Mislim da je jako dobro što je ova tema oživljena - sve pohvale, TDA!
Pa, sada, pošto sam se zadnjih 30-tak godina aktivno bavio (i još se bavim) simulacionim softverom, računam da ću tu i tamo moći nešto da doprinesem ovoj temi.
Pre svega, nekoliko opštih stvari. Programi za simulaciju tranzijentnih i stacionarnih procesa u tehničkim sistemima predstavljaju danas u razvoju proizvoda nešto uobičajeno, ali istovremeno nešto bez čega se taj razvoj više ne može zamisliti. Pri tome je svejedno o kakvim se sistemima radi - jednostavnom emiter follower-u ili nuklearnoj elektrani. Ja sam u karijeri uradio (naravno, ne sam) dva takva softvera, jedan za simulaciju višestepenih klipnih kompresora (pritisci reda 3000 bar, snaga motora 25MW), a drugi, na kome još uvek saradjujem, za simulaciju gasnih i Dizel motora motora sa turbo punjenjem.
Sada se neko možda pita kakve to veze ima sa simulacijom elektronskih sklopova?
Ima mnogo više nego što se na prvi pogled može zamisliti, jer se sve te simulacije zasnivaju na istim fizičkim zakonima. Uopšteno gledano, za modeliranje je bitno da li neki element može da akumulira energiju ili ne. Ako može (kondenzator, induktivitet), njegovo ponašanje se opisuje diferencijalnim jednačinama, a u suprotnom - algebarskim. Zato svi simulacioni programi u gruboj strukturi sadrže dve bitne stvari: tzv. DAE solver (sistem za rešavanje povezanih diferencijalnih i algebarskih jednačina), koji je univerzalnog karaktera, i modele komponenata, koji zavise od domena primene. Na to dolaze još GUI (grafički interfejs), sistem za prikazivanje rezultata, itd.
DAE solveri su programi koji su već jako dobro razradjeni i dosta toga se nalazi i u open source domenu. Zato je vrlo moguće da napr. LTSpiceIV i moj program za motore imaju isti DAE solver, jer su jednačine koje se rešavaju u suštini iste. Na DAE solverima se i dalje radi, ali tu se više ne dešavaju revolcionarne stvari. Tačnost simulacionih rezultata danas nije više mnogo zavisna od primenjenog DAE solvera.
Ključni faktor od koga zavisi tačnost simulacije u bio kom domenu primene je tačnost modela upotrebljenih komponenata. Tu važi jedno staro pravilo, a to je da se na početku 80% rezultata postiže sa 20% napora, a zatim se odnos okreće. Kada sam napisao da još saradjujem na softveru za simulaciju motora, to se odnosi upravo na poboljšanje tačnosti modela komponenata. Evo jednog primera: za proračun jednodimenzionalnog, tranzijentnog, strujanja gasova kroz cevi (kombinacija talasa i strujanja čestica gasa) razvijeno je do sada nekih 50-tak algoritama, napisano verovatno isto toliko disertacija i ko zna još koliko članaka i prezentacija na konferencijama, a da još nema jednog opšte prihvaćenog algoritma za taj problem.
Isto to važi i za modele elektronskih komponenata. Uzmimo kao primer običan otpornik. Njegovo ponašanje se opisuje Omovim zakonom, tip jednačine je algebarski. E, ali kao hoćemo da se pri simulaciji pozabavimo njegovim uticajem na THD, stvari počinju da se komplikuju. Omov zakon polazi od IDEALNOG otpornika kome je svejedno kolika je razlika napona na njegovim krajevima i koliko snage se na njemu disipira. U stvarnosti, medjutim, otpor zavisi od pada napona, temperature elementa, a na niskim frekvencijama još i od brzine prostiranja toplote kroz njegovu strukturu (ultra linearni dizajn)! Da bi se sve to uzelo u obzir potrebni su podaci, mahom eksperimentalni, koji nisu svima dostupni, a ponekad nisu poznati ni proizvodjaču ili ne želi da ih objavi. Zato je Macola danima merio LM3886 da bi došao do podataka za BatoMM.
Čitajući članke iz audio elektronike vidim da se LTSpiceIV najčešće korišćeni simualcioni softver, za koji postoji i knjiga. Mana mu je da njegova biblioteka komponenata sadrži samo proizvode LT, ali se, naravno, mogu koristiti makro modeli drugih autora. Tu, medjutim, nema baš uvek garancije da će i uspeti. Pre nekoliko meseci mi nije uspelo da u LTSpiceIV simuliram vrlo jednostavan sklop sa LM4562 na osnovu makro modela koji sam skinuo kod TI, jer solver nije konvergirao. Teško je reći da li je tu u pitanju neki nedostatak u solveru ili je TI, namerno ili slučajno, napravio makro koji u TI ide, a u LTSpice ne.
24. septembra u Cirih dolazi Tim Engelhardt, čovek koji vodi projekat LTSpice, kojom prilikom će održati i seminar o tom softveru. Prijavio sam se, naravno, pa ću informacije sa seminara podeliti sa forumom.
Pozdrav
Pa, sada, pošto sam se zadnjih 30-tak godina aktivno bavio (i još se bavim) simulacionim softverom, računam da ću tu i tamo moći nešto da doprinesem ovoj temi.
Pre svega, nekoliko opštih stvari. Programi za simulaciju tranzijentnih i stacionarnih procesa u tehničkim sistemima predstavljaju danas u razvoju proizvoda nešto uobičajeno, ali istovremeno nešto bez čega se taj razvoj više ne može zamisliti. Pri tome je svejedno o kakvim se sistemima radi - jednostavnom emiter follower-u ili nuklearnoj elektrani. Ja sam u karijeri uradio (naravno, ne sam) dva takva softvera, jedan za simulaciju višestepenih klipnih kompresora (pritisci reda 3000 bar, snaga motora 25MW), a drugi, na kome još uvek saradjujem, za simulaciju gasnih i Dizel motora motora sa turbo punjenjem.
Sada se neko možda pita kakve to veze ima sa simulacijom elektronskih sklopova?
Ima mnogo više nego što se na prvi pogled može zamisliti, jer se sve te simulacije zasnivaju na istim fizičkim zakonima. Uopšteno gledano, za modeliranje je bitno da li neki element može da akumulira energiju ili ne. Ako može (kondenzator, induktivitet), njegovo ponašanje se opisuje diferencijalnim jednačinama, a u suprotnom - algebarskim. Zato svi simulacioni programi u gruboj strukturi sadrže dve bitne stvari: tzv. DAE solver (sistem za rešavanje povezanih diferencijalnih i algebarskih jednačina), koji je univerzalnog karaktera, i modele komponenata, koji zavise od domena primene. Na to dolaze još GUI (grafički interfejs), sistem za prikazivanje rezultata, itd.
DAE solveri su programi koji su već jako dobro razradjeni i dosta toga se nalazi i u open source domenu. Zato je vrlo moguće da napr. LTSpiceIV i moj program za motore imaju isti DAE solver, jer su jednačine koje se rešavaju u suštini iste. Na DAE solverima se i dalje radi, ali tu se više ne dešavaju revolcionarne stvari. Tačnost simulacionih rezultata danas nije više mnogo zavisna od primenjenog DAE solvera.
Ključni faktor od koga zavisi tačnost simulacije u bio kom domenu primene je tačnost modela upotrebljenih komponenata. Tu važi jedno staro pravilo, a to je da se na početku 80% rezultata postiže sa 20% napora, a zatim se odnos okreće. Kada sam napisao da još saradjujem na softveru za simulaciju motora, to se odnosi upravo na poboljšanje tačnosti modela komponenata. Evo jednog primera: za proračun jednodimenzionalnog, tranzijentnog, strujanja gasova kroz cevi (kombinacija talasa i strujanja čestica gasa) razvijeno je do sada nekih 50-tak algoritama, napisano verovatno isto toliko disertacija i ko zna još koliko članaka i prezentacija na konferencijama, a da još nema jednog opšte prihvaćenog algoritma za taj problem.
Isto to važi i za modele elektronskih komponenata. Uzmimo kao primer običan otpornik. Njegovo ponašanje se opisuje Omovim zakonom, tip jednačine je algebarski. E, ali kao hoćemo da se pri simulaciji pozabavimo njegovim uticajem na THD, stvari počinju da se komplikuju. Omov zakon polazi od IDEALNOG otpornika kome je svejedno kolika je razlika napona na njegovim krajevima i koliko snage se na njemu disipira. U stvarnosti, medjutim, otpor zavisi od pada napona, temperature elementa, a na niskim frekvencijama još i od brzine prostiranja toplote kroz njegovu strukturu (ultra linearni dizajn)! Da bi se sve to uzelo u obzir potrebni su podaci, mahom eksperimentalni, koji nisu svima dostupni, a ponekad nisu poznati ni proizvodjaču ili ne želi da ih objavi. Zato je Macola danima merio LM3886 da bi došao do podataka za BatoMM.
Čitajući članke iz audio elektronike vidim da se LTSpiceIV najčešće korišćeni simualcioni softver, za koji postoji i knjiga. Mana mu je da njegova biblioteka komponenata sadrži samo proizvode LT, ali se, naravno, mogu koristiti makro modeli drugih autora. Tu, medjutim, nema baš uvek garancije da će i uspeti. Pre nekoliko meseci mi nije uspelo da u LTSpiceIV simuliram vrlo jednostavan sklop sa LM4562 na osnovu makro modela koji sam skinuo kod TI, jer solver nije konvergirao. Teško je reći da li je tu u pitanju neki nedostatak u solveru ili je TI, namerno ili slučajno, napravio makro koji u TI ide, a u LTSpice ne.
24. septembra u Cirih dolazi Tim Engelhardt, čovek koji vodi projekat LTSpice, kojom prilikom će održati i seminar o tom softveru. Prijavio sam se, naravno, pa ću informacije sa seminara podeliti sa forumom.
Pozdrav