Блок численных методов среды OrCAD

Здесь под блоком численных методов среды OrCAD понимается совокупность алгоритмов и программ, реализующих процедуры получения численного решения при моделировании анализируемой схемы.

Управление блоком численных методов осуществляется путем назначения значений целого ряда параметров — управляющих опций. Обращение к управляющим опциям осуществляется во вкладках Analysis и Options окна Simulation Settings и в окне Advanced Analog Options.

Дадим определения управляющих опций OrCAD и их значения по умолчанию (приведены в скобках):

  • 1) RELTOL — относительная погрешность вычисления токов и напряжений (Ю 3);
  • 2) VNTOL — абсолютная погрешность вычисления напряжения (КГ6);
  • 3) ABSTOL — абсолютная погрешность вычисления тока (10-12);
  • 4) CHGTOL — абсолютная погрешность вычисления заряда (Ю44);
  • 5) GMIN — минимальная проводимость ветви электрической цепи (КГ12);
  • 6) ITL1 — максимальное количество итераций в режиме анализа по постоянному току (150);
  • 7) ITL2 — максимальное количество итераций при расчете передаточных функций по постоянному току при переходе к последующей точке (20);
  • 8) ITL4 — максимальное количество итераций на одном временном шаге (Ю);
  • 9) ITL5 — общее максимальное количество всех итераций в режиме анализа переходных процессов (0). Установка 1TL5 = 0 означает бесконечность;
  • 10) STEPGMIN — включение алгоритма расчета режима по постоянному току вариацией проводимости;
  • 11) P1VTOL — минимально допустимая величина числа, которая при вычислении Якобиана может рассматриваться как основной элемент (10~13);
  • 12) PIVREL — относительная величина элемента строки матрицы, необходимая для его выделения в качестве основного элемента (10 3);
  • 13) SKIPBP — отключение анализа по постоянному току для нахождения начального приближения.

Кроме этого, управление блоком численных методов может осуществляться изменением величины максимального временного шага hmax (Maximum Step Size).

Возникновение численной неустойчивости

Среди причин, которые могут вызывать проблему конвергенции, выделяются следующие [6, 7]:

  • 1) отсутствие сходимости при вычислении начального приближения, определяемого для проведения анализа по постоянному току и анализа переходных процессов;
  • 2) неустойчивость вычислительного процесса, связанная с величиной максимального и минимального допустимых шагов интегрирования.

Необходимо учитывать следующие ограничения, накладываемые конечной динамической разрядной сеткой и, следовательно, конечной точностью вычислений:

  • • напряжения и токи ограничены величиной ±1010 вольт и ампер;
  • • производные переменных ограничены величиной 1014;
  • • использование арифметики двойной точности обеспечивает получение достоверных 15 знаков.

В следующих разделах рассмотрим эти причины подробнее.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >