close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Отчёт (3)

код для вставкиСкачать
Содержание
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1. Описание проблемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2. Описание алгоритмов расчёта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2.1 Дискретные модели
2.2 Формирование матрицы Якоби
2.3 Метод Ньютона-Рафсона
2.4 Расчёт схемы
3. Разработка программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
3.1 Общее описание структуры программы . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
3.2 Описание подпрограмм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3 Основные идентификаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.4 Инструкция пользователя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
4. Решение контрольной задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 Приложение 1.Листинг программы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Введение
До начала шестидесятых годов вычислительные методы использовались при анализе и проектировании цепей крайне незначительно. Квалифицированный инженер мог синтезировать просты цепи, пользуясь минимумом вычислений. Он создавал макет схемы, производил изменения и различные модификации и в результате получал конечный вариант цепи. Но со временем под действием научно технического прогресса электронные схемы стали усложняться. Сначала на помощь инженеру пришли вычислительные методы. Этот мощный аппарат указал направление решения проблем, вставших перед расчётчиком. Расчёт оказался возможным, при условии того, что инженеру придется пойти на некоторые значительные упрощения. В случае необходимости произвести более точные вычисления, вставала проблема ограниченности возможностей в области вычислений низкого уровня. Но решение нашлось само собой. Во-первых, появились интегральные схемы, а во-вторых, стали доступными ЭВМ. Оба эти обстоятельства в комплексе изменили сам подход к решению проблемы. Интегральные схемы сделали возможным производство более совершенных и дешевых ЭВМ, а те в свою очередь облегчили проектирование новых интегральных схем и постепенно устранили проблему большого количества манипуляций с цифрами, так как взяли эту функцию на себя. Относительно дешевые мини и микро ЭВМ недавно стали широко доступными и у нас в стране. Так, что любой пользователь может привлечь "электронный мозг" к решению своих индивидуальных сложных вычислительных задач.
Кроме прогресса в развитии ЭВМ на все аспекты машинного анализа цепей и их проектирования сильное воздействие оказали четыре главных новшества в области численных методов:
- операции с разрешёнными матрицами - линейные многошаговые методы решения систем алгебраических и дифференциальных уравнений - метод присоединённой схемы при вычислении чувствительности
- использование последовательного квадратичного программирования в задачах оптимизации
К сказанному выше можно добавить, что упомянутый вначале этап развития электроники не является заключительным. Развитие численных методов и методов моделирования открыли новые пути развития для науки.
1. Описание проблемы
Практически все реальные электронные схемы состоят из нелинейных элементов, т.е. являются нелинейными. Следовательно, становится очевидным то факт, что анализ нелинейных цепей является важной задачей. Однако, в отличие от линейной электронной схемы, при расчёте нелинейной возникает ряд трудностей, связанных с формированием и решением систем нелинейных уравнений. Линейная схема характеризуется тем, что при правильной работе алгоритма любая цепь может быть рассчитана с приемлемой погрешностью вычислений. В случае с нелинейной схемой метод расчёта может как сойтись, так и не сойтись, даже при казалось бы простой схеме. Построение эффективных алгоритмов анализа нелинейных схем является сложной математической задачей. Для улучшения сходимости создано много методов, которые имеют свои достоинства и недостатки. Но ни один из этих методов не может считаться универсальным. Так что на настоящий момент вопрос анализа нелинейных электронных схем остаётся открытым. Вероятно (а может быть и нет), в будущем будут созданы алгоритмы, позволяющие анализировать любые электронные схемы, но на данном этапе развития математики и электроники приходится пользоваться различными способами анализа, для которых некоторые задачи могут оказаться неразрешимыми.
2. Описание алгоритмов расчёта
2.1 Дискретные модели
2.2 Формирование матрицы Якоби
2.3 Метод Ньютона-Рафсона
2.4 Расчёт схемы
Предположим, что режим нелинейной электронной схемы однозначно определен в момент времени tm (m=0,1...).
Вначале определяются параметры всех дискретных моделей нелинейных элементов, соответствующих столбцу узловых напряжений . Наиболее простым способом является равенство . Для выбранного столбца , а так же для значения токов катушек индуктивностей и напряжений конденсаторов определяются параметры дискретных моделей реактивных элементов. Для значений определяются параметры дискретных моделей безреактивных элементов. Затем нелинейные реактивные и безреактивные элементы заменяются дискретными линейными моделями. Полученная линейная схема анализируется узловым методом, и определяются напряжения и токи соответствующие первой итерации по методу Ньютона. Затем для второй итерации по методу Ньютона.
Если метод расходится, то такие расчеты приведут к определению столбца .
Если было выполнено несколько шагов по методу Гира, то для сокращения и улучшения сходимостей итераций по методу ньютона используют аппроксимацию ранее вычисленных значений токов катушек индуктивностей и напряжений конденсаторов для более точного прогноза.
3. ыва
4. выа
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
43
Размер файла
37 Кб
Теги
отчет
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа