Теория и методы автоматизированного функционально-схемотехнического проектирования нелинейных радиотехнических устройств

• Автор: Жигалов, Илья Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 412 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Раздел I. АНАЛИЗ ОБЩИХ ПОДХОДОВ К АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НРТУ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПРОБЛЕМЫ САПР НРТУ
1.1. Анализ методов моделирования ЕГРТУ на функциональном
и схемном уровнях
1.2. Анализ функциональных и схемных моделей и программных средств моделирования радиоустройств
1.3. Анализ состояния и проблемы многоуровневого моделирования радиотехнических устройств
1.4. Выводы
2. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ АФСП НРТУ, РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ АФСП НРТУ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Требования к проектированию НРТУ
2.2. Разработка технологии АФСП НРТУ
2.3. Постановка задачи исследований
2.4. Выводы
Раздел И. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ФОРМАЛИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИ РОВАННОГО ФУНКЦИОНАЛЬНО-СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НРТУ
3. ПОСТРОЕНИЕ МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ФУНКЦИОНАЛЬНО - СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НРТУ
3.1. Классификация и построение методов функциональносхемотехнического моделирования НРТУ
3.2. Построение методов АФСП НРТУ на основе функционального

и схемотехнического подходов
3.3. Построение методов смешанного двухуровневого функциональносхемотехнического моделирования НРТУ на основе обобщенной нелинейной модели
3.4. Построение методов смешанного двухуровневого функциональносхемотехнического моделирования НРТУ на основе модели функциональной подсхемы
3.5. Выводы
4. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ
И УЗЛОВ НРТУ ДЛЯ АФСП
4.1. Иерархическая классификация моделей для функциональносхемотехнического проектирования НРТУ
4.2. Методы построения моделей нелинейных ФБ для функциональносхемотехнического проектирования
4.3. Построение информационно-физических макромоделей ФБ НРТУ
4.4. Построение моделей активных схемных элементов НРТУ
4.5. Применение обобщенных спектральных моделей НРТУ
4.6. Выводы
Раздел III. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АЛГОРИТМИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ФУНКЦИОНАЛЬНО-СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НРТУ
5. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ГИБРИДНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НРТУ
НА ОСНОВЕ ОБОБЩЕННОЙ НЕЛИНЕЙНОЙ МОДЕЛИ
5.1. Решение уравнения гибридной модели на основе ОНМ
5.2. Построение моделей ФБ в виде функционального ряда при восходящем проектировании НРТУ

5.3. Построение моделей ФБ в виде функционального ряда при нисходящем проектировании НРТУ
5.4. Выводы
6. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ГИБРИДНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НРТУ
НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОДСХЕМЫ
6.1. Анализ формализованной гибридной модели для одновходовых ФБ
6.2. Анализ формализованной гибридной модели для многовходовых ФБ
6.3. Анализ формализованной гибридной модели для параметрических ФБ
6.4. Использование формализованной гибридной модели для структурной оптимизации НРТУ
6.5. Выводы
Раздел IV. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ
АФСПНРТУ
7. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НРТУ
В СРЕДЕ АФСП
7.1. Адаптивные алгоритмы проектирования НРТУ
7.2. Интеллектуальные алгоритмы для САПР НРТУ
7.3. Расчет основных характеристик НРТУ на основе анализа математических моделей
7.4. Объектно-ориентированная и параллельная реализация алгоритмов моделирования
7.5. Выводы
8. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ АФСП НРТУ
8.1. Разработка общей структуры ПО САПР НРТУ

количества содержащихся в схеме элементов, прежде всего нелинейных, особенностями объекта проектирования НРТУ, привязкой методов решения полученных систем уравнений к методам описания устройства. В большинстве современных программных средств АП радиоустройств применяется модель в базисе узловых потенциалов [1-3,129], которая описывает нелинейный инерционный многополюсник с помощью закона Кирхгофа и ориентирована на применение неявных методов численного интегрирования СНДУ, отличаясь простотой, универсальностью, применимостью к цепям с распределенными параметрами [68,130,131]. Применительно к базису узловых потенциалов разработаны модификации всех основных методов моделирования НРТУ (гл. 1.1) и принципы расширения координатного базиса для включения в исследуемую схему моделей элементов всех известных типов [4]. Недостатками базиса являются необходимость представления уравнений цепи относительно вектора узловых потенциалов, сложности использования явных и комбинированных методов численного интегрирования и ряда спектральных методов, зависимость объема вычислений от размерности линейной части НРТУ.
Модель в базисе переменных состояния (напряжений на емкостях и токов через индуктивности) использует СНДУ в форме Коши [2,7,9]; на ее основе легко строятся алгоритмы решения явными методами численного интегрирования, но к ней сложно применить более надежные неявные методы; имеются также трудности моделирования цепей с распределенными параметрами и содержащих топологические вырождения. Оба рассмотренных базиса отличаются прямой зависимостью размерности задачи от объема линейной подсхемы, то есть они ориентированы на устройства, содержащие большое число нелинейных элементов при сравнительно малой линейной части.
На применение спектральных методов анализа ориентирована модель НРТУ в базисе токов и напряжений на нелинейных элементах (обобщенная нелинейная модель) [9,39,46,62,239,264], которая формируется в виде инерционного линейного многополюсника (ЛМ) с подключенными внешними источни-