基于進(jìn)化方法的模擬電路仿真技術(shù)研究.pdf

1、電路仿真技術(shù)是進(jìn)行電路產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測(cè)試、診斷以及維護(hù)的重要手段，其中電路方程組的優(yōu)化求解是模擬電路仿真技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。針對(duì)模擬電路仿真電路直流方程求解中傳統(tǒng)Newton-Raphson（NR）方法存在的收斂不確定性、反復(fù)數(shù)值求導(dǎo)以及限于單次解等缺陷，本文深入探討了電路仿真技術(shù)的原理和發(fā)展，引入進(jìn)化方法以優(yōu)化直流分析過程，重點(diǎn)研究了基于進(jìn)化方法與傳統(tǒng)NR方法相結(jié)合的電路仿真算法，并將其應(yīng)用于模擬電路仿真系統(tǒng)中。所作的工作包含：
　　

2、 介紹了模擬電路仿真的發(fā)展背景及研究現(xiàn)狀。重點(diǎn)討論了模擬電路正常仿真與故障仿真研究存在的問題，分析了通過優(yōu)化電路方程求解以提高仿真效率的必要性。
　　 以SPICE 為對(duì)象討論了模擬電路仿真原理及算法。介紹了電路仿真中電路方程建立與分析求解兩個(gè)關(guān)鍵步驟，重點(diǎn)討論了直流分析與交流分析中的收斂性約束問題。
　　 研究了基于進(jìn)化方法的電路方程組求解優(yōu)化問題。通過對(duì)原始蟻群算法（ACA）的初始值分布、適應(yīng)度函數(shù)、轉(zhuǎn)移規(guī)則以及更

3、新機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)連續(xù)域電路方程組的求解，進(jìn)而提出了基于蟻群算法的電路方程組求解直接優(yōu)化方法。鑒于直接法在精度上的缺陷，在其基礎(chǔ)上提出了基于蟻群算法與傳統(tǒng)NR方法相結(jié)合的新型直流分析電路方程組求解優(yōu)化方法－ACA-NR方法。
　　 介紹了ACA-NR方法的SPICE仿真算法實(shí)現(xiàn)與改進(jìn)SPICE仿真算法在模擬電路仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過基準(zhǔn)電路的仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析比較了NR方法、ACA方法、ACA-NR方法的電路仿真性能，并給出了同