Áramkörszimulációs modellek transzformálása MATLAB számítási modellé
Biztonságkritikus rendszerek fejlesztési folyamata során fontos lépés a megtervezett termék analízise, mely során az elméletileg helyes működésről bizonyosodhatnak meg a fejlesztők. Egy ilyen módszer a worst-case áramköranalízis, mely az adott áramkör viselkedésének vizsgálatára szolgál az azt felépítő alkatrészek paramétereinek toleranciája és gyártási szórása, különböző környezeti hatások, hibajelenségek mellett.
Worst-case áramköranalízis tipikusan áramkörszimulációs szoftverek segítségével végezhető, azonban ezek a programok nem minden esetben nyújtanak gyors és hatékony megoldást bizonyos számítások elvégzésére. Előfordulhat például, hogy egy-egy probléma analitikus formában felírható, emiatt gyorsabban megoldható lenne, mint a numerikus algoritmusokat alkalmazó szimulátorokkal. Hasonlóképpen, a folyamat párhuzamosításával optimalizálható ugyanazon az áramkörön elvégzett szimuláció többszöri megismétlése eltérő paraméterek használatával. Felmerült továbbá az igény, hogy az áramkörmodell viselkedésének vizsgálatán túl haladó matematikai funkciókat is lehessen rajta alkalmazni egy arra optimalizált környezetben.
A folyamat felgyorsítása céljából egy olyan szoftveres keretrendszer kidolgozásával foglalkoztam, mely segítségével az LTspice áramkörszimulációs programban készített kapcsolási rajzok áramkörmodelljei komponensenként lebontva újraalkothatók MATLAB-ban, további hatékonyabb számítási feladatok elvégzéséhez, mintegy interfészt szolgáltatva a két program között. A technikai fejlesztéshez hozzátartozik az LTspice alkatrészmodellek feldolgozása, a modelleket tároló adatstruktúrák formátumának kialakítása, és magát a teljes áramkört leíró netlista fájl transzformálása MATLAB-ban hálózati egyenletek rendszerévé. Ezek aztán különböző számítási módszerekkel megoldhatók a szimuláció típusától, az alkalmazott analitikai eljárástól és a megoldó algoritmustól függően.
szerző
-
Weisz Pál
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Orosz György
docens, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék