Форум » Моделирование устройств силовой электроники » Реализация модели Джайлса-Атертона в Microcap 9 » Ответить

Реализация модели Джайлса-Атертона в Microcap 9

Finarfin: К сожалению не могу достать оригинальную статью авторов, но во всех публикациях (для определенности возьмем эту) по теме модель имеет пять параметров, в то время как в microcap их только 4. Обычно во всех статьях: 1) Ms - намагниченность насыщения 2) a - масштабный коэффициент (растягивание-сжатие вдоль оси абсцисс) Ms и a - параметры безгистерезисной кривой 3) k - коэффициент безвозвратной деформации (pinning) стенок, определяет площадь петли гистерезиса (при k=0 гистерезиса нет) 4) alpha - характеризует взаимодействие (coupling, interaction) между доменами 5) c - отношение дифференциальной проницаемости кривой начального намагничивания в начале координат к дифференциальной проницаемости при рассмотрении только безгистерезисной составляющей (в других источниках - коэффициент обратимости перемещаний стенок доменов) Всего пять коэффициентов, подбираемых алгоритмом оптимизации до наилучшего соответствия экспериментальным точкам (пример реализации) В Microcap же видим только Ms, a, с и k. Но где же alpha??? Она полагается равной какому-то постоянному значению? Каково оно? Боюсь что это существенно снижает точность моделирования. По хорошему даже параметр k полагается переменным и переходят от пяти параметров к семи-восьми.

Ответов - 216, стр: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 All

KameliAnna: Модели строились в маткаде для последующего переноса в vhdl-модель. Насколько это все реализуемо в микрокапе, сказать не могу, не пробовала. Алгоритм для стандартной модели из SystemVision у меня выглядит в маткаде так: КартинкаMathcad Интегрирование численное. Насчет частной производной: значки частных производных поставила под интеграл (если эти производные имелись в виду) скорее дабы разделить множители, чтобы они визуально не сливались и не сокращались между собой. Так что ничего дополнительного вычислять вроде как не надо :)

locik: даже мне кое что понятно,хотя маткад совсем не знаю. программист без труда разберется и напишет на си.отправят в спектрум. если они встроят,будет очень хорошая моделька.

KameliAnna: Моделька-то неплохая, если подобрать грамотно параметры. Вопрос в том, как эти параметры подбирать. Я пока подбираю вручную, но для реализации в САПР это никак не годится. Так что надо дальше думать.

locik: в микрокап есть хорошая программа по составлению моделей.по графику находит параметры.наверное это будет предусмотрено.

Aml: Вопрос в том, как эти параметры подбирать. Анна дело говорит. К любой усовершенствованной модели потребуется программа-оптимизатор для вычисления параметров. В принципе, это не так уж и сложно (скорее всего), но это обязательная составляющая. Без нее модель бессмысленна.

qaki: Собственно я зациклился на вопросе моделирования частных асимметричных петель гистерезиса для случая изменяющегося во времени смещения. Это режим подачи синусоиды на первичку трансформатора. Если внимательно просматривать результаты симулирования в Микрокапе, то можно сказать, что на троечку его модель JA с этой задачей справляется. Однако хотелось бы лучшего. И тут сразу же упираешься в то, что сигмоид Ланжевена с гиперболическим котангенсом в модели JA далеко не идеальный вариант опорной функции безгистерезисного намагничивания. Можно указать по крайней мере на два недостатка. Первое - наличие особой точки в нуле, которую приходится как-то замазывать во избежание проблем со сходимостью, и второе - слишком быстрое насыщение coth, требующее повышенной точности вычислений во избежание вырождения матрицы при симулировании магнитопроводов, работающих с максимальным использованием раствора В-Н характеристики. В зарубежных публикациях эти обстоятельства как-то не слишком акцентируются, но в русскоязычном интернете есть немало работ, прямо указывающих на преимущества использования опорной функции вида Arctg. К сожалению эти работы не доведены до создания рабочих Spice-моделей. Само по себе построение гистерезисных петель симметричных циклов как предельного, так и частных средствами Микрокап не вызывает особых трудностей. Это, так сказать, этап рисовалки. Но создаваемые из рисовалок модели индуктивных элементов с насыщаемым сердечником вполне удовлетворительно описывают установившийся режим при симметричном возбуждении. Проблемы начинаются при попытке симулировать переходные режимы. Беда в том, что написанные Spice-листинги Микрокап читает скопом без выделения последовательности действий в надежде, что с этим справится его компилятор. С малым количеством строк компилятор действительно справляется, но при усложнении листинга программа затыкается.

Aml: В зарубежных публикациях эти обстоятельства как-то не слишком акцентируются, но в русскоязычном интернете есть немало работ, прямо указывающих на преимущества использования опорной функции вида Arctg. По-моему, Micro-Cap-VII использовал модель с Arctg. В более старших версиях от этого отказались. Причины мне не известны.

locik: даже установил ради этого МС7.никаких достоинств не увидел.недостаток-худшая сходимость.но возможно это субъективное мнение.энтузиазм быстро иссяк.после первых неудачных попыток.

locik: qaki вы забываете одно достоинство модели JA.посмотрите предельные петельки различных материалов.их форма бывает весьма экзотической. модель Чана,например,такую не реализует.она реализует простейшую гладкую модель перемагничивания.

qaki: To KameliAnna В своей статье Вы пишите: http://shot.qip.ru/00hZar-5NYzSw31j/ В этой связи приведу отрывок из первоисточника JA с моим переводом: http://shot.qip.ru/00hZar-5NYzSw31k/ То есть, JA уже на этапе написания работы указывали на такую возможность. Но дело, собственно, не в этом. Можно предположить, что удивляющая многих форма гистерезисных петель в модели JA является следствием того, что она изначально была ориентирована на легированные кремнием электротехнические стали, имеющих близкую форму гистерезиса. Но существеннейшим недостатком этой модели является то, что она использует параметры, не контролируемые производителями. Как правило мы имеем значения индукции технического насыщения Bs, остаточной индукции Br и коэрцитивной силы Hc. Для ферритов еще указывается как чуть-ли не главнейший показатель начальная проницаемость "мю". В итоге почти как у Высоцкого - "мы снова говорим на разных языках". Для преодоления разноязычия в Микрокапе есть подпрограма Model с оптимизатором. Но с какой подробностью не вводи в нее экспериментальные данные, она перемолачивает их по своему и главное непонятным образом. Отсюда следует вывод - если уж заниматься моделями гистерезиса, то нужно двигаться в направлении создания модели, напрямую работающую со справочными данными производителей. В параметрах различных марок ферроманитных материалов все же просматриваются довольно устойчивые связи, позволяющие классифицировать их по группам, и соответственно этому строить модельные представления.

Aml: qaki, мне кажется, по стандартным справочным параметрам магнитного материала сколько-нибудь адекватную модель сердечника сделать вряд ли удастся. Точно так же, как по стандартным справочным параметрам транзистора невозможно получить его адекватную модель. Нужны не параметры, а характеристические зависимости. А их в стандартных справочниках не бывает, поскольку обычному разработчику они не нужны.

qaki: Aml пишет: мне кажется, по стандартным справочным параметрам магнитного материала сколько-нибудь адекватную модель сердечника сделать вряд ли удастся. Точно так же, как по стандартным справочным параметрам транзистора невозможно получить его адекватную модель. Думаю, что в этом утверждении есть некоторое противоречие. По большому именно модель должна нести в себе достаточно ясные представления о сущности явления. Обвешивая модель как новогоднюю елку значениями различных параметров, получаем более или менее прадоподобное описание поведения конкретного объекта. Это конечно не исключает создание поведенческих моделей, которые из винтиков, колесиков, интегралов, матриц и всякой прочей ерунды позволяют получать внятные представления о протекании интересующих процессов.

Aml: qaki, тут возникает вопрос, а что есть справочные параметры? Для того же феррита в лучшем случае петля дана для синусоидального симметричного намагничивания и только на одной частоте. Причем, чаще всего - только предельная петля. Очевидно, что при таких входных данных что-то адекватное построить нереально. Поскольку непонятно, адекватно чему. В свое время, когда занимался этой темой, снимал параметры магнитного материала специализированной установкой при разных частотах и амплитудах перемагничивания с возможностью получения частных циклов. Если иметь такие данные - можно говорить о адекватности или неадекватности модели. Но это - далеко не справочные параметры. Кстати, Анна для проверки своего варианта модели также использует экспериментально снятые данные, полученные на специализированной измерительной установке (современной реализации того, что я использовал 20 лет назад) - http://www.niistt.ru/products/radio/gauge/magnit/ukmp005-100.aspx

qaki: Очень занятная статейка: http://www.iaeng.org/publication/WCE2011/WCE2011_pp1327-1332.pdf Гистерезис и вихревые потери в одном флаконе. К тому же забавно деформирована модель JA для прямого встраивания в Spice-симуляторы. По готовности выложу перевод, если его кто-то уже не сделал и будет дана ссылка.

qaki: Ну вот и перевод вышеупомянутой статейки http://yadi.sk/d/9VXwDrrtH8Neo Осталось только понять, что здесь не так и чего не хватает.

qaki: qaki пишет: Ну вот и перевод вышеупомянутой статейки Прошу прощения, дал не ту ссылку. Хотел исправить, но лимит времени на правку уже истек. Вот рабочая ссылка http://yadi.sk/d/WMu-YgZgH8Uda

qaki: Какая-то ерунда с этой ссылкой Вчера работала, сегодня нет. Перезалил заново: http://yadi.sk/d/uJexZYY-HAvtV

qaki: Aml пишет: тут возникает вопрос, а что есть справочные параметры? Для того же феррита в лучшем случае петля дана для синусоидального симметричного намагничивания и только на одной частоте. Причем, чаще всего - только предельная петля. Очевидно, что при таких входных данных что-то адекватное построить нереально. Поскольку непонятно, адекватно чему Вопрос этот занимает меня по-прежнему. Конечно, есть немало серьезных работ по подбору коэффициентов для модели J-A. Но некоторые будоражут разум. Вот одна из них: http://yadi.sk/d/iMpQxp8IHjuny Для интересующихся этой тематикой, но испытывающих трудности с англоязычными текстами, сделал перевод: http://yadi.sk/d/vXDduJXXHjnmf Не все понятно в этой работе. Например использование термина "кривая начального намагничивания". Судя по картинке и самому тексту речь скорее идет о кривой идеального намагничивания, т.е. о том случае, когда за счет внешнего воздействия ферромагнетик принудительно вводится в состояние термодинамического равновесия. Но это и есть безгистерезисная кривая, формируемая модифицированной функцией Ланжевина. Тем не менее некоторые идейки все же возникают. Надо будет посмотреть на гистерезисные петли, которые выписывает Микрокап с коэффициентами Яцека Изидоржика.

qaki: "Проба пера" на тему предыдущего сообщения показала, что в подпрограмме Model Микрокапа не все ладно. Дело в том, что оптимизатор никак не подбирает величину коэффициента С, а просто записывает значение установленное по умолчанию, т.е. 1m. Из-за этого форма петли малых циклов становится похожей на прямоугольник. Если же С установить равной 0.2 -0.4, то петля гистерезиса приобретает более или менее пристойный вид [url=][/url] Слева семейство петель феррита N87 при штатных параметрах модели Джилса-Атертона, справа С=0.25. Отсюда вывод: заложенные в Микрокап параметры моделей ферритов требуют ручной корректировки для приведения результатов симуляции в соответствие со справочными данными.

Aml: Да, правое семейство петель поинтереснее. Думаю, проблема в том, что только по предельной петле коэффициент С оптимизировать не удается, он мало влияет на форму предельной петли., нужен оптимизатор, который бы учитывал частные петли.



полная версия страницы