[發(fā)明專利]一種線性系統(tǒng)中基于誤差控制的矢量擬合模型降階方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610808296.9
• 申請日: 2016-09-07
• 公開（公告）號: CN106372348B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝樹果;張衛(wèi)東;蘇東林;閻照文
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種線性系統(tǒng)中基于誤差控制的矢量擬合模型降階方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：通過仿真獲取設(shè)定帶寬下線性系統(tǒng)端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；

步驟二：在整個設(shè)定寬帶內(nèi)從步驟一中獲取的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)中均勻地選取幾對數(shù)據(jù)作為初始建模數(shù)組；

步驟三：采用矢量擬合算法對建模數(shù)組進行建模；

步驟四：計算采用矢量擬合算法所建模型與建模數(shù)組之間的均方根誤差σ，若均方根誤差σ≤σ₀，則輸出矢量擬合模型，σ₀為預先設(shè)置的均方根誤差；否則，增加階數(shù)，重復步驟三，直到滿足σ≤σ₀；

步驟五：在得到矢量擬合模型后，計算誤差函數(shù)δ(si)；

若max(δ(si))≤δ₀，則輸出寬頻帶的極點-留數(shù)宏模型，進入步驟六中的無源性判定及增強，δ₀為預先設(shè)定的值；若max(δ(si))＞δ₀，則增加新的數(shù)據(jù)到建模數(shù)組，重新進入步驟三迭代循環(huán)；經(jīng)過迭代循環(huán)，預先設(shè)定的值σ₀和δ₀都被滿足，則輸出的極點-留數(shù)宏模型為：

HFit(s)=Σm=1Nrms-am+d]]>

其中，s＝j(luò)ω表示復頻率變量；ω為角頻率，a_m為極點-留數(shù)宏模型H_Fit(s)第m個極點值，r_m為極點-留數(shù)宏模型H_Fit(s)的第m個留數(shù)值，d為極點-留數(shù)宏模型H_Fit(s)的常數(shù)項值，N表示極點-留數(shù)宏模型H_Fit(s)的階數(shù)；

步驟六：無源性判定及增強：

將所述步驟五得到的極點-留數(shù)宏模型H_Fit(s)轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間模型：

其中，x為狀態(tài)變量，u為輸入向量，y為輸出向量，表示對x求導，A、B、C、和D為狀態(tài)方程系數(shù)矩陣；

由狀態(tài)方程系數(shù)矩陣構(gòu)建無源性判定矩陣J＝(A-B(D-I)^-1C)(A-B(D+I)^-1C)；計算矩陣J的特征值λ_i，若λ_i為負實數(shù)，則狀態(tài)空間模型不滿足無源性；反之，狀態(tài)空間模型滿足無源性；

當狀態(tài)空間模型不滿足無源性時，通過對留數(shù)r_m和常數(shù)項d進行擾動處理來增強其無源性；

在保證極點-留數(shù)宏模型擾動量的情況下，使得無源性判定矩陣J的特征值λ_i不存在負實數(shù)；經(jīng)過多次迭代修正后最終保證模型滿足無源性要求：最后輸出高精度低階極點-留數(shù)宏模型H_Fit，

其中，Δr_m為極點-留數(shù)宏模型H_Fit(s)的第m個留數(shù)r_m的微擾動值，Δd為極點-留數(shù)宏模型H_Fit(s)常數(shù)項d的微擾動值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性系統(tǒng)中基于誤差控制的矢量擬合模型降階方法，其特征在于，所述步驟一中，采用全波仿真軟件HFSS、CST或者Microwave Office對建模對象進行仿真。