Výzkum metod pro řešení nelineárních elektronických systémů

Research of methods for nonlinear networks solution

výzkumná zpráva

čeština

Nelineární obvody se dnes vyskytují téměř ve všech oblastech elektrotechniky. Vlastní syntéza těchto obvodů je velmi složitá, protože se jedná o řešení nelineárních rovnic. Návrh je nutné ověřit počítačovou simulací, která určí přesné vlastnosti a chování navrhovaného obvodu. Nelineární obvody obecně vykazují více pracovních stavů. Dnešní běžné simulační programy využívají při výpočtu iteračních metod, které většinou provedou výpočet pro jeden pracovní bod. Konvergence řešení je velmi závislá na volbě výchozího iteračního bodu. Řešení použití této metod pro obvody s více prvky je velmi pomalé. Jako jediným praktickým řešením se jeví použití po částech lineární aproximace nelineárních charakteristik prvků. Vlastní řešení těchto PWL obvodů je poté sestaveno ze dvou částí. První je zaměřena na přibližné nalezení všech DC pracovních stavů obvodu. Jedná se o rozdělení prostoru obsahující všechna řešení na malé oblasti s tímto řešením. Zde jsou obvodové rovnice již lineární. Druhá část je zaměřena na řešení konkrétních oblastí. Jedná se o výpočet soustavy lineárních rovnic.

The nonlinear circuits are in almost regions of electronics. The synthesis for these systems is very complex problem. It has to be determined by a nonlinear formula. The circuit design is necessary verify by the computer simulation. It is specified the behavior of designed system. The nonlinear networks have more then one DC fixed point. Iteration methods are used for finding the fixed point in the common simulation program. These methods can find only one possible solution. The methods convergence is dependent on the start iteration point. Using these methods for large-scale systems with a lot of elements is unsuitable. One possible way to computing the DC solutions is by using the piecewise linear approximation of the nonlinear elements. The solution of these PWL circuits is composed from two parts. First one is determined for the approximately finding of all DC fixed points. It's the subspace division containing all solutions. Small regions with single point will be created. Equations are already linear in these regions. Second part is determined for the solution of specified regions. It's the calculation of linear equation set.

PWL element, non-linear characteristitcs, DC operating point

POSPÍŠIL, V.

2005

31. 12. 2005

VUT Brno

Brno

1

19

19