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.
By clicking the “Copy current values to equation” button, an equation component defining all the optimization variables with the values of the “initial” column will be copied to the clipboard and can be pasted to the schematic after closing the optimization dialog. The resulting schematic will be as shown in the next figure.
Figure 9 - Schematic with optimized values.
in case you need to do further modifications to the schematic, the optimization component can now be disabled and the optimized values from the pasted equation will be used.
You can change the number of figures shown for the optimized values in the optimization dialog by right-clicking on the “initial” table header and selecting the “Set precision” menu, as shown in the following figure.
Figure 10 - Changing the displayed variables precision.