Discussion :

[laurent.t]

Bonjour !

je développe en java un logiciel de simulation d'un schéma électrique
j'ai besoin d'aide pour l'algorithme de calcul des tensions et des intensités pour chaque composant (résistances, transistors etc) je sais à peu près résoudre une matrice dans le cas d'un schéma particulier (Théorème de Thévenin / Norton) mais je ne sais pas comment écrire automatiquement la matrice dans le cas d'un schéma quelconque. Si vous avez des idées Merci !

[FR119492]

Salut!

je développe en java un logiciel de simulation d'un schéma électrique

D'abord, on ne simule pas un schéma mais le comportement d'un circuit électrique.
Ensuite, il faudrait savoir

• si les sources sont continues, sinusoïdales ou autres;
• si tu étudies un régime permanent ou transitoire;
• si les éléments du circuit sont linéaires ou non.

Jean-Marc Blanc

[laurent.t]

Merci pour la précision sur le vocabulaire peu rigoureux (simulation du comportement d'un circuit et non pas d'un schéma bien sûr), en fai t le lapsus vient de ce que j'ai déjà programmé la partie éditeur de schéma.
La source est un générateur idéal de tension continue, et les composants des conducteurs ohmiques et des transistors (2N2222) donc régime permanent et éléments du circuit pas toujours linéaire. voilà voilà. je rappelle que le problème n'est pas la résolution d'une simulation en particulier, mais la simulation de n'importe quel circuit tel qu'il est dessiné par l'utilisateur.
:merci

[FR119492]

Salut!
Alors, la première chose à faire est de décider comment seront introduites les données de ton circuit. Personnellement, je les enregistrerais dans un fichier ASCII dans lequel chaque ligne correspondrait à un élément de circuit. Chaque ligne comporterait

• un identificateur indiquant de quel type d'élément il s'agit;
• les numéros des noeuds entre lesquels se trouve l'élément;
• le(s) paramètre(s) caractérisant l'élément.

A chaque exécution, ton programme commencera par lire ce fichier. Tu pourras par la suite écrire un programme auxiliaire pour la saisie interactive des données et la génération du fichier.
Jean-Marc Blanc

[laurent.t]

Citation : Alors, la première chose à faire est de décider comment seront introduites les données de ton circuit. Personnellement, je les enregistrerais dans un fichier ASCII dans lequel chaque ligne correspondrait à un élément de circuit. Chaque ligne comporterait
un identificateur indiquant de quel type d'élément il s'agit;
les numéros des noeuds entre lesquels se trouve l'élément;
le(s) paramètre(s) caractérisant l'élément.
A chaque exécution, ton programme commencera par lire ce fichier. Tu pourras par la suite écrire un programme auxiliaire pour la saisie interactive des données et la génération du fichier.

Tout cela c'est déjà fait : c'est d'ailleurs comme cela que fonctionne actuellement mon logiciel d'édition de schéma électrique. Mon problème maintenant c'est de trouver un algorithme qui permet de calculer les valeurs des courants dans les branches

[FR119492]

Salut!
Alors, le plus simple est d'appliquer la méthode des noeuds:

1. Tu numérotes les noeuds de 0 à n.
2. Tu numérotes les branches de 1 à m.
3. Tu as n potentiels inconnus qui sont les tensions entre les noeuds 1 à n et le noeud 0.
4. Tu as m courants inconnus; chacun porte le numéro de la branche dans lequel il circule.
5. Sur chacun des noeuds 1 à n, tu écris que la somme des courants sortants est nulle; ça te donne n équations.
6. Dans chacune des branches, tu écris la relation entre le courant qui y circule et la différence des potentiels aux extrémités; ça te donne m autres équations.
7. Tu as ainsi un système de m+n équations à autant d'inconnues, qu'il te suffit de résoudre.

Pour des gros circuits, il peut être avantageux d'optimiser la méthode, mais je ne veux pas compliquer maintenant.
Jean-Marc Blanc

[laurent.t]

J’ai commencé à programmer un algorithme basé sur cette méthode. Ca marche pour quelques circuits très particuliers, mais pour l’instant je suis confronté à deux problèmes :
- Comment choisir le nœud 0 ? quelle est l’influence de son choix sur la réussite de la résolution du système d’équation (il ne me semble pas indifférent de virer du système d’équations un nœud qui est relié à 3 branches ou un autre qui est relié à 4 branches par exemple) ?

- Lorsque deux nœuds sont reliés exactement aux mêmes branches, ils produisent chacun une équation identique donc échec de la résolution. Il faut alors supprimer une des deux équations pour que le système soit soluble, ce qui alourdi pas mal l’algorithme puisqu’il faut chercher les occurrences de « nœud symétriques », puis réduire le système d’équations

[FR119492]

Salut!

- Comment choisir le nœud 0 ? quelle est l’influence de son choix sur la réussite de la résolution du système d’équation (il ne me semble pas indifférent de virer du système d’équations un nœud qui est relié à 3 branches ou un autre qui est relié à 4 branches par exemple) ?

En fait, c'est absolument indifférent.

- Lorsque deux nœuds sont reliés exactement aux mêmes branches, ils produisent chacun une équation identique donc échec de la résolution.

Qu'est-ce que tu veux dire par là?

Jean-Marc Blanc

[manik971]

Bonjour,

J'effectue en ce moment même un stage et je dois effectuer un logiciel en Java de calcul des chutes de tension sur un réseau électrique. Ce qui ressemble pas mal à votre sujet.

J'ai quelques questions si ça te dérange pas, j'espère qu'on pourrait s'entraider.

- quelle structure de données tu as utilisé? Moi j'utilise une liste d'adjacence dans les noeuds.

- Est ce que tu vérifie qu'il n'y a pas de boucle dans ton réseau afin d'éviter une boucle infini, si oui comment fais tu?

merci d'avance,
Je t'envoi par MP mon mail personnel si tu trouves ça plus simple.

[FR119492]

Salut!

quelle structure de données

J'utilise qui comporte d'abord une ligne qui contient 2 entiers, le nombre de noeuds (sans le noeud de référence qui portera le numéro zéro) n et le nombre de branches m. On a ensuite m lignes, soit une par branche, avec, dans chacune, 2 entiers (les numéros des noeuds entre lesquels se trouve la branche) et 2 réels, soit la valeur de la résistance (strictement positive) et la valeur de la tension de source éventuelle. De cette manière, le problème des boucles ne se pose pas.

Par exemple, pour un pont de Wheatstone:

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
4
5
6
7
    3    6
    1    0        R1        U1
    1    2        R2         0
    1    3        R3         0
    2    0        R4         0
    3    0        R5         0
    2    3        R6         0

Jean-Marc Blanc

[laurent.t]

J'ai compris mathématiquement pourquoi le choix du noeud 0 est indifférent, mon problème était que j'avais oublié de signer les courants. Maintenant que j'ai corrigé ce problème, l'algorithme fonctionne très bien.
Maintenant je souhaite ajouter au montage des transistors (2N2222) en fonctionnement statique (ou TBF ce qui revient au même).

Je n'ai pas bien compris les questions de manik
- quelle structure de données tu as utilisé? Moi j'utilise une liste d'adjacence dans les noeuds.

- Est ce que tu vérifie qu'il n'y a pas de boucle dans ton réseau afin d'éviter une boucle infini, si oui comment fais tu?

que veut-il dire par liste d'adjacence ?
et que veut-il dire par boucle ?

l'algorithme en question n'est pas itératif, il consiste en la résolution d'un système de n+m équations à n+m inconnues
si le système est soluble (ce qui est le cas de tous les circuits testés pour l'instant) l'algo donne les bons courants et les bonnes tensions, sinon l'algo ne donne rien et c'est tout il n'y a pas de boucle.

[FR119492]

Salut!

je souhaite ajouter au montage des transistors (2N2222)

Tu aurais dû le dire tout de suite, parce que ça change tout. Alors, de deux choses l'une:
Ou bien tu linéarises les caractéristiques de ton transistor, ce qui revient à le considérer comme une source de courant commandée en courant combinée avec des résistances, ce qui t'oblige à ajouter deux colonnes supplémentaires à ton fichier de données pour pouvoir traiter les biportes élémentaires.
Ou bien le problème devient non linéaire et il faudra te diriger vers une méthode itérative, comme par exemple Newton-Raphson.
Jean-Marc Blanc

[laurent.t]

Ou bien tu linéarises les caractéristiques de ton transistor, ce qui revient à le considérer comme une source de courant commandée en courant combinée avec des résistances, ce qui t'oblige à ajouter deux colonnes supplémentaires à ton fichier de données pour pouvoir traiter les biportes élémentaires.
Ou bien le problème devient non linéaire et il faudra te diriger vers une méthode itérative, comme par exemple Newton-Raphson.

Je ne vois pas trop l'intérêt d'une méthode itérative puisque le transistor NPN peut être linéarisé par :
en statique : VBE = 0,7 V et IC = bêta.IB
plus les termes dynamiques petits signaux :
vBE = h11.iB + h12.vCE
iC = h21.iB + h22.vCE
où h est le matrice de transfert
le problème c'est que h dépend de la polarisation du transistor donc de l'ensemble du schéma électrique, donc je ne sais pas comment calculer h
et en plus je ne vois pas du tout comment intégrer ces propriétés dans notre algorithme !

[FR119492]

Salut!

h dépend de la polarisation du transistor donc de l'ensemble du schéma électrique

donc ça n'est pas linéaire!
Jean-Marc Blanc

[laurent.t]

OK, mais quand tu écris :

Ou bien tu linéarises les caractéristiques de ton transistor, ce qui revient à le considérer comme une source de courant commandée en courant combinée avec des résistances, ce qui t'oblige à ajouter deux colonnes supplémentaires à ton fichier de données pour pouvoir traiter les biportes élémentaires.

tu propose de faire comment concrètement ?