2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 11  След.
 
 
Сообщение19.01.2009, 21:18 
Аватара пользователя


05/02/06
387
Я, к сожалению, пока не имею возможности плотно заняться тестированием NL5, но зато немного поизучал алгоритм работы симулятора FASTMEAN.
Хоть это нигде и не пишется прямым текстом, но очевидно это какая-то модификация методов, предложенных академиком Г.Е. Пуховым (1968-1988). Попытки найти хотя бы одну публикацию Пухова в интернете не увенчались успехом, поэтому пришлось сходить в библиотеку и откопировать статью
Georgii Evg. Pukhov "DIFFERENTIAL TRANSFORMS AND CIRCUIT THEORY," Circuit Theory and Applications, Vol. 10, 265-276 (1982)

Что самое интересное, на эту тему имеются современные результаты на русском языке, а в частности диссертация
Евгений Д. Головин "МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ УСТРОЙСТВ И УСТРОЙСТВ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ".
Привожу выдержки из общей характеристики работы любезно присланной мне Евгением Дмитриевичем:
Для исследования нелинейных систем более широкие возможности имеют дифференциально-тейлоровские преобразования (ДТ-преобразования), предложенные и в определенной степени изученные в работах Г.Е. Пухова. Суть метода заключается в преобразовании функции оригинала от непрерывного аргумента, например, времени, в функцию изображения от дискретного аргумента, коэффициенты которой именуются дискретами. Построенная система правил и формул в теории ДТП на практике позволяет составлять изображающие уравнения, почти не прибегая к дифференцированию оригиналов. Обратный переход от изображений к оригиналам осуществляется очень просто с помощью ряда Тейлора.
К достоинствам ДТ-преобразований относятся возможности распространения операционных методов исследования состояний физических систем с переменными и нелинейными параметрами. Произведению функций в области оригиналов отвечает в области ДТ-изображений сравнительно простая операция – нахождение суммы конечного числа парных произведений дискрет изображений умножаемых функций. Также достоинством является большая гибкость соответствующих ДТ-моделей, так как часто одна и та же модель может служить основой численного решения задачи, аналитического ее решения и численно-аналитического.
Предметом исследования являются обыкновенные дифференциальные уравнения, описывающие реальные физические устройства, в частности электрические цепи, способы нахождения решения с помощью дифференциальных преобразований и возможность параметрического синтеза.
Методы исследований. Для решения нелинейных дифференциальных уравнений с переменными параметрами используется численное интегрирование методом степенных рядов, а также метод припасовывания. Для задач параметрического синтеза используются методы решения систем линейных алгебраических уравнений, в частности метод Гаусса, итерационный алгоритм, предложенный профессором А. А. Светлаковым.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение14.02.2009, 01:01 
Аватара пользователя


28/02/08
67
Несколько новых картинок применения NL5 для анализа импульсных источников.

Частотная характеристика boost преобразователя( Vout(s) / PWM duty cycle(s) ), вычисленная методом "Sweep AC Source", в сравнении с аналитической формулой малого сигнала отсюда.

То же, для другого значения индуктивности.

Хотя импорт/экспорт Spice моделей в NL5 еще в процессе разработки, первая модель в виде SubCurcuit уже есть: ШИМ контроллер UC3844. Вот вид модели и пример схемы flybackс её использованием.

Эти схемы будут включены в Demo-примеры следующего апдейта NL5.

Спасибо,
Алексей.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение17.02.2009, 05:16 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


10/10/07
715
Южная Корея
Alexei Smirnov в сообщении #186195 писал(а):
Частотная характеристика boost преобразователя ( Vout(s) / PWM duty cycle(s) ), вычисленная методом "Sweep AC Source", в сравнении с аналитической формулой малого сигнала отсюда.


Это конечно здорово, что все замечательно совпадает с аналитической формулой. Но мне например, как специалисту в области источников питания, интереснее было бы взглянуть на результаты моделирования на более высоких частотах - в районе половины частоты коммутациии. "Sweep AC Source" очевидно полезный тул, ну так надо это продемонстрировать, и показать не с овпадение, а ОТЛИЧИЯ от аналитической непрерывной модели. А то какой тогда смысл в имитационном моделировании, когда тоже самое можно рассчитать по формулам?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение17.02.2009, 06:40 
Аватара пользователя


28/02/08
67
powerZ писал(а):
Но мне например, как специалисту в области источников питания, интереснее было бы взглянуть на результаты моделирования на более высоких частотах - в районе половины частоты коммутациии.

Нет проблем, берете и считаете где надо. Это уже делали, кому надо было. Все точно так же, только на частотах, близких к субгармоникам, надо дольше ждать, пока все установится. А в этих конкретных примерах меня просили показать только частоты ниже 1/3 частоты коммутации, что я и сделал.

powerZ писал(а):
"Sweep AC Source" очевидно полезный тул, ну так надо это продемонстрировать, и показать не с овпадение, а ОТЛИЧИЯ от аналитической непрерывной модели.

Это тоже элементарно: например, повысить амплитуду девиации ШИМа, чтобы был не "малый" сигнал: характеристика заметно меняется. Это я тоже делал.


powerZ писал(а):
А то какой тогда смысл в имитационном моделировании, когда тоже самое можно рассчитать по формулам?

Я думаю, что смысл в том, чтобы не "корячиться" и не выводить формулы малого сигнала (что, конечно, полезно для мозгов), а смоделировать для любой амплитуды. Приведенные примеры показывают только то, что программе можно доверять. Для меня это очевидно, так как кроме законов Ома и Кирхгофа программа ничего не использует. Но почему-то кое-кто еще сомневается...

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение17.02.2009, 08:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


10/10/07
715
Южная Корея
Alexei Smirnov в сообщении #186928 писал(а):
Это тоже элементарно: например, повысить амплитуду девиации ШИМа, чтобы был не "малый" сигнал:


Дело не в этом. Пусть будет малый сигнал.

Alexei Smirnov в сообщении #186928 писал(а):
Я думаю, что смысл в том, чтобы не "корячиться" и не выводить формулы малого сигнала (что, конечно, полезно для мозгов), а смоделировать для любой амплитуды.


Нет не в этом. Какой смысл в таком проектировании без формул? Имитационная модель может быть полезна как раз тогда, когда надо выявить различия с непрерывной моделью. А они есть на самом деле.

Alexei Smirnov в сообщении #186928 писал(а):
Для меня это очевидно, так как кроме законов Ома и Кирхгофа программа ничего не использует. Но почему-то кое-кто еще сомневается...


Ну кроме законов Кирхгофа есть ещё вопросы алгоритма расчета. Кстати в этой ветке вас об этом уже спрашивали. Метод трапеций с постоянным шагом, который у вас используется между прочим дает основания и посомневаться :roll: .

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение17.02.2009, 19:24 
Аватара пользователя


28/02/08
67
Я не совсем понимаю, чего Вы хотите от симулятора. Есть аналитические модели, которые построены с какими-то допущениями, например: малый сигнал, определенный режим работы (по току), идеальные компоненты, и т.д. Есть симулятор, который считает независимо от величины сигнала, режимов работы, и для явно определенных пользователем моделей компонентов: что ему подсунули, то и считает. По-моему, очевидно, что правильное решение будет у симулятора, и любые отличия - это вопрос к моделям (не спешите возражать, об этом будет ниже). Так что, если кто-то хочет совпадения симулятора и аналитической модели - пожалуйста, делайте схему, соответствующую модели. Если нужны отличия симуляции и модели - еще проще. В любом случае симулятор однозначно показывает результат того, что ему дали, а аналитическая модель - только с учетом допусков, с которыми она сделана.

Естественно, это так если метод расчета симулятора не вносит ошибок. У Вас претензии к методу трапеций? Почему? Разве уменьшение шага расчета не уменьшает однозначно ошибку? Так найдите экспериментально наибольший шаг который Вас устроит, и вперед. Все хитрые методы интегрирования, насколько я понимаю, сделаны для сокращения времени расчета при заданной точности? Если время и точность устраивает, то какая разница, какой метод?

Понятно, что аналитическое решение полезно для анализа схем, так как может предсказать такие особенности работы схемы, до которых на практике можно никогда и не добраться. Ну а симулятор делает свое дело, и, по-моему, делает хорошо. Если есть конкретные претензии и предложения, готов выслушать и принять к сведению.

Спасибо,
Алексей.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение18.02.2009, 03:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


10/10/07
715
Южная Корея
Alexei Smirnov в сообщении #187113 писал(а):
У Вас претензии к методу трапеций? Почему?


Потому что это метод Эйлера. Он может давать ошибку, и надо всегда это помнить. Тот же метод трапеций используется в PSIMe. А в PSpice например используется метод Рунге-Кутта 4-го порядка с переменным шагом. Я сравнивал - расхождения там минимальные. Но считает дольше. Метод трапеций дает преимущество в скорости. И иногда это действительно полезно. Так что у меня претензии скорее не к методу трапеций, а к таким вот заявлениям:

Alexei Smirnov в сообщении #187113 писал(а):
По-моему, очевидно, что правильное решение будет у симулятора, и любые отличия - это вопрос к моделям

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение18.02.2009, 03:59 
Аватара пользователя


28/02/08
67
Не понял, а если шаг в трапециях (Эйлера) уменьшать, разве ошибка не уходит в ноль? Или не так быстро, как хотелось бы? Нет, конечно у этого метода сходимость не абсолютная, и это иногда можно увидеть в NL, но я стараюсь таких ситуаций избегать, и в абсолютном большинстве случаев этого не происходит.
И еще интересно: о каком вообще порядке ошибок идет речь?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение19.02.2009, 08:28 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


10/10/07
715
Южная Корея
Alexei Smirnov в сообщении #187257 писал(а):
Не понял, а если шаг в трапециях (Эйлера) уменьшать, разве ошибка не уходит в ноль?


Alexei Smirnov в сообщении #187257 писал(а):
И еще интересно: о каком вообще порядке ошибок идет речь?


Ну... Это вы у меня спрашиваете? Это я должен по идее у вас спросить. :? А кстати, ваша программа оценивает как-то погрешность вычислений? И если да, то корректируется ли как-то шаг в процессе расчета?

Alexei Smirnov в сообщении #187257 писал(а):
Нет, конечно у этого метода сходимость не абсолютная, и это иногда можно увидеть в NL


О чем и речь. Аналогично "и это иногда можно увидеть в" PSIM.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение19.02.2009, 18:36 
Аватара пользователя


28/02/08
67
powerZ писал(а):
Ну... Это вы у меня спрашиваете? Это я должен по идее у вас спросить. :? А кстати, ваша программа оценивает как-то погрешность вычислений? И если да, то корректируется ли как-то шаг в процессе расчета?

Естественно, я это у Вас спрашиваю, а у кого еще? Пока никто не выражал сомнений, и даже не задавал вопросов ни о методе, ни о погрешности, так что Ваши комментарии для меня новы и интересны. (Хотя понятно: в основном все пользователи - практики, и их не очень интересует, КАК всё считается.)
Погрешность не оценивается. Шаг меняется иногда, но не в зависимости от погрешности, а по другим причинам. Задание максимального шага - обязанность клиента. Это хорошая тема для отдельного "обмена мнениями".

powerZ писал(а):
О чем и речь. Аналогично "и это иногда можно увидеть в" PSIM.

Пожалуйста, если увидите "это" в NL, дайте мне знать! Желательно схему, если можно. Иногда это связано не просто с неправильным шагом, а с некорректными вычислениями, и хотелось бы все рано или поздно выправить.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение22.02.2009, 02:09 
Аватара пользователя


05/02/06
387
По методу Эйлера у меня есть заметить следующее: хотя при уменьшении шага ошибка интегрирования снижется, это не гарантирует снижение погрешности, поскольку ошибки на каждом шаге накапливаются.
Нарастание суммарной ошибки в методе Эйлера можно посмотреть здесь
http://stratum.ac.ru/textbooks/modelir/lection10.html
Это "быстрый" метод первого порядка, однако существуют другие простые методы дающие при том же шаге более точные результаты, см. например
Гутер Р.С. "Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта"
Н.С.Бахвалов, Н.П.Жидков, Г.М.Кобельков. "Численные методы"

Алексей, насколько я понимаю, в NL5 есть измеритель THD и с помощью его или FFT пользователь (если хочет и умеет) может измерить power factor. Это совсем не удобно, поскольку каждый раз нужно сравнивать результаты со стандартами (европейским и американским). Поэтому предложение - сделать проб и соответствующую опцию "Meas. PF" где будет показываться отклонение измеренного со стандартом.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение22.02.2009, 03:09 
Аватара пользователя


28/02/08
67
Alik писал(а):
Поэтому предложение - сделать проб и соответствующую опцию "Meas. PF" где будет показываться отклонение измеренного со стандартом.

Спасибо, попробую сделать что-то вроде "Power tools", где будет вычисляться и показываться все, имеющее отношение к мощности, искажениям, и т.д.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение23.02.2009, 01:16 
Аватара пользователя


28/02/08
67
Alik писал(а):
По методу Эйлера у меня есть заметить следующее: хотя при уменьшении шага ошибка интегрирования снижется, это не гарантирует снижение погрешности, поскольку ошибки на каждом шаге накапливаются...Это "быстрый" метод первого порядка...

Кстати, а разве метод трапеций это всё еще метод Эйлера? По-моему был явный и неявный метод Эйлера (интегрирование вперёд и назад), а трапеции как-бы сами по себе? Ну да в любом случае это метод уже второго порядка, что радует.
Насчет накопления погрешности: да, от этого наверное никуда не денешься. Но насколько это важно для симулятора? Понятно, что решение в любом случае не будет 100% совпадать с аналитическим хотя бы из за ограниченной разрядности и ошибок округления. Для инженеров это вообще мелочь по сравнению с допусками реальных компонентов: тут речь уже идёт о долях процентов, не говоря уже о моделях активных компонентов. В принципе эффект от погрешности метода вычисления можно считать аналогичным эффекту от допуска компонента: ну попался резистор не 1.000 кОм, а 1.001, и постоянная времени RC цепочки чуть-чуть уплыла. Бывает. Думаю, что ошибка метода всё же поменьше чем 0.1% (при правильно выбранном шаге) и для абсолютного большинства схем не должна быть критичной для функционирования схемы.
Конечно, для теоретических исследований и сравнения с аналитической моделью такая ошибка может быть и важна...

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение05.03.2009, 18:29 
Аватара пользователя


05/02/06
387
Продолжая обзор необычных и эффективных методов анализа схем нужно обратить внимание на символьные методы, которые позволяют избежать трудоемких вычислений на каждом шаге. Узлы схемы нумеруются, записываются в соответствующей форме, над этой формой записи проводятся алгебраические операции так что получается простая формула, которая и используется на каждом шаге. Ссылки на наиболее удачные методы приведены ниже в хронологическом порядке.

R. J. Duffin, "An Analysis of the Wang Algebra of Networks," Transactions of the American Mathematical Society, Vol. 93, Nо 1, Oct. 1959, pp. 114-131

B. R. M. Gandhi, V. Purnachandra Rao, G. S. Raju, "Passive and active circuit analysis by the method of structural numbers," International Journal of Electronics, Vol. 32, Issue 6, Jun. 1972 , pp. 601-622

П. А. Ионкин, А. А. Соколов, Ф. Е. Пашуканис и др., "Основы метода структурных чисел," в книге Основы инженерной электрофизики, Часть 2. Основы анализа и синтеза электронных цепей, Приложение 1, стр. 558-578, Москва, 1972г.

В. К. Захаров, Ю. И. Лыпарь, "Расчет схем методом нормированных структурных чисел," в книге Электронные устройства автоматики и телемеханики, Приложение 1, стр. 405-418, Ленинград, 1984г.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение07.03.2009, 18:29 
Аватара пользователя


05/02/06
387
С большой долей вероятности можно утверждать, что PSIM использует метод дискретных моделей, позволяющий свести расчет переходных процессов к расчету резистивных цепей по постоянному току на каждом шаге. Метод подробно изложен в книге Демирчян К.С., Бутырин П.А. "Моделирование и машинный расчет электрических цепей." М.: Высшая школа, 1988 – 336 с, которая благодаря добрым людям доступна в djvu и распознанном pdf форматах.
Книга довольно сложная, поэтому чтобы долго не листать небольшой guideline:
стр. 211: основы метода дискретных моделей
стр. 228: пример создания RL макромодели
стр. 237: макромоделирование ключей
стр. 243: проблема бесконечных выбросов
стр. 174: методы численного интегрирования
стр. 186: выводы по устойчивости методов

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 161 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ... 11  След.

Модераторы: Karan, Toucan, PAV, maxal, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group