Компьютерное моделирование импульсных схем

[smpsmath]

Не согласен, с проблемой ключа я на MC7 я как-то справлялся типа задав сопротивление
(1e-6)+(1e+6)*(v(G1)>1) и диод так же писал, да и есть GlobalSettings с двумя дюжинами настроек -- по сути паразитные емкости, утечки и черт и что еще. Ведь SPICE и при корректном (без бесконечностей) но мгновенном срабатывании ключа/ключей норовит впасть в ВЧ маразм. Повозишся пол часика и работает. А вот недостаток точности меня стал заедать. Мелкий шаг -- долго считает, а слишком мелкий -- может появиться накопленная ошибка.
И тут уже ничего на поделаешь. На предмет поглазеть на картинки MC7 нормален, только дороговат для гляделок. А точности у него для обработки результатов не хватает. Tina9 даже для гляделок не очень годится -- огромные ошибки вылазят корявостью графиков, а задать шаг у нее нельзя.

[Alik]

Вы в точности сформулировали типовые проблемы SPICE, когда для того чтобы запустить простую схему, его нужно долго настраивать. Это предполагает то, что пользователь знает какой параметер на что влияет и какие элементы нужно убрать/добавить чтобы схема заработала. Одно из предлагаемых решений - это использовать максимально простые модели и максимально простой алгоритм (трапеции). Пользователь, таким образом, быстро получает первые, довольно грубые результаты и потом может их уточнять путем усложнения моделей и/или увеличением точности. По поводу идеального ключа в SPICE - его отсутствие связано с тем, что метод узловых потенциалов (MNA) не умеет обращаться с бесконечной проводимостью. Уже на этом этапе нужно использовать трюк, скажем включить навстречу друг другу два одинаковых источника напряжений.

[Alexei Smirnov]

smpsmath в сообщении #354219 писал(а):

...а) NL5 только немного в 1.5 раза обогнал по времени, но ошибка (напряжение минимума или максимума) у NL5 в 65 раз меньше если MC7 на TRAPE и в 130 если MC7 на GEAR. Точная моделька простенькая -- сравнивать легко... ...Может и впрямь у SPICE какая-то болячка неизлечимая, ведь Смирнов ну явно не математик, а утверждает что у него тоже метод трапеций.

Сравнивать скорость по RC-цепочке не имеет смысла: время счета - ноль, по-сравнению с перекладыванием данных туда-сюда и выводом на экран. Это я не как математик, а как программист утверждаю. Хотя программистом тоже явно не являюсь

А амплитуды макс. и мин. у NL точные, наверное потому что она меняет шаг, чтобы остановиться практически на фронте. Как другие, не знаю. По-моему у них вообще фронт не нулевой в принципе.

[smpsmath]

Действительно, я не сообразил, что это может быть проверкой точности и времени вывода изображения на экран. Хотя последнее тоже немаловажный фактор. Попробую сравнить NL5 с Micro-Cap 7 и Micro-Cap 9 на более крутой задаче, Tina 9 из конкуренции явно выпадает. Похоже, что NL5 набирает преимущество на два порядка в точности именно при переключении. Верхушка пилы на RC цепочке у NL5 очень четкая, у Micro-Cap 7 подрезанная а у Tina 9 вообще смазанная. Для меня привычнее определять качество симуляции не по времени симуляции а по произведению (время симуляции)*(погрешность симуляции).

[smpsmath]

Вот пуля пролетела и ага, ..., ага вот и вечер пришел.
При записи типа V(CTRL) * V(I1) в Voltage Source-->Function у NL5 появились горячо любимые мной срезы на верхушках пилы и точность сразу же to the hell туда, в сторону Micro-Cap 7. А ведь такие записи ну просто необходимы при составлении сложных схем. Т.е. и NL5 не всегда точно считает.

[Alexei Smirnov]

Элементарно, Ватсон. Функция в NL задержана на 1 шаг расчета. Если сможете сделать все на линейных элементах, то будет ОК.

[smpsmath]

-- Невероятно, Холмс, и как вы все это про него узнали?
-- Все очень просто, Ватсон: грабитель - это мой старший брат Майкрофт!
На двух таких Source я за пять минут, под пляшечку пивка, слепил очень занятный элемент Controlled Ideal Transformer (CIT), наиболее сложный для импульсной симуляции по причине двойной перекрестной внутренней регенеративной управляемой обратной связи.
Фу, еле выговорил. Это не там какой то Switch.
При подаче пилы на вход отставание выхода ровно на один шаг сразу бросается в глаза, т.е. функции как то выпали из общего алгоритма. В MK7 они изображаются прямо поверх Schematic, так у меня и схема подчас плохо из-за них просматривалась.
А на линейных элементах -- 6 штуков да с жютчайшими соединенцами меж ихми -- я бился целый вечер, но до конца не отладил.
А с таким элементиком легко и элегантно замещается треть того, что Basso для Spectrum-Soft и Intusoft намудривает.

[Alexei Smirnov]

А Вы уверены что этот самый трудновыговариваемый трансформатор действительно линейный? Тогда должно бы быть не так сложно сделать. Пришлите схемку, может можно упростить. В NL много всяких компонентов, о возможностях которых не все знают (не хотят знать). Использовать функцию вместо линейного элемента хорошо для читабельности схемы, но ухудшает точность и правильность симуляции.

Кстати, если Вы делаете "average model", которые Бассо клепает, то там можно использовать идеальный трансформатор "W", но его коэфф. передачи должен быть константой, так как трансформатор линейный. То есть сначала надо определить "periodic operating point" схемы, узнать скважность, установить коэфф. передачи трансформатора, и потом считать "непрерывный" AC response. Если конечно я правильно все это помню.

[smpsmath]

Нужен именно CIT в котором коэфф. передачи k ПЕРЕМЕННАЯ, т.е. обычный трансформатор но с дополнительным входом/входами управления по напряжению. k==V(Ctrl)? ну и желательно с с ограничителем ибо по сути в SMPS приложениях CIT это заместитель пары Switch-Diode а k является скважностью D: 0<D<1, причем желательно с возможностью выставлять ораничения типа 0.1<D<0.9. В SMPS управляется именно скважность. CIT можно собрать и на шести наличных управляемых элементах R-2шт., V-2шт., I-2шт., но это 6х4=24 вывода и все надо подсоединить правильно, да и выглядит такое как паутина. Все составляющие линейны значит и CIT линеен. Использование CIT в SMPS averaged model как в TRAN так и в AC -- схемы функциональные элегантные и простые. В симуляторах я CIT не встречал -- похоже это моя личная фишка. Реальных CIT не существует поэтому лучше простой вид типа прямоугольник, два входа справа, два выхода слева, вход управления сверху или снизу и два точечных маркера для однополярной пары вход/выход, как у обычного трансформатора. SubCir c CIT я вышлю.
На функциях SubCir готова а на элементах надо добить.

[Alexei Smirnov]

Трансформатор с управляемым коэфф. передачи является умножителем, следовательно нелинейным элементом, и сделать его из линейных элементов невозможно. Или я чего-то не понимаю?
(Если, конечно, коэфф.передачи не устанавливается как параметр вручную, а задается напряжением/током из схемы. Но это, надо думать, smpsmath и имеет в виду)

[smpsmath]

Да, действительно, внутри фактически есть умножители -- это управляемые резисторы: при подаче тока I напряжение на них V(R)=I*R , где I и R переменные, но ведь так управляемый резистор работает как умножитель в любом места схемы. Это хорошо линеаризируемая билинейная форма d(I*R)=I*dR+R*dI. Сегодня проверю проявляется ли задержка на управляемом резисторе, если нет, тогда и для всех других функций дорога в метод трапеций открыта. Надо вернуть заблудших овечек.

[Alexei Smirnov]

Если проверяете в NL, то зря: там есть задержка, так как управляемый резистор - нелинейный элемент.

[smpsmath]

Я это уже понял. Машинально считал, что он Linear по умолчанию а он может быть только PWL. В этом причина моих затруднений с CIT на шести элементах. Бог с ним, помер. Но зачем брать эффективное значение функции F по предыдущему val(F)=F[0], если можно по двум предыдущим val(F)=F[0]+(F[0]- F[-1])/2=3/2*F[0]-1/2*F[-1]. Ну а следующее F[+1] уже рассчитывается, дальше переименование F[+1]-->F[0], F[0]-->F[-1] и все по новой, т.е. самая убогая версия метода трапеций. При неравных интервалах формулку конечно надо подправить. Тогда точность для схем с функциями сразу станет на место.

[Alexei Smirnov]

Можно, но решение спорное. Интуитивно кажется, что улучшив точность для одних функций, можно ухудшить для других, и что это не совсем аналог метода трапеций. Особенно, если функция с хорошими фронтами, например f=int(x). Не будет ли там приличных выбросов? Это легко экспериментально проверить: поставить произвольную функцию, за ней еще одну f(x)=x - для задержки на шаг, скомбинировать два выхода с нужными весами и использовать результат как эффективную функцию. А Вы, я думаю, и аналитически можете предсказать, что получится.

А управляемый резистор ведь точно PWL а не функция, так что без задержки! Прошу прощения. Но сопротивление меняется ступенчатым образом, так что навряд ли устроит.

[smpsmath]

1.
а) Выброс/погрешность эффективного значения для f=int(x) +-1/2 вместо +-1 как сейчас но истинное значение будет найдено верное а не с отставанием на шаг! И здесь тоже произойдет всеобщее улучшение.
б) ступенчатые функции используются как правило только если лень воткнуть логический элемент, по себе знаю, а там эти выбросы до лампочки.
в) подозреваю, что на фронте NL5 автоматически уменьшит шаг т.е. потери точности вообще не будет.
2.
а)Это формула трапеций для интегрирования функций единственная, а методов трапеций для интегрирования ДУ немерено.
б) Функция, переменная, оператор, функционал -- это все блудливые математические разглагольствования, если NL5 будет обращаться с функцией как с переменной, каковой она по сути и является, непременно будет лутчее.