[发明专利]基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁领域中的预测建模方法，更具体地说，是指一种基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法。

背景技术

电磁兼容性问题在电路系统设计过程中越来越突出，已经成为制约电路系统研制速度和市场竞争力的关键问题之一。

准确有效的电磁发射模型是进行系统电磁兼容性预测仿真的关键。目前比较流行的基于矢量拟合的建模方法，能够快速地根据测量数据自动建立宽带等效模型，且具有比较高的模型精度。但对整个系统来说，矢量拟合的模型阶数很高，状态变量维数很多，这样使得计算负担加重，给电路仿真带来巨大的困难。因此，对矢量拟合的高阶模型进行降阶是十分重要的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种电磁兼容宏模型建模方法，当电路产生电磁兼容问题时，在不知道系统内部电路结构及具体参数的情况下，可以根据测试数据建立等效模型，并进行模型降阶得到等效简化的电路模型，进行电磁兼容预测和诊断。所得到的简化后的电路模型就是原电路的电磁兼容宏模型。

本发明提供了一种基于矢量拟合与平衡截断法的电磁兼容宏模型建模方法，具体实现步骤如下：

步骤一：建立状态空间模型。

在设定频段内，通过微波矢量网络分析仪对被测对象进行端口散射参数测量，获取不同频点下的散射参数，根据测量数据在Matlab软件中通过矢量拟合方法转换得到状态空间模型。

令被测对象的原始频域响应与其极点-留数逼近模型的频域响应H_Fit(s)近似相等，通过矢量拟合方法，得到极点和留数矩阵，并得到如下宏模型：

H_Fit(s)＝C(sI-A)^-1B+D+sE

其中，s表示复频率变量，A、B、C、D和E为状态方程系数矩阵，I表示单位矩阵；

转化得到的状态空间模型为x·=Ax+Buy=Cx+Du;]]>其中，x为状态变量，u为输入向量，y为输出向量，表示对x求导。

步骤二：无源性判定及增强。

由状态方程系数矩阵构建无源性判定矩阵J＝(A-B(D-I)^-1C)(A-B(D+I)^-1C)；计算矩阵J的特征值λ_i，若λ_i为负实数，则状态空间模型不满足无源性；反之，状态空间模型满足无源性。

当状态空间模型不满足无源性时，通过对留数矩阵R_i、参数矩阵D和一次矩阵E进行扰动处理增强状态空间模型的无源性，经过多次迭代修正后最终保证状态空间模型满足无源性要求。

对留数矩阵R_i、参数矩阵D和一次矩阵E各自增加的扰动量ΔR_i、ΔD和ΔE为：