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电路仿真软件的历史发展与现状

电路仿真，其含义就是将已经设计出的电路图通过电路仿真软件

进行模拟，模拟出实际功能，然后通过对其进行分析改进，以此来实

现对电路的优化设计。实际上，我们用的电路仿真软件就是以电路这

门学科为基础的，延伸出来的一个帮助我们更好地学习数电、模电的

软件。实现设计的关键环节就是仿真过程，以此来判断设计者的思路

正确与否，方便我们修改，也节省了大量的实验材料，更适合未来的

发展趋势。我们现在所用的电路仿真软件已经趋近于成熟阶段，但这

其中的发展过程却是漫长而艰辛的。那么电路仿真软件的真实历史到

底是怎样的呢？导致其飞速发展的原因又是什么呢？以及我们现在

常用的电路仿真软件现状又是什么样的情况呢？在本文中将逐一介

绍。

1仿真軟件的概念以及领域

仿真软件（simulationsoftware）是一种计算机软件，用于模拟。

它是一个仿真的工具，与仿真硬件相似。仿真软件自20世纪50年代

中期以来一直在不断发展。它的发展补充了仿真的应用、算法、计算

和建模以及其他技术的发展。1984年出现了第一个数据库中心仿真

软件，并出现了人工智能软件系统（专家系统）。这种发展趋势将使

仿真软件具有更强大的功能，并且更加灵活，可供更多用户使用。

仿真的目标是不断提高导航模块对用户导向和模型测试的描述

能力。不同技术水平的用户通过仿真软件可以使用他们的定制语言，

使与计算机对话变得方便，来完成模拟测试与建模。仿真是通过建立

真实的系统模型和使用可观测模型来研究真实系统的实验过程。最初，

仿真技术主要用于航空、航天、核能和昂贵的核反应堆，或一些寿命

周期长、危险度高的测试系统，其他实物领域难以实现。电力、石油、

化工、冶金、机械等逐步发展，已进一步扩展到社会系统、经济系统、

交通运输系统和生态系统等非技术系统。可以说，现代的仿真技术和

仿真系统已经成为任何复杂系统的集成体，尤其是高新技术产业是非

分析的重要手段。缺乏研究、设计、评估、决策和培训。其应用范围

不断扩大，应用效率也越来越显著。该系统是基于模拟控制理论，将

基本计算机信息处理技术、理论基础、计算机等设备作为专门的工具，

利用系统的实际或虚拟模型测试系统，依靠专家应用实验知识、统计

数据和信息数据来分析结果。并给出全面的测试决策。广义而言，仿

真系统方法适用于任何领域，包括电气、化学、电子、机械等，以及

经济、政治、交通、管理等。

2仿真软件发展迅速的原因

电路仿真软件的发展为什么会如此迅速呢？主要原因在于计算

机仿真具有效率高、精度高、可靠性高、成本低等特点，被广泛用于

电力电子电路（或系统）的分析和设计。除计算机模拟外，还需要减

少劳动强度，以取代许多繁琐的手工分析系统，提高分析和设计能力，

避免分析方法在近似过程中带来较大误差，通过互补试用，降低最大

设计成本，缩短系统开发周期。计算机模拟技术很大程度上加快了电

路设计和实验过程。

仿真是设计电路和系统的有效手段。电气工程电路及其组成系统

的主要功能是控制能源转换和传输过程。电力的形式需要改变，控制

方法取决于电子电路。电力和电子的结合构成了电力电子学的主题，

这是一个相对年轻的领域，这也是一个综合运用多种科学的边缘领域。

电子控制电路，功率能量大，惯性相当大，速度非常快。这两个系统，

特别是构成闭环系统时，用自动控制术语来说属于病态系统，即意味

着存在不易于解决的稳定性问题。这种类型的系统的质量在20世纪

80年代后期迅速提升，原因是运用了计算机模拟技术。当使用计算

机进行仿真时，通过选择适当的电路设计软件解决了这个问题。少数

软件多是解决线性、连续工作的稳态电路存在的问题。而大多数软件

适用于连续稳定的工作电路，也适用于开关调整的启动调整电路。换

句话说，您可以模拟电气工程电路，并且可以读取任何一点电流，或

者任意两点之间的电压，还可以进行频率响应、频谱分析、温度分析、

参数分析、蒙特卡罗分析、最坏情况分析、噪声分析等等。可以说，

后面几种分析在面包板上是无法进行信号模拟的，但是可以通过仿真

软件在计算机上运行，因此仿真软件具有使用方便的优点。

近年来，电力电子领域发展还促进了能源电子领域的发展。除了

电力电子的内容之外，所谓的能源电子主题还需要考虑材料、环境、

可靠性和管理问题，以良好地解决能量转换问题。由此我们可以看到，

使用如此复杂的系统工程，您可以通过使用计算机来快速获得结果，

以快速处理信息。仿真的必要性和有效性，是显而易见的。这是电路