Эффективные алгоритмы анализа нелинейных электрических и электронных схем на ЭВМ

• Автор: Герра Эрнандес, Альфредо де Хесус
• Шифр специальности: 05.09.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 c. : ил

1. ФОРМИРОВАНИЕ РАСШИРЕННЫХ УЗЛОВЫХ УРАВНЕНИЙ В ЕЛОЧНОЙ

ФОРМЕ ДЛЯ АНАЛИЗА НЕЛИНЕЙНЫХ РЕЗИСТИВНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

1Д. Постановка задачи анализа нелинейных резистивных

цепей

1.2. Дискретные схемные модели для нелинейных резистивных элементов

1.3. Эквивалентные схемы для нелинейных управляемых источников. Дискретная схемная модель нелинейного источника тока, управляемого напряжениями между несколькими парами зажимов

1.4. Формирование расширенных узловых уравнений в блочной форме для линейных цепей

1.5. Формирование расширенных узловых уравнений в блочной форме для линейных цепей, моделирующих нелинейные резистивные цепи
1.6. Выводы
2. МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ АНАЛИЗА НЕЛИНЕЙНЫХ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ НА ОСНОВЕ РАСШИРЕННЫХ УЗЛОВЫХ УРАВНЕНИЙ В БЛОЧНОЙ ФОРМЕ

2.1. Итерационные методы анализа нелинейных резистивных цепей

2.1.1. Методы и алгоритмы адаптирующего наклона
2.1.2. Метод постоянного наклона при кусочно-линейной аппроксимации характеристик нелинейных сопротивлений
2.1.3. Вычисления обратной матрицы Н в блочной форме
2.2. Комбинаторный метод анализа нелинейных резистивных цепей при кусочно-линейной аппроксимации характеристик нелинейных элементов

2.2.1. Постановка задачи определения всех решений
2.2.2. Исключение виртуальных комбинаций отрезков
2.2.3. Алгоритм определения всех решений
2.3. Выводы
3. АНАЛИЗ НЕЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ С ПОМОЩЬЮ РАСШИРЕННЫХ УЗЛОВЫХ УРАВНЕНИЙ В ЕЛОЧНОЙ ФОРМЕ
3.1. Постановка задачи анализа нелинейных динамических электрических цепей
3.2. Дискретные схемные модели нелинейных и линейных емкостей и индуктивностей
3.3. Эффективный алгоритм анализа переходных процессов
в нелинейных динамических электрических цепях
3.4. Эффективность метода расширенных узловых уравнений
в блочной форме
3.5. Алгоритм анализа установившегося режима в нелинейных слабодемпфированных цепях с периодическими воздействиями
3.6. Выводы
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ БЛОЧНОГО ПОДХОДА ДЛЯ АНАЛИЗА НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ
4.1. Краткое рассмотрение развития программного обеспечения для проектирования электронных устройств
4.2. Общие черты диалоговых систем
4.3. Внутренняя организация и работа системы ДИСАЭС
4.4. Общение проектировщик-система ДИСАЭС
4.5. Примеры расчета схем с помощью ДИСАЭС
4.6. Выводы
ЗАКЛШЕНЙЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I

В документах и решениях ХХУ1 съезда КПСС и П съезда Коммунистической партии Кубы большое внимание, в частности, уделено задаче повышения производительности труда. В них отмечается, что для решения этой задачи важную и определяющую роль играет все большее внедрение в производство и научно-технические исследования современной вычислительной техники.
При проектировании устройств автоматики, радиоэлектронной, вычислительной и информационно-измерительной техники уже в настоящее время успешно используются системы автоматизированного проектирования (САПР) /1-10/. В последние годы появились электронные вычислительные машины (ЭВМ) с несколькими терминальными и операционными системами разделяемого времени и реального масштаба времени. Это дает возможность работать одновременно нескольким пользователям в диалоговом режиме, что намного повышает не только эффективность нагрузки ЭВМ, но и производительность пользователей
В связи с развитием современных диалоговых технических и системных средств перед разработчиками САПР стоит задача создания эффективных многотерминальных систем автоматизированного проектирования в диалоговом режиме /8,11-14/. Важно отметить, что при таком режиме работы пользователь сиграет активную роль в процессе проектирования, т.е. между ним и ЭВМ существует весьма тесная связь. Отсюда следует, что на современном этапе при разработке САПР необходимо ориентироваться на систему человек-САПР /3,5,15-21/.
Из вышесказанного ясно, что с одной стороны важной задачей является совершенствование общения человек и ЭВМ через програм-

II +/ік І*,/І £ УП*х І > (2.40)
4= /;г;...;л •
Итак, с учетом (2.36), (2.38) и (2.40) приходим к условию, аналогичному (2.36),
(У) Л* | — /і(С | < тах |К«уг + | / (2.41$
^ /*г 4 2; . •• ; «О / =г /. 2; ...;<**•
Если -Ак >о , %оее>,о , а также £/'/ б Р/) > о >
Ак < У”** С и'; С іу)) при всех /= 6 «,•■•■ у"0 >
то (2.41) можно переписать в виде
- >7?ЛХ ) < #7ЛХ (гАк + ю«* С**ее)- (2.42)
Таким образом, если %.о ^_ /у 2>
и все кусочно-линейные функции Ар (їу), /г/гг;...;«б представляют собой монотонно-возрастающие функции, то для сходимости итерационного процесса (2.33) к решению уравнения (2.30) необходимо выбрать постоянный параметр А к в соответствии с неравенством
± С ы!,( іі))< Ак <. ( и'-(ф), (2.43)
г. / » З і
/ = У; 2; • •• ; “О '
Таким образом, алгоритм постоянного наклона для анализа нелинейных резистивных цепей содержит следующие операции:
1. Формируются матрицы , А и А и вычисляются
матрицы М-^ , а также Еа и Я.0 по формулам (2.31)-(2.32).
Если не существует матрица Н~^_ или один из элементов Ко^<0,
^ = V; 2; ••• ;ес , то метод постоянного наклона непригоден и, следовательно, алгоритм завершается.
2. Из неравенства (2.43) выбирается А к и вычисляется
С ^ о +