- •Содержание 2
- •Введение. 136
- •2. Введение
- •1. Основные понятия
- •1.1 Моделирование. Основные понятия.
- •1.1.1 Системный анализ и моделирование
- •1.1.2 Концептуальные модели.
- •1.1.3 Термины и определения
- •1.1.4 Формализация и алгоритмизация процессов.
- •1.2 Математическое моделирование
- •1.2.1 Классификация математических моделей.
- •Классификация математических моделей на основе особенностей применяемого математического аппарата
- •1.2.2 Основной принцип классификации математических моделей
- •1.2.3 Программирование модели
- •1.2.4 Испытание модели
- •1.2.5 Исследование свойств имитационной модели.
- •Эксплуатация имитационной модели.
- •Анализ результатов моделирования.
- •1.3 Виды анализа и расчета электронных схем
- •1.4 Модели элементов и схем
- •2. Модели компонентов электронных схем
- •2.1 Классификация моделей
- •2.2 Интерполяция и аппроксимация функций при создании моделей
- •2.2.1 Интерполяция функций
- •2.2.2 Аппроксимация функций
- •2.3 Модели основных электронных компонентов
- •2.3.1 Базовый набор элементов моделей
- •2.3.2 1.1 Резистор
- •1. Пассивные компоненты и их модели
- •2.3.3 1.2 Конденсатор
- •2.3.4 Реальные конденсаторы
- •2.3.5 Катушка индуктивности и дроссель
- •2.3.6 Реальная индуктивность
- •2.3.7 Модели полупроводниковых приборов
- •2.4 Модели аналоговых компонентов программы Micro-Cap
- •2.4.1 Общие сведения о моделях компонентов
- •2.4.2 Пассивные компоненты
- •2.4.3 Резистор (Resistor)
- •Разброс сопротивления при использовании Monte-Carlo
- •3. Матрично-векторные параметры схем
- •3.1 Основные законы электрических цепей в матричном виде
- •3.2 Метод контурных токов
- •3.3 Метод узловых потенциалов
- •3.4 Метод обобщенных ветвей
- •3.5 Статический анализ линейных и нелинейных схем
- •3.6 Гибридный анализ электронных схем
- •4. Методы анализа переходных процессов
- •4.1 Введение
- •4.2 Литература
- •4.3 Основные задачи анализа переходных процессов
- •4.4 Анализ переходных процессов в линейных цепях
- •4.5 Анализ переходных процессов в нелинейных схемах и численные методы интегрирования нелинейных ду
- •4.5.1 Общие сведения о численных методах решения систем дифференциальных
- •4.5.7 Сведение расчета переходных процессов в электронных цепях к расчету цепей по постоянному току
- •4.6 Анализ переходных процессов в цепях с периодической
- •4.6.3 Дискретное преобразование Лапласа и его основные свойства
- •9. Теорема дифференцирования по параметру
- •10. Теорема интегрирования по параметру
- •11. Теорема об умножении изображений (теорема свертывания в вещественной области).
- •4.6.4 Решение линейных разностных уравнений
- •4.7 Параметрические цепи
Формальный
подход использует общие математические
принципы и применяется при построении
как теоретических, так и экспериментальных
моделей.
Экспериментальные
модели -
формальные. Они не учитывают всего
комплекса физических свойств
элементов исследуемой технической
системы, а лишь устанавливают
обнаруживаемую в процессе эксперимента
связь между отдельными параметрами
системы, которые удается варьировать
и (или) осуществлять их измерение. Такие
модели дают адекватное описание
исследуемых процессов лишь в ограниченной
области пространства параметров, в
которой осуществлялось варьирование
параметров в эксперименте. Поэтому
экспериментальные математические
модели носят частный характер, в то
время как физические законы отражают
общие закономерности явлений и процессов,
протекающих как во всей технической
системе, так и в каждом ее элементе в
отдельности. Следовательно,
экспериментальные математические
модели не могут быть приняты в качестве
физических законов. Вместе с тем методы,
применяемые для построения этих моделей
широко используются при проверке
научных гипотез.
Функциональные
математические модели могут быть
линейные и нелинейные. Линейные
модели
содержат только линейные функции
величин, характеризующих состояние
объекта при его функционировании, и их
производных. Характеристики многих
элементов реальных объектов
нелинейные. Математические модели
таких объектов включают нелинейные
функции этих величин и их производных
и относятся к нелинейным.
Если
при моделировании учитываются инерционные
свойства объекта и (или) изменение во
времени объекта или внешней Среды, то
модель называют динамической.
В противном случае модель - статическая.
Математическое представление динамической
модели в общем случае может быть выражено
системой дифференциальных уравнений,
а статической - системой алгебраических
уравнений.
Если
воздействие внешней Среды на объект
носит случайный характер и описывается
случайными функциями. В этом случае
требуется построение вероятностной
математической модели. Однако такая
модель весьма сложная и ее использование
при проектировании технических
объектов требует больших затрат
машинного времени. Поэтому ее применяют
на заключительном этапе проектирования.
Большинство
проектных процедур выполняется на
детерминированных моделях.
Детерминированная математическая
модель характеризуется взаимно
однозначным соответствием между внешним
воздействием на динамическую систему
и ее реакцией на это воздействие. В
вычислительном эксперименте при
проектировании обычно задают некоторые
стандартные типовые воздействия на
объект: ступенчатые, импульсные,
гармонические, кусочно-линейные,
экспоненциальные и др. Их называют
тестовыми воздействиями.
На
этом этапе выполняются следующие
действия.
Составляется
план создания и использования программной
модели. Как правило, программа модели
создается с помощью средств автоматизации
моделирования на ЭВМ. Поэтому в плане
указываются: тип ЭВМ; средство
автоматизации моделирования; примерные
затраты памяти ЭВМ на создание программы
модели и ее рабочих массивов; затраты
машинного времени на один цикл работы
модели; оценки затрат на программирование
и отладку программы модели.
Затем
исследователь приступает к программированию
модели. В качестве технического задания
на программирование служит описание
имитационной модели. Специфика работ
по программированию модели зависит от
средств автоматизации моделирования,
которые доступны исследователю. Не
существует значительных отличий
создания программы модели от
201.2.3 Программирование модели