容差分析技术交流
基于PSPICE的三相交流电路仿真分析_图文(精)
文章编号 :1008-1402(2007 02-0149-03基于 PSPICE 的三相交流电路仿真分析①姚齐国1,2, 朱玲2(1. 华中科技大学水电与数字化工程学院 , 湖北武汉 430074;2. 武汉工程大学电气信息学院 , 湖北武汉 430073摘要 : PSPICE 是一个通用的电路设计和分析软件 . 在建立硬件电路之前 , 借助 PSPICE 进行模拟分析 , 根据实际要求设置不同的参数 , 来分析电路是否合理、是否需要变更、估计元器件的变化对电路造成的影响、分析一些较难测量的电路特性等等 , 从而得到一个合理的最优化电路 , 这样可以节省大量的时间和资金 , 使产品开发时间短、更新快 . 三相电路是日常工业用电和民用电的普遍供电方式 , 本文以三相电路为例 , 介绍 PSPICE 仿真分析的应用过程 , 具有一定的实用价值 , 对学习和掌握 PSPICE 有帮助作用 .关键词 : PSPICE ; 三相电路 ; 仿真中图分类号 : TP391. 9文献标识码 : A1 PSPICE 简介随着计算机技术的发展 , . 、集成效率 , 提高设计成功率 . 而大规模集成电路的发展 , 使得原始的设计方法无论是从效率上还是从设计精度上已经无法适应当前电子工业的要求 , 采用计算机辅助设计来完成电路的设计已经势在必行 . 同时 , 计算机以及相关应用软件的迅速发展使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计速度和质量的不可缺少的重要工具 [1].SPICE 是美国加利福尼亚大学伯克利分校在 1972年开发的通用电路分析程序 . 该程序自从问世以来 , 在电工、电子领域得到了广泛的应用 . 它可以仿真和计算电路的性能 , 被国内外技术人员、专家、学者公认为是通用电路计算机仿真程序中最优秀的软件 . 在大学里 , 它是工科类学生必会的分析与设计电路的工具 ; 在科研开发部门 , 它是产品从设计、试验到定型过程中不可缺少的工具 . 其版本也在不断更新 , 功能不断完善 [1,2].PSPICE 是 SPICE 家族中的一员 , 是 Microsim 公司于 1984年推出的基于SPICE 的电路设计、分析、优化软件 , 它不仅具有 SPICE 的所有功能 , 而且在、、仿. 它不仅可以分析模拟电路 , 而且可以分析数字电路和数模混合电路 , 源文件既可以以文本形式输入 , 又可以以电路图输入 . 目前最新版本为 PSPICE9. 2, 它包括以下 8个子程序 :文件管理器 Design Manager ; 电路图输入程序 Schematics ; 电路仿真程序Pspice A ΠD ; 输出绘图程序 Probe ; 激励源编辑器 Stimulus Editor ; 模型参数提取程序 Parts ; 电路优化工具 Optimizer ; 文本编辑器 T ext Editor. 其主要仿真分析功能有 :直流分析 ; 交流小信号分析 ; 瞬态分析 ; 灵敏度分析 ; 参数分析 ;容差分析和温度分析等 [3]. 本文仅以对称三相交流电路为例介绍 PSPICE 软件的使用过程 .2三相交流电路的 PSPICE 仿真2. 1绘制电路图进入 PSPICE 子程序 Schematics , 创立一个新的文件 , 保存为 sanxiang. sch 文件 , 从Draw ΠG et NewPart 中依次在 analog. slb 元件库里取出电阻和电感元件 , 从 s ource. slb 中取出电源元件 , 从 port. slb 中取出地节点 , 完成各元件的属性设置 , 其中电源的最大值VAMP L =311V , FRE Q =50H z ,VOFF =0. 1, DF =0, T D =1ms , 然后在 MarkersΠmark v oltage Πlevel①收稿日期 :2006-12-12作者简介 :姚齐国 (1966- , 男 , 湖北公安县人 , 副教授 , 硕士 . 主要研究方向 :系统建模与仿真 , 优化运算与运行 , 电路理论分析与应用 , 微机控制技术 .第 25卷第 2期佳木斯大学学报 (自然科学版 V ol. 25N o. 22007年 03月 Journal of Jiamusi University (Natural Science EditionMar. 2007中取出电压探针 , 连线 , 组成图 1所示的电路 [3].图 1实例电路图2. 2仿真参数设置对图 1所示的电路 , 作瞬态分析 . 在Analysis Πsetup 下 , 点中 transient , 并设置开始时间为 1ms , 结束时间为 30ms , 然后点击Analysis Π, 即开始运行仿真 , , 2., T race ΠAdd , 然后选 . 如 A 相电源的电压波形和中线的电流波形分别如图 3和图 4所示 .图 2缺省设置时的输出波形图2. 3仿真分析仿真结束后 , 系统自动生成 6个相关文件 , 其中 output 文件的部分内容如下 :……………………………………………3Schematics Netlist 3V V1 $N 0001 0 DC 0 AC 311+SI N 0. 1 311 501ms 0 0VV2 $N0002 0 DC 0 AC 311+SI N 0. 1 311 50 1ms 0 -120V V3$N 0003 0 DC 0 AC 311+SI N 0. 1 311 50 1ms 0 120R R1$N 0001$N 0004 20R R2$N 0004$N 0005 50R R3$N 0002 $N 0006 20R R4$N 0006$N 0007 50R R5$N 0003$N 0008 20R R6 $N 0008$N 0009 50R R7 0$N0010 30L L1$N 0005$N 0010 1H IC =0L L2$N 0007$N 00101H IC =0LL3$N0009$N0010 1H IC =0……………………………………………VO LT AGE S OURCE C URRE NTS NAME C URRE NT V V11. 000E -10V V2- -DISSIPATI ON 1. 45E -04W ATTS JOB C ONC LUDE D T OT A L JOB TI ME . 48图 3 A 相电源的电压波形图图 4中线的电流波形图51佳木斯大学学报 (自然科学版2007年从输出文件中可以知道 , PSPICE 自动对元件和节点编号 , 运行结束后 , 显示电路的有功功率为 1. 45x10-4W , 仿真用时为 0. 48秒 . 观察图 2, 可以验证在对称三相电路中 , 负载中性点和电源中点是等电位点 ; 图 3表明 , 在无阻尼 (DF =0 时 , 三相电源的电压是严格无衰减的正弦线 ; 由图 4知 , 对称三相电路的中线电流为零 . 这些仿真结果均与实际情况相符[4].3结束语对电路设计而言 , 在建立硬件电路之前 , 借助 PSPICE 来进行模拟分析 , 就如同对所设计的电路进行搭试 , 然后用各种仪器来进行调整和测试一样 , 根据实际要求来设置不同的参数 , 分析电路是否合理 , 是否需要变更 , 估计元器件的变化对电路造成的影响 , 分析一些较难测量的电路特性等等 , 从而得到一个合理的最优化电路 , 这样可以节省大量的时间和资金 , 入 , 而且可以使产品开发时间短、 , 信号与系统进行辅助分析与设计 , 以及电子工程、信息工程和自动控制等领域具有重要的意义 . 三相电路是日常工业用电和民用电的普遍供电方式 , 对三相电路的仿真分析具有重要的实用价值 , 尤其是借助 PSPICE 对不对称三相电路在一相故障情况下的应用研究以及对称三相电路功率因数的提高是后续展开的课题 .在用 PSPICE 仿真分析中 , 绘制电路图时 , 应先取元件 , 后连线 , 而且图形文件的名字只能使用字母 , 否则 , 编译不能通过 . 仿真时 , 参数设置一定要恰当 , 不然 , 难以得到令人满意的波形 . 参考文献 :[1]吴建强 . Pspice 仿真实践 [M].哈尔滨 :哈尔滨工业大学出版社 ,2001,4.[2]李永平 , 董欣 . Pspice [M].北京 :国防工业]. [M].北京 :国防工业出. 电路 (第四版 [M].北京 :高等教育出版社 ,2000,1.Three ’ s Simulation and Analysis B ased on PSPICEY AO Qi -guo1,2, ZHU Ling2(1. I nstitute of hydroelectric and digital engineering , H u azhong U niversity of Science and T echnology , Wuh an 430074, China ; 2. Dep artment of E lectricity and Communication , Wuh an I nstitute of T echnology , Wuh an 430073, ChinaAbstract : PSPICE is a kind of general circuit design and analysis s oftware. Before setting up hardware circuit , with the help of PSPICE , we may analog analyze the circuit , and set up different parameters according to practical require , analyze whether it is reas onable and needs to be m odified , and estimate the effect that cause of the com po 2nent ’ s change, as well as analyze s ome circuit ’ s specific property which is difficult to measure , and s o on. S o we will get a reas onable and optimal circuit. Therefore , we may save a lot of time and fund , as well as short the time of prod 2uct ’ s development and renew. Three phase circuit is a general supply power method of industry and daily life con 2sume. This article has s ome functional value by setting it as an exam ple to introduce the PSPICE ’ s applying process , and it will be helpful to learn and g rasp PSPICE.K ey Words : PSPICE ; three phase AC circuit ; simulation151第 2期姚齐国 , 等 :基于 PSPICE 的三相交流电路仿真分析。
在WDSF3.0评分体系下中外拉丁舞选手双人配合技术对比研究——基于2022年WDSF世界体育舞蹈锦
第44卷湖北师范大学学报(哲学社会科学版)Vol.44第1期Journal of Hubei Normal University(Philosophy and Social Sciences)No.1,2024在WDSF3.0评分体系下中外拉丁舞选手双人配合技术对比研究———基于2022年WDSF世界体育舞蹈锦标赛恰恰舞决赛的分析吴沛瑜,朱施成,帅 敏,曾紫燕,朱翔龙(湖北师范大学体育学院,湖北黄石 435002)〔摘 要〕 选取2022年WDSF世界体育舞蹈锦标赛中排名前三的国外选手和排名靠前的两名国内选手作为研究对象,基于WDSF3.0评分体系,对中外优秀拉丁舞选手恰恰舞双人配合技术进行对比分析。
研究发现,中外选手在身体交流、持握技术、空间使用和稳定一致性等方面存在差异,提出应加强我国选手对拉丁舞文化的认知、重视选手体能方面的训练、保证选手舞伴间的磨合时间、改善对拉丁舞选手的训练方法等建议。
〔关键词〕 WDSF3.0;恰恰舞;双人配合〔中图分类号〕G819 〔文献标志码〕A 〔文章编号〕2096⁃3130(2024)01⁃0118⁃06doi:10.3969/j.issn.2096-3130.2024.01.015A Comparative Study on the Paired Collaboration Techniques of Chinese and Foreign Latin Dancers under the WDSF3.0Scoring System ———Taking the Cha⁃Cha Dance Final of the2022WDSF World SportsDance Championships as an ExampleWU Peiyu,ZHU Shicheng,SHUAI Min,ZENG Ziyan,ZHU Xianglong (College of P.E.,Hubei Normal University,Huangshi435002,China)Abstract:This article selects the top three foreign dancers and two top ranked domestic dancers from the2022WDSF World Sports Dance Open as the research objects.Based on the WDSF3.0scoring system,a comparative analysis is conducted on the paired coordination techniques of excellent Latin dancers from China and abroad in cha⁃cha dance.Research has found that there are differences between Chinese and foreign athletes in terms of physical communication,grip techniques,spatial use,and stability consistency.It is suggested that Chinese athletes should strengthen their understanding of Latin dance culture,attach importance to physical training for athletes,ensure the adjustment time between dance partners,and improve the training methods for Latin dancers.Key words:WDSF3.0;the cha⁃cha dance;double match 恰恰舞(Cha⁃Cha),体育舞蹈十项舞种之一,列于拉丁舞种方向,是体育舞蹈所包含的十项舞种中最受欢迎的舞蹈之一。
Pspice电子线路仿真设计教程
元件模型和描述（电感）
语句格式 L(name) N+ N- ＜ModName＞ Value IC=I0 例: L1 1 2 10U LA 4 5 LMOD 10M N+和N-是电感所连接的正、负两个节点号。当电感上 为正电压时，电流从N+节点流出通过电感流入N-节点。 ＜ModName＞为模型名，其内容由.MODEL语句给出。 Value是电感值，单位亨利，可正可负，但不能为零。 IC定义了电感的初始（时间为0）电流I01。注意只有 在瞬态分析语句.TRAN中的任选项关键字UIC规定时， IC规定的初始条件才起作用。
元件描述（JFET）
语句格式： J(name) ND NG NS <ModName> <AREA> ＋<OFF> <IC＝VDS,VGS> 例：J1 3 4 5 JMOD1 其中ND，NG，NS是漏极、栅极、源极的节点。 <ModName>是模型名，可由用户自行选定。AREA 是面积因子，OFF规定在直流分析时在器件上所加 初始条件为关态。如未指定AREA则缺省值为1.0。 若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定IC ＝VDS,VGS为初始条件。
小信号单级放大器
程 序 清 单
Example1: Simple Amplifier .LIB BIPOLAR.LIB V1 1 0 AC 1 SIN(0 10M 1K) R1 1 2 1K “标题”，由任意字符 C1 2 3 10U 载入库文件，此处载入的 串构成作为打印的标题， R2 4 3 50K 是三极管的库文件 但必须要有。 R3 3 0 10K R7 4 5 3K 电路的描述语句：包括 *Included A Bipolar 定义电路拓扑和元件值 电路特性分析的控制 Q1 5 3 6 Q2N2222A 的元件，半导体器件， R8 6 0 1K 语句：包括定义的模 注释语句：是用户对程序 C2 6 0 100U 电源等描述语句。其位 型语言性能分析语句 运算和分析时加以说明的 C3 5 7 10U 置在描述语句的第二行 和输出控制语句。 语句，其一股形式为 R6 7 0 1K 与最后结束语句行之间 V2 4 0 DC 12V *字符串 的任何地方。 .TRAN 1US 10MS .PROBE 结束语句，表 .END
HSPICE_简介
第一章概论§1.1 HSPICE简介随着微电子技术的迅速发展以及集成电路规模不断提高，对电路性能的设计要求越来越严格，这势必对用于大规模集成电路设计的EDA工具提出越来越高的要求。
自1972年美国加利福尼亚大学柏克莱分校电机工程和计算机科学系开发的用于集成电路性能分析的电路模拟程序SPICE（Simulation Program with IC Emphasis）诞生以来，为适应现代微电子工业的发展，各种用于集成电路设计的电路模拟分析工具不断涌现。
HSPICE是Meta-Software公司为集成电路设计中的稳态分析，瞬态分析和频域分析等电路性能的模拟分析而开发的一个商业化通用电路模拟程序，它在柏克莱的SPICE（1972年推出），MicroSim公司的PSPICE （1984年推出）以及其它电路分析软件的基础上，又加入了一些新的功能，经过不断的改进，目前已被许多公司、大学和研究开发机构广泛应用。
HSPICE可与许多主要的EDA设计工具，诸如Candence,Workview等兼容，能提供许多重要的针对集成电路性能的电路仿真和设计结果。
采用HSPICE软件可以在直流到高于100MHz的微波频率范围内对电路作精确的仿真、分析和优化。
在实际应用中，HSPICE能提供关键性的电路模拟和设计方案，并且应用HSPICE进行电路模拟时，其电路规模仅取决于用户计算机的实际存储器容量。
§1.2 HSPICE的特点与结构HSPICE除了具备绝大多数SPICE特性外，还具有许多新的特点，主要有：!优越的收敛性!精确的模型参数，包括许多Foundry模型参数!层次式节点命名和参考!基于模型和库单元的电路优化，逐项或同时进行AC，DC和瞬态分析中的优化!具备蒙特卡罗（Monte Carlo）和最坏情况（worst-case）分析!对于参数化单元的输入、出和行为代数化!具备较高级逻辑模拟标准库的单元特性描述工具!对于PCB、多芯片系统、封装以及IC技术中连线间的几何损耗加以模拟在HSPICE中电路的分析类型及其内部建模情况如图1.2.1和图1.2.2所示：图1.2.1HSPICE的电路分析类型图1.2.2 HSPICE的内部建模技术集成电路设计中的分析和验证是一种典型的围绕一系列结构的试验和数据管理。
交流伺服系统的主要控制策略
交流伺服系统的主要控制策略【摘要】本文介绍了一些交流伺服系统中常用的控制策略，如矢量控制、直接转矩控制、滑模变结构控制、非线性控制、模糊控制理论和神经网络控制、PID控制、复合控制，并提出了基于GA-BP的PID复合控制方法。
【关键词】控制策略复合控制GA-BP在交流伺服系统的控制中，高效的控制策略不仅可以弥补机械结构设计中的缺陷，而且能够很好的提高系统的各项性能。
高性能的交流伺服系统的控制策略的要求可以总结为：不仅能够使系统能够进行快速的动态响应，且具有高的动、静态精度，且系统要对内外部参数的变化和干扰不敏感[1]。
交流伺服系统的重要组成部分就是交流电动机，故对交流伺服系统的控制策略的研究有时候也可认为是对交流电机控制理论和策略的研究。
1 矢量控制理论在上个世纪的70年代，德国科学家（西门子公司）F.Blaschke提出了电动机矢量控制方法。
基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，以转子磁链为参考坐标，根据磁场定向原理将定子电流分解成相互正交的两个分量，同时控制两分量间的幅值和相位，然后分别独立控制，故可以将将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，获得与直流调速系统同样的静、动态性能，此控制策略已经非常成熟，广泛地应用在siemens，AB，GE，Fuji等国际化大公司变频器上，形成了产品的商业化[2]。
但矢量控制系统结构复杂，计算量大，系统性能会受到电动机参数变化的影响。
2 直接转矩控制理论矢量控制的缺点是过于理论化，实际应用中要进行大量复杂的坐标变换，对数学的要求较高，很难保证完全解耦。
故20世纪80年代中期，Depenbrock教授（德国）根据矢量控制的缺点，提出了直接转矩控制理论不用对定子中流过的电流进行解耦，不用进行矢量变换的复杂的科学计算，控制器的结构简单易用。
直接转矩理论利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法，把电机和逆变器看成一个整体，把转矩检测值与转矩给定值作比较，容差的大小由频率调节器来控制，产生PWM脉宽调制信号，采用空间电压的矢量分析方法在定子坐标系中进行磁通和转矩的计算，通过跟踪型PWM逆变器的开关状态直接控制转矩。
5.2-直接转矩控制
X
A (t)
X
B
(t)
2
XC
(t)
2
3
e j2 /3
三相绕组空间分布
这样就可以用电压空间矢量表示逆变器三相输出电压 的各种状态。
二、电压空间矢量开关状态选择
2、电压空间矢量的概念
定子电压空间矢量与逆变器开关状态关系为：
u（s t)
2 3
X
A (t)
X B (t)
2 XC (t)
us (SA, SB , SC
ABC 磁链自
开关状态
2/3 控单元
S ABC 选择单元
ATR 零状态
3/2
转矩 定子磁
u
Teif 模型
链模型
i 3/2
nf
转速
检测器
转速调节器
电动汽车驱动技术
5.2 直接转矩控制
5.2 直接转矩控制
5.2.1 概述
学习内容
5.2.2 直接转矩控制的基本原理
5.2.3 异步电动机的直接转矩控制
5.2.1 概述
1 直接转矩控制技术的发展 2 直接转矩控制的主要特点
一、直接转矩控制技术的发展
直接转矩控制技术，简称 DSC（Direct self-control）， 是在本世纪 80 年代中期继矢量变换控制技术之后发展起来 的一种异步电动机变频调速技术。
（2）采用空间矢量的概念来分析三相交流电动机的数 学模型和控制各物理量，使问题变的简单明了。
二、直接转矩控制的主要特点
（3）直接转矩控制强调的是转矩的直接控制效果。其 控制方式是，通过转矩两点式调节器把转矩检测值与转矩 给定值做滞环比较，把转矩波动限制在一定的容差范围内， 容差大小由频率调节器来控制。
400V低压开关抽屉烧毁原因与应对措施
400V低压开关抽屉烧毁原因与应对措施摘要：随着电力系统的快速发展和电力负荷的增加，400V低压开关抽屉烧毁的问题逐渐引起了人们的关注。
该问题的出现不仅对电力系统的正常运行造成了严重影响，还给人们的生产和生活带来了一系列的安全隐患。
本文首先针对400V低压开关抽屉进行概述，之后分析400V低压开关抽屉烧毁的主要原因，并例举400V 低压开关抽屉烧毁情况，最后提出400V低压开关抽屉烧毁应对对策。
关键词：应对措施；低压开关抽屉；烧毁原因随着电力系统的不断发展和智能化进程的推进，低压开关抽屉在电力配电系统中扮演着重要的角色。
然而，近年来频繁发生的低压开关抽屉烧毁事件严重影响了电力系统的稳定运行和供电质量。
因此，深入研究低压开关抽屉烧毁的原因和相应的应对措施具有重要的理论和实际意义。
本研究旨在系统分析低压开关抽屉烧毁的原因，探究其发生机理，并提出相应的应对措施，以提高低压开关抽屉的可靠性和安全性。
一、400V低压开关抽屉概述抽屉柜是一种可以完成特定供电任务的电源单元。
它的外壳一般用钢板制成，在里面形成一个封闭的空间，各种线路端子和电器元件都布置在钢壳里面。
具体来说，钢壳有两种功能，一种是作为机械支撑，另一种是形成封闭空间。
封闭外壳内部是电缆、母线、绝缘子等具有不同功能和部件的功能单元。
这些功能单元也用金属或塑料绝缘板进行绝缘，以保护安全。
由于这种结构的存在，使抽屉式开关柜具有良好的保护措施，具有较好的安全性和互换性。
由于这些良好的特点，抽屉式开关柜目前广泛应用于工业、矿山、建筑和一些集中配电系统中，发挥着重要的作用[1]。
二、400V低压开关抽屉烧毁主要原因（一）直接原因抽屉内S开/关三相输入线末端出现三相短路故障，导致接线头最小偏转区域三相电缆过热熔断。
因此，三相短路故障应是一个连续的电弧放电过程。
当2BFB母线电压降至330V左右时，两相间电弧放电强度最大，随后电弧逐渐减弱直至熄灭，整个电弧放电至熄灭过程约为2s。
变桨技术及故障分析
Motor
华润新能源控股有限公司
華潤新能源
变桨技术概述
电动变桨技术
液压变桨技术
常见故障分析
2.5 柜体组成方案
◆柜体组成划分
风机主控 制器
控制器和配电系统
伺服驱动柜
伺服驱动柜
伺服驱动柜
电池装置
电池装置
电池装置
轴1
柜体方案 3柜 4柜 轴1 电池+驱动器+电源变换 电池+驱动器 轴2 电池+驱动器+电池充电器 电池+驱动器
否
X5-16 X5-17 X5-18 X5-19 X5-20 X5-21 X5-22 X5-15
频率范围< 500Hz 端子扫描周期1ms 低/高电平切换：<4.8V/>18V At 24V typ. 3mA
X5-23 X5-24
继电器1常开 30V / AC, cosΦ=1 30V / AC, cosΦ=1 关延时约10ms 周期1ms
复合项目部提供叶 片在各种风况下相 关载荷数据（额定 和峰值载荷）
整体所提出风机功 率（1.5MW、2.0MW、或 3.0WM）需求
确定回转支承的额定 力矩和峰值力矩
传动链的 减速比
正常变 桨速度
驱动器的功能 及I/O数量
选定变桨控制器
外围控制I/O 数量
选定相应规格 驱动器型号
确定变桨电机的具 体型号（功率和转 速）
电机刹车制动时间：
电机最大功率（0.5s）
88
64
主电压 直流电压
230…460 From 140
6 7 8
化学活性物 盐分 机械活性物 沙 极限速度和力矩 速度： 力矩：
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3.1 容差分析的定义 ..............................................................................................................................3 3.2 容差分析的主要目的 ......................................................................................................................3 4 元器件最坏环境参数库 ............................................................................................................... 4 4.1 电路性能发生变化的原因 ..............................................................................................................4 4.2 元器件最坏情况 ..............................................................................................................................4 5 容差分析方法 ............................................................................................................................. 8 6 容差分析程序 ........................................................................................................................... 20
的上偏差，偏导数为负的电路组成部分参数及输入量的下偏差代入传递函数。求出 电路性能参数的上限值。 将偏导数为正的电路组成部分的参数及输入量的下偏差，偏导数为负电路组成部分 的参数及输入量的上偏差代入传递函数，求出电路性能参数的下限值。 5.2 蒙特卡洛分析方法 蒙特卡罗分析是一种统计模拟分析方法。它是按照元器件的参数容差的所服从的统 计分布规律，用一组组伪随机数，求得元器件参数的随机抽样序列，从而在不同的器件 参数的随机抽样序列下进行电路特性仿真，并通过多次分析结果的综合统计分析，得到 电路特性的分散变化规律，从而可以较好地模拟实际情况。应用蒙特卡罗分析，可以求 出电路性能的均值、最大值、最小值、方差、电路的合格率及电路性能的统计分布直方 图等。
1 主要内容
本文主要讨论了容差时重点介绍了最坏情况分析法和蒙特卡罗分析法，并对这两种分析方法进行了举 例说明。最后给出了容差分析的程序。
2 参考文献
[1] GJB-Z 89-97 电路容差分析指南 [2]最坏情况分析 殷志文
3 容差分析
在讨论容差分析技术之前，先看一看容差分析的定义和容差分析的主要目的。 3.1 容差分析的定义 容差分析技术是一种预测电路性能参数稳定性的方法。它是研究电路组成部分参数 偏差，在规定的使用条件范围内，对电路性能容差的影响。 3.2 容差分析的主要目的 在产品的电路设计时，我们常常苦恼于电路输出的精度问题。尤其在一些关键电路 部分，一些较大的电压波动会造成严重的器件失效。因为通过组合来实现某一功能 的电路系统，都是由各种各样的元器件组成，例如电阻、电容、以及 IC 等等。而每 个元器件总是存在由于各种因素导致的变异性，使得系统的输出有很大的变异，因 此降低了输出的精确度。容差分析方法就是用来分析电路组成部分在规定的使用环 境范围内其参数偏差和寄生偏差参数对电路性能容差的影响，并根据分析结果提出 相应的改进措施。
4.1.2 环境条件的变化产生参数漂移
环境温度、相对湿度的变化、电应力的波动，会使电子元器件参数发生变化， 在设备工作过程中各种干扰会引起电源电压波动，从而使电源电压和元器件参数的 实际值变化，偏离标称值产生漂移。漂移之后的元器件参数就可能会使电路性能参 数超出允许范围。这种原因产生的偏差在多种情况下是可逆，即随条件而变化，参 数可能恢复到原来的数值。
下面我们对这两种方法进行说明，并就这两种方法进行举例运算。 5.1 最坏情况分析法
最坏情况分析法是分析在电路组成部分参数最坏组合情况下的电路性能参数偏差 的一种非概率统计方法。最坏情况是指电路中器件参数在其容差范围内取某种组合时， 所引起电路性能的最大偏差，如果我们已知电路中元器件参数的容差而不知其统计分布 规律时，可以通过最坏情况统计分析算出电路性能的这种最坏偏差。 A．首先我们根据电路逻辑图，确定其传递函数（即电路的网络函数表达式）。 B．然后将电路的传递函数进行偏导求解，将偏导数为正的电路组成部分参数及输入量
路性能的影响。通过容差分析，我们可以发现所设计电路中元器件的容差对性能影响的 大小，从而据此来优化我们的设计，将电路的误差控制在可靠的范围内。容差分析有两 种方法：一种是统计的方法。在很多情况下，我们并不可能确切地知道一批产品中每个 元器件参数实际偏离标称值的量，只是知道它们偏离范围和各个参数的随机分布规律， 我们可以利用统计方法，通过已知的元器件参数的随机分布规律去计算电路特性的分布 规律。蒙特卡罗分析（Monte Carlo Analysis）就是这种统计抽样的方法。第二种方法 是以灵敏度为基础的分析方法，利用灵敏度信息解决多个元器件参数变化偏离标称值对 电路性能的总影响。最坏情况分析（Worst－Case Analysis）就是这样一种方法。
长时间使用后，元器件参数偏移会大于初始容差。每种可能的最大偏移都会累加在 初始容差上，如图 4-1 所示
图 4-1 假设元器件使用后，其参数已经处在初始容差值。同时又假设电路中的所有元 器件同时处于最大的偏移值。虽然这种情况似乎不可能发生，但它是肯定存在的一 个最坏情况。比较可能的情况是一些元件的部分参数超过了初始容差，但不会都达 到最大偏移值。如果在最坏情况下，所遇元器件的所有参数都处于最大偏移值时， 元件都是可靠的，那么就可以保证元器件参数在一定偏移组合情况下，元器件也是 可靠的。计算最坏情况下的电路性能，如果没有超过规格要求，那么就可以保证整 个设计对于元器件参数的偏移都是可靠的。因此如果我们从元器件就从最坏情况去 分析。那么我们的系统将会更可靠。
4.1.3 退化效应
很多器件产品在长期的使用过程中，随着时间的积累，元器件参数会发生变化。 这种原因产生的偏差是不可逆的。
4.2 元器件最坏情况
综上所述元器件供应商设定的元器件初始容差（采购容差），这仅仅保证元件 在采购时，所有元件的各个批次都初始容差范围内，并保证元件参数会一直在这个 容差范围内。元件在工作环境中，其参数会偏移初始值。在许多情况下，特别是在
下偏差最大值用如下公式计算
4.3 建立元器件最坏情况参数库 如果在每次容差分析时都对元器件的最坏情况参数进行查找分析计算，会浪费大量
的时间和精力。那么我们怎么做才能高效并且适合团队合作呢。我们可以开发出元器件 最坏情况资料库。开发最坏情况元器件资料库是容差分析的一个最重要的工作，也是主 要成本所在。此工作的目标是开发一个最坏情况资料库的表格，提供元器件关键参数变 化值。这个表格提供影响参数变化的因素，如环境、初始容差、温度、寿命和辐射等。 表格还会注明这些因素是偏置型的，还是随机型的变量。此外，表格中还必须包括数据 来源（供应商数据手册、美军标等等），以便追踪。并对最坏情况参数库进行实时更新。 总之，这个参数库体现了元器件工作的各种环境因素和寿命因素对元器件参数影响的一 个量化评估。 那么，这个最坏情况资料库的表格应该是怎么样的呢？如下表 4-1 所示
供应商的数据手册是建立在自己产品的基础上的，各家的参数是不同的，不能混合使用。 并且供应商数据手册总体来说是比较真实的，很多是经过实际试验得出的结果。如果供 应商数据手册上没有相关信息可以找供应商要它的可靠度的报告。有些供应商会把参数 记录在可靠度报告中。
5 容差分析方法
表 4-2
容差分析就是在给定电路元器件参数容差范围的条件下，计算元器件参数变化对电
Terminal Strength-Bend (Manufacturing Associated Stress) Thermal Shock Vibration Radiation Time Coefficient of Resistance
图 4-2 4.2.2 元器件最坏情况分析计算
那么我们怎么对元器件的最坏情况参数进行分析计算呢。 A.首先查看供应商数据手册或美军标。查找影响参数变化的因素，以及零件受这 些参数影响的具体变化量。并分清哪些变化量是偏置型（Bias），哪些变化量是 随机型（Random） 偏置：变化量明确了变化方向，或正方向变化，或负方向变化 随机:变化没有明确变化方向，正负方向都可能变化 B.计算温漂因素 计算方法为降额报告中器件的温度减去设备规定最低工作温度，然后再乘以温漂 系数。 C.计算时漂因素 计算方法为设备规定的最小工作时间乘以时漂系数 D.计算元器件最坏情况 上偏差最大值用如下公式计算：