Warning: include(/var/www/iill7773/data/www/wiselab.ru/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache-base.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/u7426dd0/domains/wiselab.ru/public_html/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache.php on line 65

Warning: include(): Failed opening '/var/www/iill7773/data/www/wiselab.ru/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache-base.php' for inclusion (include_path='.:/opt/alt/php55/usr/share/pear:/opt/alt/php55/usr/share/php') in /home/u7426dd0/domains/wiselab.ru/public_html/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache.php on line 65

Warning: include_once(/var/www/iill7773/data/www/wiselab.ru/wp-content/plugins/wp-super-cache/ossdl-cdn.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/u7426dd0/domains/wiselab.ru/public_html/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache.php on line 82

Warning: include_once(): Failed opening '/var/www/iill7773/data/www/wiselab.ru/wp-content/plugins/wp-super-cache/ossdl-cdn.php' for inclusion (include_path='.:/opt/alt/php55/usr/share/pear:/opt/alt/php55/usr/share/php') in /home/u7426dd0/domains/wiselab.ru/public_html/wp-content/plugins/wp-super-cache/wp-cache.php on line 82
Программа параметрической оптимизации PSpice Optimizer | Учебники

Главная > OrCAD > Программа параметрической оптимизации PSpice Optimizer


Программа параметрической оптимизации PSpice Optimizer

Программа параметрической оптимизации PSpice Optimizer
В пакете OrCAD параметрическая оптимизация выполняется методом наискорейшего спуска путем взаимодействия модуля PSpice Optimizer с графическим редактором схем (PSpice Schematics или OrCAD Capture), программой моделирования PSpice и постпроцессором Probe. Критерий оптимизации — обеспечение заданного значения целевой функции при выполнении ряда линейных и нелинейных ограничений.
1. Если схема оптимизируемого устройства создается в PSpice Schematics, на нее наносится символ OPTPARAM из библиотеки Special.sib для определения списка оптимизируемых параметров. Щелчком по заголовку этого символа открывается панель спецификации параметров и задаются следующие величины:

  • Name — имя параметра;
  • Initial Value — начальное значение;
  • Current Value — текущее значение (вводится либо начальное значение, либо текущее, либо оба);
  • Lower Limit — нижняя граница изменения параметра;
  • Upper Limit — верхняя граница изменения параметра;
  • Tolerance — допуск стандартизованного ряда значений параметров, испрльзуемый при округлении значений параметров, в процентах.

Нажатие кнопки Add Param добавляет введенные значения к списку параметров. После ввода последнего параметра нажимается кнопка Save Param для их сохранения.
Определенные таким образом параметры должны быть использованы для обозначения параметров компонентов схемы и их моделей (сопротивлений резисторов, параметров транзисторов и т.п.).
Далее в меню Analysis по команде Setup открывают диалоговое окна для задания вида анализа и диапазона изменения текущей переменной (частоты, времени, источника постоянного напряжения или глобального параметра).
При создании схемы с помощью OrCAD Capture список оптимизируемых параметров задается по команде PSpice>Place Optimizer Parameters .
2. Критерий оптимизации задается непосредственно в программе PSpice Optimizer, которая вызывается из меню Tools программ PSpice Schematics и OrCAD Capture по команде Run Optimizer для создания или редактирования файла задания на оптимизацию *.ОРТ.
В правой верхней части этого окна помещен список значений функций, которые могут быть целевыми функциями или ограничениями (раздел Specifications), в нижней — перечень варьируемых параметров (раздел Parameters).
Значения целевых функций рассчитываются с помощью программы Probe. Они задаются следующим образом:

  • целевые функции Goal Function программы Probe, записанные в файл с расширением имени *.PRB;
  • выражения, заданные в программе PSpice Optimizer.

Целевые функции программы Probe позволяют рассчитать минимум или максимум функции, расстояние между выделенными точками, центральную частоту, полосу пропускания и т.п. (стандартные целевые функции размещены в файле pspice.prb).
В выражениях программы PSpice Optimizer разрешается использовать следующие математические операции и функции:
+, -, *, / — арифметические операции;
** — возведение в степень;
ЕХР(x) — ехр(х), экспонента числа х;
LOG(x) — ln(x) , натуральный логарифм х;
LOG10(x) — l og(x), десятичный логарифм х;
SIN(x) — sin(x), синус х (х в радианах);
COS(x) — cos(x), косинус х (х в радианах);
TAN(x) — tg(x), тангенс х (х в радианах);
ATAN(x) — acrtg(x), арктангенс х (х в радианах).
По команде Parameters меню Edit открывается окно co списком спецификации функций. Нажатием кнопки Add открывается меню спецификации новой функций, показанное, б. Это же окно открывается щелчком по имени функции из списка. В окне спецификации вводятся следующие данные:

  • Name — имя функции;
  • Enabled — включение режима расчета функций на следующей итерации;
  • Reference — выбор между внутренней спецификацией (Internal), задаваемой в диалоговом окне, и внешней (External), адресуемой к имени файла данных;
  • Weight — весовой коэффициент целевой функции (с их помощью устанавливается важность каждой целевой функции и учитываются различия их абсолютных значений).

Внутренняя спецификация задается параметрами:

  • Target — желаемое значение функции;
  • Range — ширина допустимого диапазона значений функции;
  • Constraint — включение/выключение режима учета ограничений. Если режим Constraint включен, задаваемая в этом окне функция является ограничением, в противоположном случае — целевой функцией;
  • Туре — тип-ограничения: =target — равно, >=target — больше или равно, <=target — меньше или равно заданному значению функции.

Внешняя спецификация задается параметрами:

  • File — имя файла данных, содержащего значения функции;
  • X Column Name — заголовок столбца данных, содержащего значения отсчетов переменной х;
  • Y Column Name — заголовок столбца данных, содержащего значения отсчетов переменной у;
  • Tolerance — класс допуска при округлении результатов вычислений до стандартных значений.
  • Остальные параметры имеют следующий смысл:
  • Analysis — выбор вида анализа (AC, DC или Transient);
  • Circuit File — имя файла схемы, к которому обращаются при моделировании (если оно не указано, то математические выражения вычисляются непосредственно);
  • Probe File Containing Goal Functions — имя файла целевых функций для программы Probe (расширение имени по умолчанию *.PRB);
  • Evaluate — спецификация математического выражения для функции. В нее могут входить имена переменных, имена Goal Function и имена любых параметров.

Замечание.
Обратим внимание, что для разных целевых функций можно задавать разные вида анализа и даже разные имена схем. Например, при оптимизации фильтра можно в режиме АС контролировать его резонансную частоту, а в режиме Transient — величину выброса в переходном процессе.
3. Запуск процесса оптимизации выполняется в меню Tune. По команде Update Performance рассчитываются характеристики схемы для начальных и текущих значений каждого параметра. Это может использоваться для проверки корректности постановки задачи оптимизации. Значения целевых функций для начальных значений параметров отображаются в главном окне программы, что позволяет оценить близость этих значений к оптимальным.
По команде Update Derivatives вычисляются чувствительности каждой целевой функции к изменению каждого параметра, равные частным производным. Информация о чувствительностях позволяет выбрать параметры, к изменению которых целевые функции наиболее чувствительны. Матрица чувствительностей отображается на экране по команде Show Derivatives.
Оптимизация в автоматическом режиме запускается по команде Autostart. Сначала вычисляется матрица чувствительностей и определяется направление изменения параметров. Движение в этом направлении происходит до тех пор, пока не перестанет уменьшаться разность между текущим и требуемым значениями целевой функции. После этого снова вычисляется матрица чувствительностей и новое направление изменения параметров. По достижении оптимума процесс оптимизации завершается или его нужно остановить по команде Auto>Terminate. Результаты оптимизации отображаются в главном окне программы.
Оптимизация в интерактивном режиме начинается с вычисления чувствительностей по команде Update Derivatives. После этого в основном окне программы изменяются значения параметров и выполняется команда Update Performance для расчета новых значений целевых функций. Однако при этом моделирование не производится, а расчет основывается на матрице чувствитель-ностей. Поэтому в таком режиме изменения параметров должны быть небольшими. Далее снова производится расчет матрицы чувствительностей и вносятся новые изменения в значения параметров.
Заметим, что любой параметр или функцию можно исключить из процесса оптимизации, переведя выключатель около имени параметра или функции в главном меню в положение Disable (галочка должна исчезнуть).
После успешного завершения оптимизации найденные значения параметров отображаются в главном меню. В связи с тем что ряд параметров компонентов, например сопротивления резисторов, не могут принимать любые значения, можно выполнить округление их значений до ближайшей стандартной величины по команде Edit>Round Nearest Edit>Round Calculated. Точность округления определяется параметром Tolerance, который может принимать значения 1, 5 и 10%. Новые значения целевых функций после округления параметров рассчитываются автоматически.
Значения найденных в процессе оптимизации параметров переносятся на схему по команде Edit>Update Schematic. Новые значения параметров отображаются в атрибутах символов OPTPARAM.
Замечание.

В связи с тем что никакой регулярный метод оптимизации не может в общем случае обеспечить нахождение глобального экстремума, рекомендуется выполнять параметрическую оптимизацию в два этапа. Сначала проводят статистические испытания по методу Монте-Карло, варьируя параметры в широких пределах. По результатам, этих испытаний определяется несколько локальных экстремумов, в окрестности каждого из которых выполняется оптимизация с помощью программы PSpice Optimizer. Другой способ — проводят несколько циклов оптимизации, интуитивно выбирая разные начальные значения параметров.

Статьи по теме

Комментарии запрещены.