'е]

Описанные модели элементов ненаправленного графа являются идеализированными, т.е. имеют стремящиеся к нулю внутренние сопротивления, обладают высокой добротностью, или совершенно не имеют инерционных свойств, как то и требуется для схем замещений. Отсюда следует, что неправильно составленный ненаправленный граф может привести к перегрузке мантиссы решателей. Приведем примеры для электрического энергетического домена:

• Замыкание заряженного конденсатора или источника электродвижущей силы на нулевое сопротивление или конденсатор с другим падением напряжения.

• Размыкание индуктивной катушки с электрическим током без подключения шунтирующего резистора.

Другой причиной проблем с решателями могут послужить элементы, установленные на рабочее поле, но не подключенные к графу. Далеко не у всех моделирующих программ неявные решатели умеют находить и исключать из расчетов те датчики нулевого баланса и блоки неизвестная, которые не связаны функциональной зависимостью (т.е. не подключены). По той же причине не следует создавать не связанные, хотя бы потенциально, энергетические цепи, поскольку в этом случае, так же образуются независимые области итерационного подбора.

Не следует так же забывать, что итерационный поиск баланса для десятков, а то и сотен координат (переменных) энергетических цепей выполняется на каждом шаге симуляции. Очевидно, что итерационный процесс будет тем короче, чем меньше приращения значений координат. Отсюда следует рекомендация отказываться, в критических случаях, от задающих генераторов, чьи выходные последовательности имеют разрывы: меандр, пила, и т.д. (Пропустите сигналы соответствующих источников опорного напряжения, через апериодические звенья первого порядка с малой постоянной времени).