電子回路의 DC 및 過渡解析을 위한 2次 Newton-Raphson 方法

Quadratic Newton-Raphson Method for DC and Transient Analyses of Electronic Circuits

본 논문에서는 회로해석 중에서 DC및 과도(transient)해석에 필요한 비선형 대수 방정식을 풀기 위한 새로운 방법으로서 Quadratic Newton Raphson Method(QNRM)을 제안한다. QNRM은 Newtok-Raphson method(NRM)에 기본을 두고 있지만, 비선형 대수 방정식의 Taylor 급수 전개에서 2차 미분항을 포함한다. 각 반복 과정에서 미지수에 관한 2차식이 되는데 해를 예측함으로서 선형화 할 수 있다. QNRM의 수렴속도를 올리기 위해서는 이 해의 정확한 예측이 매우 중요하명 그 한 방법을 제시하였다. QNRM을 DC및 과도해석에 적용한 결과 NRM을 사용한 것보다 계산시간 및 반복횟우에 있어서 25% 이상 감소됨을 보여주었다.

In this paper we propose a new method for solving a set of nonlinear algebraic equations encountered in the DC and transient analyses of electronic circuits. This method will be called Quadratic Newton-Raphson Method (QNRM), since it is based on the Newton-Raphson Method (NRM) but effectively takes into accoujnt the second order derivative terms in the Taylor series expansion of the nonlinear algebraic equations. The second order terms are approximated by linear terms using a carefully estimated solution at each iteration. Preliminary simulation results show that the QNRM saves the overall computational time significantly in the DC and transient analysis, compared with the conventional NRM.