Разработка и исследование метода синтетических схем для вентильных цепей на основе системных методов

• Автор: Коровкин, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 246 c. : ил

-I 2 -

1. Выбор метода анализа вентильных цепей

1.1. Задача анализа вентильных цепей

1.2. Обоснование методов реализации основных блоков алгоритма расчета вентильных цепей

1.3. Методика интегрирования уравнений вентильных цепей

1.4. Выводы

2. Разработка методики использования системных методов

для построения синтетических схем

2.1. Разработка и исследование метода переходных характеристик для двухполюсных синтетических схем... 4*

2.1.1. Формальное построение разностной схемы

2.1.2. Связь метода переходных характеристик с интегралом Дюамеля
2.2. Использование метода переходных характеристик для многополюсных подсхем
2.3. Метод переходных характеристик и степенные разложения, системные методы
2.4. Выводы
3. Алгоритм решения некорректных задач
3.1. Некорректные задачи, возникающие при построении вентильных'макромоделей, и методы их решения
3.2. Разработка тестовых схем для алгоритмов анализа электрических цепей
3.3. Использование тестовых схем для исследования погрешности в решении от введения С'З и К- Е ветвей
3.4. Разработка алгоритмов стягивания смежных узлов
3.5. Выводы

4. Реализация разработанных алгоритмов в комплексе
программ расчета вентильных схем
4.1. Общая структура комплекса программ РВС
4.1.1. Общий алгоритм работы
4.1.2. Обработка подсхем постоянной структуры
4.1.3. Обработка подсхем переменной структуры
- * *
4.1.4. Процедуры ввода, вывода, контроля и редактирования информации
4.1.5. Процедуры управления состоянием вентилей
4.2. Использование комплекса программ для расчета схем
вывода мощности из канала МГДГ
4.2.1. Работа комплекса программ при использовании
прямых методов
4.2.2. Возможности использования матричного процессора для анализа переходных процессов в инверторе МГД-генератора
4.3. Использование метода синтетических схем для
расчета цепей с распределенным параметрами
4.4. Выводы
Основные результаты работы
Литература
Материалы о внедрении
Приложение

Интенсивное развитие методов теоретической электротехники идет, презде всего, в направлении все более широкого использования математического моделирования для проектирования, исследования и анализа совместной работы сложных электротехнических устройств. Это определяет актуальность исследований, направленных на создание новых методов анализа динамических режимов электрических цепей с нелинейными элементами, ориентированных на использование современных ЭШ. Перспективным направлением развития методов анализа вентильных цепей является иерархическое, многоуровневое макромоделирование, при котором на первый план выступает разработка эффективных математических моделей электротехнических устройств. Базой для построения таких моделей может служить метод синтетических схем, основанный на использовании неявных методов численного интегрирования. Применение метода синтетических схем для решения задачи анализа вентильных цепей весьма специфично и ставит целый ряд проблем, определяемых особенностями вентильных цепей. Важнейшими из этих особенностей являются:
- большая, чем у цепей постоянной структуры, длительность временного интервала исследования вентильной цепи;
- необходимость совместного учета, наряду с медленными, определяемыми длительностью всего временного интервала исследования цепи- процессами, быстро протекающих процессов, способных изменить состояние вентилей и принципиальным образом исказить дальнейшее поведение воеи системы в целом;
- многократность изменения в процессе расчета структуры анализируемой цепи, при этом ни тип образовавшейся в результате очередной коммутации структуры, ни время, ни последовательность возникновения различных структур заранее неопределимы.
-5 0ностей для этой же цепи приведено в таблице 2.1. Как видно из таблрщы, локальная погрешность методов переходных характеристик значительно меньше соответствующих локальных погрешностей неявного метода Эйлера и метода трапеций.
2. Для схемы рис.2.3 существует весьма ограниченный диапазон параметров /?,А и С , при котором локальная погрешность метода трапеции меньше, чем метода переходных характеристик второго порядка (табл.2.2). Это выполняется, лишь если
~ е- (0, 3 ; 0,6)
В таблице 2.3 приведены данные об изменении величины отношения локальных погрешностей метода трапеций и метода переходных характеристик. Как видно из таблицы 2.3, с ростом 6/ягС применение метода переходных характеристик второго порядка дает все лучшие результаты в сравнении с методом трапеций, что находится в полном соответствии с формулой (2.19), так как
с/ги,0 я
= ' г л*
и при уменьшении Ь и С фиксируются) растет. Тогда
с(Ч с(гЦ,0
Л1' ’
т.е. скорость протекания переходного процесса внутри подсхемы, для которой строится макромодель, значительно больше скорости изменения внешнего воздействия ( и/О )• Был проведен также численный эксперимент по сопоставлению метода переходных характеристик первого порядка с неявным методом Эйлера и методом трапеций при анализе переходных процессов в тестовых схемах /66-68/. Результаты показали, что метод переходных характеристик значительно, в 2-3 раза, превосходит по быстродействию метод Эйлера и в ряде

случаев в 1,5-2 раза уступает методу трапеций.