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

Aml: locik см. http://microcap.forum24.ru/?1-1-0-00000004-000-0-0#000

Aml: Посмотрел - точно, какая-то хрень с размещением файлов. Сбой сервиса форума, наверное. В общем, вот ссылка на файлообменник - click here

qaki: Очень интеллигентный сервис для картинок http://savepic.su/index.php . Нет всякого мусора вроде полупорно и предложений дать номер своего мобильника для бесконтрольного опорожнения баланса. Срок хранения не менее 2 лет.

locik: сделал закладки в браузерах Zalil.ru.буду им пользоваться.

qaki: Хочу высказать вслух одно соображение по поводу реализации модели Джилса-Атертона (J&A) в Микрокап. Для описания кривой безгистерезисного намагничивания J&A используют в качестве аргумента эффективную напряженность магнитного поля He, которая принимается равной Не = Н + alpha*M, (1) где alpha - экспериментально определяемый параметр, характеризующий междоменные связи, M - намагниченность образца, H - приложенное поле. В тоже время известно, что намагниченность M равна M = mu0*hi*Н, (2) где mu0 - магнитная постоянная равная 4*pi*10^-7 Гн/м, hi- магнитная восприимчивость материала. Величина hi связана с проницаемостью ферромагнетика mu соотношением mu = mu0*(1 + hi). (3) Разделив левую и правую части (3) на mu0, запишем hi в таком виде hi = mur -1, (4) где mur - относительная проницаемость. Если учесть, что ферромагнетики, реально применяемые в силовой электронике, имеют относительную проницаемость порядка 1000, то можно принять hi ~ mur. (5) Подставив численные значения mu0 и hi в (2), получаем M = 4*pi*10^-7*1000*H = 1.257*10^-3*H. (6) То есть вклад намагниченности в значение эффективной напряженности He весьма мал и им можно пренебречь при тех точностях, которые дает моделирование. Видимо по этой причине разработчики Микрокап исключили параметр alpha модели J&A из числа параметров, особо оговариваемях при моделировании индуктивных элементов с нелинейным ферромагнитным сердечником. Тем не менее в других программных продуктах, основанных на Spice-технологии, этот параметр можно встретить. В качестве примера приведу HSpice-программу фирмы Synopsys. Заметим также, что хотя mur в процессе перемагничивания сердечника может довольно сильно изменяться, эти изменения существенно не сказываются на величине He. Вышеприведенные формулы в удобочитаемом виде представлены ниже:

locik: максимальную гистерезисную сделал по чану.разобрался с использованием FUNC.оказалось все не так сложно. формулы стали вполне читаемыми.дальше не продвигается.не пойму как использовать if(a,b,c).надо чтобы вычислялась только первая часть т.е. b.если условие не выполняется чтобы ничего не вычислялось. например: .func Bmax {if(ddt(Bdn)>=0,Bup-Bdn,что поставить здесь чтобы при ddt(Bdn)<0 просто запомнить величину Bmax)} неужели для этого надо использовать источники например Е.это как то сложно.

qaki: Сравнил кривые предельного цикла намагничивания феррита N87 Эпкос по модели Джилса-Атертона и по модели Дж. Чана etc. Сравнение явно не в пользу модели Чана. Эта модель занижает размер относительно линейной части петли, что может привести к выбору излишне большого ферромагнитного сердечника в трансформаторе, т.е. к неоправданному утяжелению девайса. Занятные мысли возникают при сравнении статей Дж. Чана etc и В Володина. Например, запись модели в формульном выражении: Обращает на себя внимание последний член как минимум шестого порядка малости в формулах В. Володина. Присутствие его просто необъяснимо. Может быть это способ создания патентной чистоты, а может и вовсе для научности?

locik: формула Володина кажется более правильной.если Н стремится к бесконечности В стремится к Bs+Mo*Н.т.е. все равно растет. эффект занижения присутствует но это легко исправить подбором Bs.плохо что дальше не движется.застрял на получении частных петель.у модели чана есть еще недостаток-при несимметричном намагничивании петля выходит за пределы максимальной что вообще то непонятно.но пока она кажется более простой поэтому использую её.

qaki: locik пишет: формула Володина кажется более правильной.если Н стремится к бесконечности В стремится к Bs+Mo*Н.т.е. все равно растет. эффект занижения присутствует но это легко исправить подбором Bs. Да, уж... Действительно напартачил с Володинской формулой. Посыпаю голову пеплом и падаю ниц, вымаливая прощение. Не обратил внимания, что у Чана В идет со штрихом, а по тексту этот штрих как раз обозначает добавку к полностью насыщенному сердечнику. Ведь сама обмотка продолжает трудиться, не ведая, что ферромагнетик попал под пресс. Но Чан, тем не менее, говорит о малости этой добавки в реальных трансформаторах. Не очень понятно, как у Чана возникает кривая начального намагничивания. У Джилса и Атертона конструкция модели такова, что есть скелет в виде безгистерезисной кривой, к которому привешиваются прибамбасы обратимого и безвозвратного намагничивания. Эти прибамбасы упакованы в дифференциальные уравнения, решение которых тяжело дается. Переменные у меня пока не разделяются, на подстановки мозгов не хватает. Видимо придется переть в лоб через задачу Коши. С Чаном все гораздо проще. Здесь получены готовые формульные выражения. Они легко считаются. Вопрос только в правильном написании программы-кавыркунчика.

locik: насчет малости приращения наверное правильно.если посчитать магн.проницаемость при B=Bs то она не так уж мала. например для феррита = примерно 400.формула чана эмпирическая.фактически она не отображает сущности физических процессов.просто хорошо написана.формула кривой начального намагничивания по чану B=(Bdn+Bup)/2.т.е тоже эмпирическая но тем не менее хорошо соответствует реальной.главная проблема как реализовать все это в спайс.

qaki: locik пишет: формула чана эмпирическая.фактически она не отображает сущности физических процессов. Физическая подоплека математической модели не так уж и важна. В конце концов модель может быть сделана как угодно, например из пружинок и колесиков. Главное, чтобы она считала правильно и не требовала слишком много вычислительных ресурсов. Модель Чана доходит до меня как до жирафа. Уровень понимания пока ниже подбрюшья. Если на интервале 0<Bd<Br вроде бы все ясно, то дальше полный мрак. В Володинский манускрипт никак не могу врубиться. Как, что, куда и почему что-то перемещается написано так мутно, что и многократное прочтение не помогает. В оригинале статьи Чана это место также написано каким-то чудовищным английским. Два инфинитива подряд, пропуски подлежащего и дополнений, еще куча нарушений стандартной грамматики.

locik: мне тоже пока не совсем ясно.пока понял так что на частных циклах Bup перемещается вниз на разницу между Bup и Bdn в верхней точке перегиба т.е. когда производная индукции меняет знак.Bdn вверх по той же методике в нижней точке перегиба. при несимметричном намагничивании еще надо смещать по Н соответственно вправо или влево.это совсем еще не ясно.не уверен что правильно понял.да еще со спайсом мало знаком.непонятно как это реализовать средствами спайс.такие же проблемы с моделью J&A.никак не пойму.

qaki: Напрашивается весьма несложный алгоритм реализации модели Чана. Надо сразу сказать, что описанный авторами алгоритм построения частных циклов гистерезиса скорее всего изначально был ориентирован на ручное построение графиков. При наличии ПК для стационарных режимов намагничивания процедура сводится к следующему. Из точки старта в начале координат рабочая точка в соответствии с мгновенным значением напряженности поля перемещается по кривой намагничивания до точки максимума. При обнаружении экстремальной точки производится вычисление значения В на кривой намагничивания и на кривой предельного цикла. Определяется разность между ними delta. Далее рабочая точка запускается по кривой предельного цикла, ординаты которой смещаются на величину delta/. При симметричном изменении поля следующая экстремальная точка обнаруживается на кривой намагничивания. Формируется новая траектория движения рабочей точки путем сдвига кривой предельного цикла на delta. Этот алгоритм был прокручен в Matlab. Результат для феррита 2000НМ показан на рисунке.[url=]click here[/url] Здесь показан случай намагничивания синусоидальным полем с Hmax 150 А/м. Процесс начинается в точке начала координат. Далее по красной линии, сответствующей кривой намагничивания поднимаемся в точку экстремума А. Затем идет перемагничивание с выходом в точку В. Из нее возвращаемся в А. Случай нестационарного воздействия пока до конца не проработан. Основной вопрос здесь - ситуация недолета до следующего стационарного экстремума при внезапном начале попятного изменения поля.

locik: надо наверное попробовать написать макрос.в lib файлах оператор IF нельзя использовать.сразу отмечает цветом ошибки.

qaki: Сложновато после MATLAB влезть в Микрокап со своей математикой. Очень уж он заточен на работу со схемными элементами. Пытаться изменить что-либо в его бинарниках с помощью Ассемблера, не имея на руках исходников, занятие безнадежное. Язык сам по себе бедноват, и реализация некоторых процедур выглядит весьма громоздко.

Aml: Сложновато после MATLAB влезть в Микрокап со своей математикой. Мы в свое время с такой же проблемой столкнулись, пытаясь модернизировать модель в PSpice.

locik: qaki в этом все дело.на паскале уже давно бы написал.незнание спайса главная проблема.математически почти все ясно.

qaki: qaki в этом все дело.на паскале уже давно бы написал.незнание спайса главная проблема.математически почти все ясно. Попробуйте начать с первоисточника HTTP://www.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/1975/ERL-520.pgf Но сложность, по моему, не в самом Спайсе, а в том, что Микрокап всего лишь удобная оболочка к Спайсу. Если Вам довелось работать с компьютером в те времена, когда был только DOS и все приходилось писать с клавиатуры, то появление Нортоновской оболочки казалось супердостижением. А затем появилась Винда и про Нортона уже никто и не вспоминает. Так вот Микрокап по сути такая же оболочка. Но разработчики позаботились о том, чтобы он понимал задачу и вел счет на проходе только через схемные элементы. Я ему подсунул простенькую задачку на переходный процесс в RL-цепи, но напряжение на L задал в неявном виде через L*di/dt. В ответ получил ругань, что производную в transient-анализе он не считает. Хотя это не так, считает в лучшем виде. Выходит, что шлюз для таких задач сидит где-то внутри через его типовые схемные компоненты. Значит нужно найти дыру.

locik: для этого надо использовать ddt(i).тем не менее отличия есть.например в микрокап есть такая функция last.в руководстве по спайс 3 такой нет.и множество других отличий.может в микрокап более новая версия спайс.только неизвестно какая. можно было бы поискать руководство именно по ней.

qaki: locik пишет: для этого надо использовать ddt(i). Именно так и была записана ЭДС самоиндукции. DD(i), умноженная на константу. А признака того, что это индуктивность в виде значка на схеме специально не было. Был включен генератор, зависящий от напряжения. То есть, по идее дальше автоматом должно было начаться решение дифференциального уравнения первого порядка. Но не хочет считать и все тут.



полная версия страницы