Место процедур формирования моделей в маршрутах проектирования
Вычислительный процесс при анализе состоит из этапов формирования модели и ее исследования (решения). В свою очередь, формирование модели включает две процедуры: во-первых, разработку моделей отдельных компонентов, во-вторых, формирование модели системы из моделей компонентов.
Первая из этих процедур выполняется предварительно по отношению к типовым компонентам вне маршрута проектирования конкретных объектов. Как правило, модели компонентов разрабатываются специалистами в прикладных областях, причем знающими требования к моделям и формам их представления в САПР. Обычно в помощь разработчику моделей в САПР предлагаются методики и вспомогательные средства, например, в виде программ анализа для экспериментальной отработки моделей. Созданные модели включаются в библиотеки моделей прикладных программ анализа.
На маршруте проектирования каждого нового объекта выполняется вторая процедура –формирование модели системы с использованием библиотечных моделей компонентов. Как правило, эта процедура выполняется автоматически по алгоритмам, включенным в заранее разработанные программы анализа. Примеры таких программ имеются в различных приложениях и прежде всего в отраслях общего машиностроения и радиоэлектроники.
При применении этих программ пользователь описывает исследуемый объект на входном языке программы анализа не в виде системы уравнений, которая будет получена автоматически, а в виде списка элементов структуры, эквивалентной схемы, эскиза или чертежа конструкции.
Классический вариант узлового метода имеет ограничения на применение. Так, недопустимы идеальные (с бесконечной проводимостью) источники напряжения, зависимые источники, аргументами которых являются токи, а также индуктивности, поскольку в классическом варианте токи не входят в число базисных переменных. Устранить эти ограничения довольно просто –нужно расширить совокупность базисных координат, включив в нее токи-аргументы зависимых источников, а также токи ветвей индуктивных и источников напряжения. Полученный вариант метода называют модифицированным узловым методом.
Согласно модифицированному узловому методу, в дерево при построении матрицы М включают ветви источников напряжения и затем фиктивные ветви. В результате матрица М принимает вид (рис.1.1), где введены обозначения: Uист(I) – источники напряжения, зависящие от тока; E(t) –независимые источники напряжения; Iист(I) –источники тока, зависящие от тока; L – индуктивные ветви; Mij – подматрица контуров хорд группы i и сечений фиктивных ветвей группы j.
Те же обозначения Uист, I, E, Iист будем использовать и для соответствующих векторов напряжений и токов. Назовем ветви, токи которых являются аргументами в выражениях для зависимых источников, т.е. входят в вектор I, особыми ветвями. Остальные ветви (за исключением индуктивных) – неособыми. Введем также обозначения: L –вектор индуктивных токов; I, и U –векторы токов и напряжений неособых ветвей; Gх, GL, GI –диагональные матрицы проводимостей ветвей неособых, индуктивных, особых.
Рис. 14.1 Матрица модифицированного узлового метода
Уравнение закона токов Кирхгофа для фиктивных ветвей имеет вид
Исключим вектор Iх, с помощью компонентного уравнения, а вектор Iист с помощью очевидного выражения
Iист = KI,
где 
–матрица передаточных коэффициентов источников
тока.
Получаем систему из трех матричных уравнений с неизвестными
векторами 
, I и IL:
где обозначено R = Uист/ I. Эта система и является итоговой ММ в узловом модифицированном методе.