análisis del circuito simbólico en Sagemath / Mathematica con la teoría de grafos / matriz de incidencia?

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Buscando cómo pasar directamente de la teoría de grafos para resolver el análisis de circuito / nodal. Este enlace ha sido útil: gráficos y circuitos pero yo Parece que se están perdiendo en la parte de teoría de grafos. SPICE debe hacer algo como esto numéricamente, ¿existe alguna documentación sobre el diseño / algoritmos que utiliza SPICE?

Puedo construir un gráfico dirigido en Sagemath / Mathematica agregando vértices / bordes.

Sagemath devolverá la matriz de incidencia. O puede ingresar la matriz de incidencia directamente, pero para algo como una lista de redes puede ser mucho más fácil ingresar nodos, es decir. vértices de la gráfica.

Las resistencias / impedancias entran en una matriz diagonal R, las tensiones / corrientes conocidas entran en un vector.

No tengo claro cómo encontrar el árbol de expansión / reorganizar la matriz de incidencia. Parece que esto debería ser una teoría de grafos estándar o funciones de álgebra lineal. Elimina una fila / columna y debe tener una matriz A = [En I] donde At = bordes en el árbol de expansión del gráfico e I = n x n matriz de identidad.

    

1 respuesta

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Existen varias técnicas para escribir las ecuaciones que describen el comportamiento de un circuito. Las técnicas basadas en la topología hacen uso de los resultados de la teoría de grafos. Pueden sistematizarse para circuitos pasivos, pero la inclusión de elementos activos no es sencilla. El enfoque de cuadro es una técnica sistemática que no tiene estas limitaciones, pero produce un alto número de ecuaciones (y de incógnitas). En el enfoque del análisis nodal modificado (MNA), las principales incógnitas son los voltajes nodales (el nombre proviene de este hecho) aumentados con las corrientes que fluyen a través de ciertos elementos: las fuentes de voltaje y los inductores. En el MNA, el sistema de ecuaciones es tal que no hay poderes negativos de s (la variable de transformación de Laplace) en la matriz del sistema. La mayoría, si no todos, de los simuladores de circuitos actuales (por ejemplo, todas las variantes de SPICE) se basan en MNA, ya que a) es fácil de aplicar a cualquier circuito yb) proporciona un número razonable de incógnitas.

Análisis simbólico es una pregunta diferente, y puede basarse en cualquier técnica de análisis. Por ejemplo, el cálculo simbólico de los determinantes que surgen al resolver el sistema de ecuaciones MNA da directamente la función de transferencia en forma simbólica.

    
respondido por el Petrus

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