[发明专利]一种基于不光滑波形的时间离散格式切换方法

说明书

一种基于不光滑波形的时间离散格式切换方法，包括以下步骤：1)确定仿真过程中的时域不光滑点；2)将时间离散格式切换为隐式Euler格式计算下一步的时间离散。本发明的基于不光滑波形的时间离散格式切换方法，能够判断在仿真过程中遇到波形不光滑的情形并切换时间离散格式，减小时间离散的误差。

技术领域

本发明涉及EDA模拟电路时域仿真技术领域，尤其涉及时域仿真中的时间离散格式切换。

背景技术

在EDA模拟电路时域仿真中，需要对通过电路网络建模得到的微分代数方程(DAE)进行时间离散。离散的常见格式有隐式Euler格式、梯形格式、Gear格式等，其中Euler格式为1阶精度，梯形格式和Gear格式为二阶精度。

上述离散格式的精度仅对解是光滑的情形有效，然而在实际电路仿真过程中，需要针对非光滑的情形进行处理。例如，对于梯形脉冲的电压源，如果在不光滑的拐点处仍采用高精度格式进行离散，就会引入额外的误差。事实上，对于波形不光滑的情形，DAE解的定义本身存在问题。目前的处理方案只是假定在不光滑点附近做了以时间步长为尺度的磨光处理，很难找到精确的结果。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于不光滑波形的时间离散格式切换方法，以判断在仿真过程中遇到波形不光滑的情形并切换时间离散格式，减小时间离散的误差。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于不光滑波形的时间离散格式切换方法，包括以下步骤：

1)确定仿真过程中的时域不光滑点；

2)将时间离散格式切换为隐式Euler格式计算下一步的时间离散。

进一步地，所述步骤1)还包括，根据元件本身波形的不光滑特性确定不光滑点。

进一步地，所述步骤1)还包括，利用一阶向前差商计算出当前仿真的时间点上所有网格点的电荷的数值导数：如果某个网格点上的电荷的数值导数的绝对值大于该网格点前6个时间步的数值导数绝对值的平均值的20倍，则将该时间点标记为不光滑点。

进一步地，所述步骤1)还包括，

计算出当前点与前一个时间点电荷数值导数的差值的绝对值D，计算出当前点前5个时间步的电荷数值导数的绝对值的算数平均值ED；

如果网格点满足D/ED0.7，则将该时间点标记为不光滑点。

进一步地，所述步骤2)还包括，切换为隐式Euler格式的时间步数等于原有时间离散格式的精度阶。

更进一步地，如果当前不光滑点的原有时间离散格式是隐式Euler格式，则无需进行切换。

为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上储存有在所述处理器上运行的程序，所述处理器运行所述程序时执行上述基于不光滑波形的时间离散格式切换方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述基于不光滑波形的时间离散格式切换方法的步骤。

有益效果：本发明和不切换时间离散格式相比，其时间格式切换策略能够明显减少仿真结果中不光滑点附近出现破坏守恒性等非物理结果的情形。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的基于不光滑波形的时间离散格式切换方法流程图；