Быстрый старт в оптимизации¶
Для оптимизации цепей в Qucs используется утилита ASCO (http://asco.sourceforge.net/). Ниже дается краткое описание того, как подготовить схему, выполнить утилиту и интерпретировать результат. Перед этим в системе должна быть установлена ASCO.
Оптимизация цепи - это ничто иное, как минимизация функции стоимости. Это может быть время задержки или нарастания цифровой цепи, либо мощность или усиление аналоговой цепи. Еще одна возможность - определить задачу оптимизации как сочетание функций, что в этом случае ведет к определению показателя добротности.
Для подготовки списка связей к оптимизации две вещи должны быть добавлены к уже существующей схеме: нужно вставить уравнение(я) и блок компонента оптимизации. Возьмите схему из рис. 1 и внесите в нее изменения так, чтобы получить в результате схему на рис. 2.
Рис. 1 - Исходная схема.
Рис. 2 - Подготовленная схема.
Теперь откройте компонент оптимизации и выберите вкладку ‘Алгоритм’. Из имеющихся тут параметров особое внимание должно быть уделено параметрам ‘Максимальное число итераций’, ‘Постоянная F’ и ‘Фактор пересечения’. Завышение или занижение этих параметров может привести к преждевременной сходимости оптимизатора, к локальному минимуму или к очень долгой оптимизации.
Рис. 3 - Диалог оптимизации, параметры алгоритма.
На вкладке “Переменные” определяется, какие элементы цепи будут выбраны и диапазоны их допустимых значений (рис. 4). Имена переменных соответствуют идентификаторам, помещенным в свойствах компонентов, а не именам компонентов.
Рис. 4 - Диалог оптимизации, параметры переменных.
Наконец, переходите к “Целям”, где задаются цели оптимизации (сделать максимальным, сделать минимальным) и ограничения (меньше, больше, равно). Затем ASCO автоматически объединяет их в одну функцию стоимости, которая делается минимальной.
Рис. 5 - Диалог оптимизации, параметры целей.
Следующий шаг состоит в изменении схемы и определении, какие элементы требуется оптимизировать. Полученная в результате схема изображена на рис. 6.
Рис. 6 - Новое главное окно Qucs.
Последний шаг - запуск оптимизации, то есть моделирования, нажатием клавиши F2. По кончании работы, на которую на современном компьютере уйдет всего несколько секунд, наилучшие результаты моделирования будут показаны в графическом виде.
Рис. 7 - Окно Qucs с результатами.
Оптимальные параметры цепи могут быть найдены в диалоге оптимизации, на вкладке “Переменные”. Теперь они являются начальными значениями каждой из представленных переменных (рис. 8).
Рис. 8 - Лучшие найденные параметры цепи.