Realisation of numerical analysis algorithms by harmonic balance method

Abstract

Гармонический баланс является наиболее важным спектральным методом для поиска установившихся режимов при анализе электрических схем. В данной работе проведено научное исследование для реализации многотоннового гармонического баланса как инструмента программы схемотехнического моделирования. Для решения использовались как прямые, так и итерационные алгоритмы. Проведен анализ предобуславливателей для ускорения сходимости алгоритма GMRES. Показано сведение задачи многотоннового гармонического баланса к однотонновому. Предложены модификации стандартного алгоритма для создания более гибкого и быстрого инструмента анализа схем. Проведены эксперименты с технологиями параллельных вычислений для ускорения работы метода гармонического баланса на схемах большой размерности. Приведены результаты, показывающие значимость подобных дополнений.

Harmonic balance is the most significant spectral method for computation of periodic steady-state of circuits. This thesis introduces a scientific research for implementation of multitone harmonic balance analysis as a part of circuit simulation program. Both direct and iterative methods are used. The preconditioners are examined to improve convergence of GMRES. The reduction of multitone problem to onetone is demonstrated. Modifications of standart algorithm are introduced to create a more flexible and faster tool of circuit analysis. The experiments with parallel computing technologies for acceleration of harmonic balance method on large-scale circuits are conducted. The results showing the significance of such modifications are demonstrated.