基于加速度粒子群算法的微控制器电磁抗扰度建模研究

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为了完善集成电路的电磁兼容标准化建模,在已有微控制器电磁抗扰度建模方法的研究基础上,针对射频干扰下直接功率注入(Direct Power Injection, DPI)测试方法的传导抗扰度模型结构,结合改进后的粒子群算法——加速度粒了群算法(Acceleration Particle Swarm Optimization, APSO),提出了一种从阻抗测试数据和S参数测试数据提取抗扰度模型参数的方法。论文首先对粒子群算法作了研究和改进,提出了加速度粒子群算法,改进算法放弃了经典粒子群算法公式的基本形式,重新着眼于鸟类捕食的现象和规律,增加了加速度项,改进后的公式含有位置、速度和加速度三个基本物理量,和物体的运动学规律相吻合,能更好的描述粒子群的运动规律。运用若干算法性能校验的测试函数,对APSO进行仿真分析,结果表明,APSO在算法收敛、算法精度、全局最优值、准确度和仿真时间等方面均表现出一定优势。其次,论文将APSO应用于微控制器电磁抗扰度模型参数的提取。对于抗扰度模型的DPI部分,运用APSO从阻抗测试数据中提取DPI电路模型参数;对于电源分配网络(Power Distribution Network, PDN)部分,运用APSO从S参数提取PDN电路模型参数。各模块仿真结果表明,运用APSO提取等效电路元件参数能够得到高质量的解,将优化结果应用于整体的微控制器抗扰度模型并仿真分析,得到了和抗扰度测试数据拟合的仿真曲线。运用APSO确定其参数与传统方法相比,避免了多种复杂专业电磁软件和大量分析公式的学习和使用,降低了研究的门槛;同时APSO具有很好的移植性,仅需要很小的改动就可以应用于其他等效电路模型的参数提取。最后,论文给出了将APSO应用于微控制器电磁抗扰度模型其他模块等效电路的参数提取方法,并系统提出了将APSO移植应用于参数提取研究领域的一般方法和流程,为相关领域工程师提供设计指导。
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