saber仿真绪论2014.ppt

常用EDA软件 其他CAD软件 热设计软件Flotherm、BETAsoft（动态软件分析公司的温度分析软件） 电磁兼容仿真软件PADS公司的HYPERLYNX 磁设计软件Ansoft公司的HFSS、Maxwell 3D等 其他事项 计算机统计及上课模式 平时作业、考试及课堂纪律 上机考试 大作业1份，严禁抄袭 考勤， ≥3次无考试资格 历年考试情况 年度 考试人数 不及格数 不及格率 2007 29 6 20.7% 2008 17 5 29.4% 2010 53 3 5.7% 2011 56 4 7.1% 2012 63 8 12.7% 2013 32 8 25.0% 合计 250 34 13.6% 小结 了解计算机仿真的概念 了解计算机仿真过程 任务： 功率变换器的工作原理 安装软件Saber 2007 安装在英文目录下 仿真文件在英文目录下 * * * 课程教学2h 功率变换器的计算机仿真与设计 张方华 zhangfh@nuaa.edu.cn * 课程基本情况 学时：36（理论28h+实验8h）； 学分：2.5； 教学目标：掌握Saber软件的基本使用方法 教学内容： 功率变换器的基本物理概念和设计方法 Saber软件的仿真操作 参考资料： Saber 使用手册（Saber Example） 电力电子电路的计算机仿真（e-book），陈建业，清华版 第一章 绪 论（1h） （1）EDA与电路仿真的概念； （2）计算机仿真过程：建模和实验； （3）电力电子装置设计流程； （4）常用仿真工具； EDA的概念 Electronic Design Automatic，电子设计自动化。是在电子CAD基础上发展起来的通用软件系统,辅助进行电子产品的自动设计。 EDA设计分为器件级、电路级和系统级，主要解决IC设计、电路和系统的PCB绘制及电路、热、磁等仿真分析等方面的问题。 仿真的概念 仿真概念： 利用模型再现实际系统中发生的本质过程，并利用模型对已存在的或计划中的系统进行研究。 分类： 半物理仿真 数学（软件）仿真； 应用领域： 虚拟现实领域 计算机辅助设计与制造领域 软件仿真的概念 软件仿真概念： 在计算机上进行试验的数字化技术； 根据被研究的真实的数学模型，利用计算机建立仿真模型，然后依仿真模型在计算机上计算、分析、研究，获得真实系统的定量关系。通过仿真，加深对真实系统的理解，为系统设计、调试或管理提供所需信息。 系统、模型和计算机为其三个基本要素。 仿真过程：建模 建模的概念： 写出描述物理系统基本规律的数学方程的过程； 对系统某方面的本质属性的抽象描述。 系统仿真基础： 相似性原理：系统可以利用模型在某种意义上对其加以近似。（机-电系统） 任何一个线性动态系统，均可以用微分方程组（状态方程）加以描述。 相似性原理 第一章 绪 论 （1）EDA与电路仿真的概念； （2）计算机仿真过程：建模和实验； （3）电力电子装置设计流程； （4）常用仿真工具； 计算机仿真过程：1建模 仿真模型分类 形象模型，如楼宇的沙盘模型 模拟（类比）模型，如物理类比：二阶系统的力-电模型 符号模型 系统分解：抽取与研究目标相关的本质（简化） 数学建模：系统本质属性的数学描述（方程组） 模型转换：数学描述?计算机程序 参数估计：完成某些参数设计和定义 可信度检验：对比验证 计算机仿真过程：2实验 实验 利用模型在给定条件下对系统方程进行求解。 模拟仿真，如积分器 数值仿真 时域分析的一般流程 计算机仿真过程：实验 （1）原理图输入方式 电路网表文件输入； GUI技术的发展使得可用电路原理图直接输入，由计算机程序生成电路网表文件。 电路原理图输入。 电路输入方式 电路网表输入方式 标号 起始节点 末节点 （模型名称） 量值 L1 2 3 30u R1 3 0 2.4 C1 3 0 4.7m D1 2 0 pwld V_dc 1 0 V_dc 48 S1 1 2 sw1_l4 1 2 3 0 电路输入方式 电路原理图输入 电路网表输入 计算机仿真过程：实验 （2）数学建模（网络分析的概念） 拓扑法（支路电流法、网孔电流法、回路电流法） 状态方程法 改进节点法 电路方程的建立与求解 网络分析的基本概念 三条基本定律：KCL、KVL、元件特性； 电路方程的建立：拓扑法（支路电流法、网孔方程法、回路电流法）、（改进的）节点电压法、状态变量法。 通常在电路中独立节点数比支路数少2~3倍，因此按照节点法建立的方程组维数低，运算方便； 列写方程的方式也比较简单，易于编程，在EDA软件中获得广泛应用。 节点电压法 以节点电压为变量，所有支路电流均可表示为节点电压的函数，根据KCL，即可列写方程组。 K为独立节点； Uk为节点电压向