书接上回,上一篇小编详细介绍了CST软件优化器optimizer。包括界面介绍,如何打开优化器,优化器的算法和各模块和功能介绍。
今天小编用一个实例来带着大家一起体验下如何使用CST软件优化器optimizer。
通过CST软件优化器optimizer来建立电容参数模型。
正常来说复杂的器件需要建立模型。本文使用基美的0603的电容,容值是10uF,一般这种MLCC贴片电容就不建立模型了,去官网找一个S参数模型导入到CST中去,如图
电容的等效电路模型相信大家都清楚,如图,
从图中可以看到一共有四个参数,C1,R1,L1,R2,其中R2阻值很大,可以选择忽略,如果非要设置进行拟合也可以。CST里面设置电路如下图
1.定义可变量
确定需要优化的电容参数,如极板间距、极板面积、电介质厚度等,并将这些参数定义为变量。可以在 CST 的变量管理器中进行设置,为每个变量指定初始值、最小值和最大值等。
由容值我们定义c=10uF,l一般设个1nH
由阻抗曲线我们可以定义r = 0.1ohm
打开CST优化器
2,选择优化算法
在 Optimizer 的 Settings 选项卡中,根据问题的特点和需求选择合适的优化算法。例如,如果优化问题相对简单,局部优化算法如 Trust Region Framework 可能就足够;如果问题复杂且存在多个局部最优解,全局优化算法如 Covariance Matrix Adaptation Evolutionary Strategy (CMA-ES) 或 Genetic Algorithm 可能更合适。
3,设置优化范围
设置每个参数的最小值和最大值重置为输入的初始值的百分比。也就是设置最大最小值的变化幅度。因为l我是随便设的,所以我选择30%的幅度,放宽范围。如上图
在设置目标之前,先看一下阻抗曲线是非线性的曲线,所以无法直接用result结果里面的曲线来拟合,正常的拟合可以在goal界面设置最大值,最小值,目标,权重来拟合,对于
非线性的曲线拟合,需要用到Result Template
点击进入Result template,其界面跟cst后处理PP界面一样,需要通过General 1D里面的Mix 1DC去处理下
那么具体怎么操作,如下:
首先,需要先得到电容的s参数生成的阻抗曲线和初始设置的电容参数生成的阻抗曲线,如图,红色是s参数的阻抗曲线,粉红色是初始阻抗曲线
使用后处理Mix 1D的原因是非线性的曲线无法设置固定目标。所以需要先让初始设置的阻抗曲线和s参数生成的阻抗曲线去相除得到它的比值,理想状态下如果两条曲线一模一样,则一定会得到一个比值为1的频域直线,优化的的目标是把需要优化的阻抗曲线趋近于S参数模型生成的阻抗曲线,比值越接近1,说明拟合的越准确。这样就能通过设置一个固定的目标值去优化。
然后,选择后处理生成的Mix1D的曲线,和目标,以及x轴范围
小编这里是分频段设置目标值。这样的目的是优化的更精细。
点击开始,其参数拟合结果如图,c=7uF,l=0.7nH,r=0.076ohm
拟合的阻抗曲线
最后总结
本文用一个简单的MLCC电容的阻抗曲线优化参数值的例子来展示cst优化器的拟合过程。大家可以自己去尝试拟合一下,在仿真过程中还是很有帮助的。特别是拟合磁导率曲线,阻抗曲线等,当然我这个例子比较粗糙,你可以再次优化或者用更多的参数去迭代 。
最后感谢下大家的阅读,万水千山总是情,给个点赞行不行。