Как работает симулятор электрической схемы? Опции

[VDV]

Какова математика симуляции электрической схемы с идеальнымии элементами?
Где это можно прочитать?
Судя по всему надо создать список связанных выводов компонентов,
создать двумерную матрицу для записи напряжений на выводах.
А дальше?
В результате хочется получить развертку напряжений на вольтметрах во времени и зависимость их от частоты.
Как в idealCircuit.

[Corvus]

Ключевые фразы для гугления:
"Метод узловых потенциалов"
"Метод контурных токов"
"Автоматизация схемотехнического проектирования"

[AlexandrY]

Какова математика симуляции электрической схемы с идеальнымии элементами?
Где это можно прочитать?
Судя по всему надо создать список связанных выводов компонентов,
создать двумерную матрицу для записи напряжений на выводах.
А дальше?
В результате хочется получить развертку напряжений на вольтметрах во времени и зависимость их от частоты.
Как в idealCircuit.

Мне в свое время очень помогла вот эта книга:
[attachment=97073:________...________.pdf]

Текст на Паскале из нее легко переносится в RAD Studio XE
Можно сделать даже благообразный симулятор. Только схемный редактор где-то достать надо.

[VDV]

спасибо!
посмотрел на википедии статьи про эти методы, пока мало что понял.

а схемный редактор уже написал.

[AlexandrY]

а схемный редактор уже написал.

Ого! На чем?
Скриншоты можно увидеть?

[VDV]

отправил в личку

[AlexandrY]

отправил в личку

В ваших исходниках я не нашел где формируется список цепей, нумеруются узлы и создаются компоненты.
Это там есть?
Для Java я не имею подходящих тулсов для анализа.

[arhiv6]

Вы хотите прикрутить симуляцию к своему редактору? Если интерес не академичечский, а практический, то советую сразу ориентироваться на стандарт - SPICE. В таком случае правильнее будет генерировать по схеме нетлист и отдавать его решателю (Ngspice, Xyce и подобные), а потом обрабатывать результаты его расчета.

[VDV]

Компоненты создаются в редакторе компонентов (первая вкладка на картинке). Затем нужный компонент выбирается из библиотеки и помещается на лист схемы.
Каждому компоненту надо будет сопоставить мат. модель.
Редактора для создания мат. модели компонентов нет.
Пока не знаю, как мат. модель соединить с УГО.
Возможно, сделаю просто классы с математикой.

Создания списка цепей и т.д. нет, пока только визуальный редактор.

SPICE меня не интересует. Для этого у меня есть программы.

Сообщение отредактировал VDV - Nov 27 2015, 20:45

[AlexandrY]

В поисках схемных редакторов я нашел такой замечательный компонент для RAD Studio как ExpressFlowChart Suite
Там уже сразу есть объекты и есть связи. А также куча уже готовых функций редактирования.
Можно сделать на нем и редактор схем и визуальный редактор алгоритмов и редактор вычислительных моделей и проч.

Не кажется ли вам в связи с этим, что изобретаете велосипед?

[AlexeyW]

Не знаю, я писал просто как дифференциальную модель второго порядка, вроде все замечательно получалось.

[VDV]

Не кажется ли вам в связи с этим, что изобретаете велосипед?

- интересно, когда-нибудь менталитет на наших форумах изменится? и на вопрос "как смоделировать идеальную цепь" не будут предлагать SPICE и говорить про велосипед.
- школьники решают на уроках одну и ту же задачу, и ничего, только на пользу.

а если по существу:
- результаты у SPICE моделеров не всегда адекватные. часто не найти нужную модель. интерфейс у программ неудобный в использовании.
- поразвлекаться, может и не сделаю.
- не хватает функционала у idealCircuit, а автор игнорирует вопросы. а пользовать её очень удобно, чтобы быстро что-то прикинуть.

[kovigor]

а если по существу:

По существу - надо основательно засесть за учебники по ТОЭ, вроде Бессонова и Зевеке. Именно там, а не в Википедии, описаны упоминавшиеся только что "Метод узловых потенциалов", "Метод контурных токов" и много - много других методов.
Еще придется читать книги по полупроводниковой схемотехнике, вроде двухтомника Титце и Шенка. Там и модели компонентов есть. Но прежде придется изучить ТОЭ.
А еще вот такая книжка вспомнилась:
http://dataspace.com.ua/product_89.html

Потрудиться придется изрядно. Задача эта отнюдь не программистская. Она электротехническая, математическая, какая угодно, но только не программистская ...

[AlexeyW]

- интересно, когда-нибудь менталитет на наших форумах изменится? и на вопрос "как смоделировать идеальную цепь" не будут предлагать SPICE и говорить про велосипед.
- школьники решают на уроках одну и ту же задачу, и ничего, только на пользу.

Потрудиться придется изрядно. Задача эта отнюдь не программистская. Она электротехническая, математическая, какая угодно, но только не программистская ...

Абсолютно поддерживаю. Это просто очень существенное собственное развитие, даже только поэтому задача имеет смысл.

[_Pasha]

а что мешает тот же ngspice посмотреть как устроен?

[_pv]

- не хватает функционала у idealCircuit, а автор игнорирует вопросы. а пользовать её очень удобно, чтобы быстро что-то прикинуть.

idealCircuit это вроде бы урезанная версия nl5.
а чего именно не хватает?

[kovigor]

а что мешает тот же ngspice посмотреть как устроен?

А смысл ? Без совершенного понимания электротехнической, электронной и электротехнической основ исходники ПО - не более, чем набор символов ...

[AlexandrY]

а если по существу:
- результаты у SPICE моделеров не всегда адекватные. часто не найти нужную модель. интерфейс у программ неудобный в использовании.
- поразвлекаться, может и не сделаю.
- не хватает функционала у idealCircuit, а автор игнорирует вопросы. а пользовать её очень удобно, чтобы быстро что-то прикинуть.

Лучше завязывайте с Java. Просто выбрали неудачный инструмент, это можно понять.

У вас ведь еще задача сделать красивые графики, экспорты и проч. сервисы.

Переходите на RAD XE.
Тот же Altium с которого вы скопировали пиктограммы на RAD написан.

[_Pasha]

А смысл ? Без совершенного понимания электротехнической, электронной и электротехнической основ исходники ПО - не более, чем набор символов ...

совершенно согласен. но разбираться как устроен spice все равно придется
в nl5 отличный хелп по моделям, насколько я помню
есть еще питоновский Ahkab
за счет уровня языка - может оказаться более понятна и читабельна структура

[AlexandrY]

совершенно согласен. но разбираться как устроен spice все равно придется
в nl5 отличный хелп по моделям, насколько я помню
есть еще питоновский Ahkab
за счет уровня языка - может оказаться более понятна и читабельна структура

Ну зачем разбираться как устроен spice?
Расчет линейных цепей это всего пару действий с матрицами.
Основная сложность это составить матрицу инцидентности. На чем автор и споткнулся.

А дальше простейшая матричная библиотека или прямо закодить можно, как в книге которую я привел.

[VDV]

он же SPICE?
и потом, чтобы что-то понять, надо хоть немного понимать в теории.

есть более простая вещь:
http://www.falstad.com/circuit/

но даже там без теории непонятно, как расчет идет.
вроде бы, метод контурных токов используется.

в idealCircuit не хватает изменения вида графика - не всегда нужны дБ.
не хватает переменных резисторов и возможности наложения результата их кручения на один график.
да и по мелочи всяко разно.
элементы было бы неплохо иметь возможность добавить.
nl5 по сравнению с idealCircuit пользовать неудобно

p.s. не приходят уведомления на мыло о сообщениях.

Сообщение отредактировал VDV - Nov 29 2015, 10:44

[_pv]

в idealCircuit не хватает изменения вида графика - не всегда нужны дБ.
не хватает переменных резисторов и возможности наложения результата их кручения на один график.
да и по мелочи всяко разно.
элементы было бы неплохо иметь возможность добавить.
nl5 по сравнению с idealCircuit пользовать неудобно

не знаю как в iC, nl5 умеет делать sweep любого параметра c выводом всех графиков, ну и сам график вытащить наружу для преобразования в нужный вид тоже должно быть возможно, встроенный скриптовый язык должен позволять.
как и добавление своих компонентов.
общая кривоватость пользовательского интерфейса есть конечно, но у iC на мой взгляд ещё неудобнее после nl5.

[_Pasha]

А дальше простейшая матричная библиотека или прямо закодить можно, как в книге которую я привел.

Да.. книга супер. Я тоже оттуда в паскаль набирал. а потом она куда-то подевалась после переезда.

[VDV]

кто-нибудь пробовал запускать программы из этой книги?
Работают примеры для sinus, gleich, dyna-linear.
Для dyna-non-linear пример не работает.
Если поменять граничное условие на б) то работать начинает. результат правильный.
Т.е. судя по всему ошибка где-то в интерполяции функции диода.
Непонятно, где ошибка. Сравнением кодов на бейсике и паскале ошибки не видно.
в файле - java-код.
выбор условия - строка 1429.

Сообщение отредактировал VDV - Dec 20 2015, 14:41

Прикрепленные файлы

 BasicDynaNonLinear.zip ( 14.73 килобайт ) Кол-во скачиваний: 4

 

[VDV]

построил графики по обоим условиям.
похоже, ошибки-то и нет. просто при а) кривая сильно прогибается в области отрицательных значений за счёт резкого перелома в районе 0.7.
так что диод нормально апроксимируется кривой б), и ошибка видимо при вводе данных, выбрана не та кривая.

однако, результат работа программы spline тоже не соответствует книжному.
хотя, возможно, в книге опечатка в первой цифре, опущены вторые корни и меньшая точность вычислений.
тогда результаты похожи

Сообщение отредактировал VDV - Dec 21 2015, 15:24