Começando com Otimizações¶
Para otimizar circuitos, Qucs usa a ferramenta ASCO (http://asco.sourceforge.net/). Uma breve descrição de como preparar seu esquema elétrico, executar e interpretar os resultados são dados abaixo. Antes de usar esta funcionalidade, ASCO deve estar instalado no computador.
Otimização de um circuito não é nada mais do que a minimização da função custo. Ela poderia ser o atraso no tempo de subida de um circuito digital, ou a potência ou ganho de um circuito analógico. Outra possibilidade é definindo o problema de otimização como sendo uma composição de funções, conduzindo neste caso para a definição de figura-de-mérito.
Para configurar uma netlist para otimização, duas coisas devem ser adicionadas a já existente netlist: inserir a(s) equação(ões) e o bloco do componente otimização. Tomando o esquema elétrico da Figura 1 e mudando ele até que que se obtenha o esquema elétrico exibido na Figura 2.
Figura 1 - Esquema elétrico inicial.
Figura 2 - Esquema elétrico preparado.
Agora, abra o componente otimização e selecione a aba Algorítmo. Dos parâmetros existentes, dê atenção especial a ‘Número máximo de Iterações’, ‘Constante F’ e ‘Fator de cruzamento pelo valor’. Pelo valor- ou subestimação pode levar a uma convergência prematura do otimizador para um mínimo local ou, um tempo muito longo de otimização.
Figura 3 - Janela de otimização, opção Algorítimo.
Na aba Variáveis, definimos quais elementos do circuito serão escolhidos e suas faixas de variação, como mostrado na Figura 4. Os nomes das variáveis correspondem aos local do identificadores nas propriedades e não ao nome dos componentes.
Figura 4 - Janela de otimização, opção Variáveis.
Finalmente, vá para a aba Metas onde os objetivos de otimização (maximizar, minimizar) e restrições (menor, maior, igual) são definidos. ASCO automaticamente os combinará em uma única função custo que será minimizada.
Figura 5 - Janela otimização, opção Metas.
O próximo passo é mudar o esquema elétrico, e definir quais elementos do circuito serão otimizados. O esquema elétrico resultante é mostrado na Figura 6.
Figura 6 - Nova janela principal do Qucs.
O último passo é executar a otimização, isto é, executar a simulação pressionando F2. Quando finalizado, que demora poucos segundo em um computador moderno, os melhores resultados da simulação são exibidos em um visualizador de formas de onda gráfico.
Figura 7 - Janela de resultados do Qucs.
Os melhores valores para o circuito encontrados podem ser encontrados na janela de otimização, na aba Variáveis. Agora eles são os valores iniciais para cada uma das variáveis introduzidas (Figura 8).
Figura 8 - Os melhores valores encontrados para o circuito.
Clicando no botão “Copiar valores atuais a equação”, um componente de equação definindo todas as variáveis de otimização com os valores da coluna “inicial” será copiado para a área de transferência e pode ser colado no esquemático depois de fechar a caixa de diálogo otimização. O esquema resultante será conforme mostrado na figura a seguir.
Figura 9 - diagrama esquemático com valores otimizados.
no caso que você precisa fazer mais modificações de esquema, o componente de otimização agora podem ser desabilitadas e os valores otimizados da equação colado serão usados.
Você pode alterar o número de figuras mostradas para os valores otimizados na caixa de diálogo otimização clicando sobre o cabeçalho da tabela “inicial” e selecionando o menu “Definir precisão”, conforme mostrado na figura a seguir.
Figura 10 - Alterando a precisão exibida.