Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * nasolver.h - nodal analysis solver class definitions
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 Stefan Jahn <stefan@lkcc.org>
5 : : *
6 : : * This is free software; you can redistribute it and/or modify
7 : : * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 : : * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 : : * any later version.
10 : : *
11 : : * This software is distributed in the hope that it will be useful,
12 : : * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 : : * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
14 : : * GNU General Public License for more details.
15 : : *
16 : : * You should have received a copy of the GNU General Public License
17 : : * along with this package; see the file COPYING. If not, write to
18 : : * the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor,
19 : : * Boston, MA 02110-1301, USA.
20 : : *
21 : : * $Id$
22 : : *
23 : : */
24 : :
25 : : #ifndef __NASOLVER_H__
26 : : #define __NASOLVER_H__
27 : :
28 : : #include "qucs_typedefs.h"
29 : : #include "tvector.h"
30 : : #include "tmatrix.h"
31 : : #include "eqnsys.h"
32 : : #include "nasolution.h"
33 : : #include "analysis.h"
34 : :
35 : : // Convergence helper definitions.
36 : : #define CONV_None 0
37 : : #define CONV_Attenuation 1
38 : : #define CONV_LineSearch 2
39 : : #define CONV_SteepestDescent 3
40 : : #define CONV_GMinStepping 4
41 : : #define CONV_SourceStepping 5
42 : :
43 : : namespace qucs {
44 : :
45 : : class analysis;
46 : : class circuit;
47 : : class nodelist;
48 : : class vector;
49 : :
50 : : template <class nr_type_t>
51 : : class nasolver : public analysis
52 : : {
53 : : public:
54 : : nasolver ();
55 : : nasolver (char *);
56 : : nasolver (nasolver &);
57 : : ~nasolver ();
58 : : int solve_once (void);
59 : : int solve_nonlinear (void);
60 : : int solve_nonlinear_continuation_gMin (void);
61 : : int solve_nonlinear_continuation_Source (void);
62 : : int solve_linear (void);
63 : : void solve_pre (void);
64 : : void solve_post (void);
65 : 232 : void setDescription (const char * n) { desc = n; }
66 : 0 : const char * getDescription (void) { return desc; }
67 : : void saveResults (const char *, const char *, int, qucs::vector * f = NULL);
68 : : typedef void (* calculate_func_t) (nasolver<nr_type_t> *);
69 : 22664 : void setCalculation (calculate_func_t f) { calculate_func = f; }
70 : 667760 : void calculate (void)
71 : : {
72 [ + - ]: 667760 : if (calculate_func) (*calculate_func) (this);
73 : 667760 : }
74 : : const char * getHelperDescription (void);
75 : :
76 : : //interface convenience functions
77 : : /// Returns the number of node voltages in the circuit.
78 : : int getN ();
79 : : /// Returns the number of branch currents in the circuit.
80 : : int getM ();
81 : :
82 : : protected:
83 : : void restartNR (void);
84 : : void savePreviousIteration (void);
85 : : void restorePreviousIteration (void);
86 : : int countNodes (void);
87 : : int getNodeNr (char *);
88 : : int findAssignedNode (circuit *, int);
89 : : int countVoltageSources (void);
90 : : void saveSolution (void);
91 : : circuit * findVoltageSource (int);
92 : : void applyNodeset (bool nokeep = true);
93 : : void createNoiseMatrix (void);
94 : : void runMNA (void);
95 : : void createMatrix (void);
96 : : void storeSolution (void);
97 : : void recallSolution (void);
98 : : int checkConvergence (void);
99 : :
100 : : private:
101 : : void assignVoltageSources (void);
102 : : void createGMatrix (void);
103 : : void createBMatrix (void);
104 : : void createCMatrix (void);
105 : : void createDMatrix (void);
106 : : void createIVector (void);
107 : : void createEVector (void);
108 : : void createZVector (void);
109 : : void applyAttenuation (void);
110 : : void lineSearch (void);
111 : : void steepestDescent (void);
112 : : char * createV (int, const char *, int);
113 : : char * createI (int, const char *, int);
114 : : char * createOP (const char *, const char *);
115 : : void saveNodeVoltages (void);
116 : : void saveBranchCurrents (void);
117 : : nr_type_t MatValX (nr_complex_t, nr_complex_t *);
118 : : nr_type_t MatValX (nr_complex_t, nr_double_t *);
119 : :
120 : : protected:
121 : : tvector<nr_type_t> * z;
122 : : tvector<nr_type_t> * x;
123 : : tvector<nr_type_t> * xprev;
124 : : tvector<nr_type_t> * zprev;
125 : : tmatrix<nr_type_t> * A;
126 : : tmatrix<nr_type_t> * C;
127 : : int iterations;
128 : : int convHelper;
129 : : int fixpoint;
130 : : int eqnAlgo;
131 : : int updateMatrix;
132 : : nr_double_t gMin, srcFactor;
133 : : const char * desc;
134 : : nodelist * nlist;
135 : :
136 : : private:
137 : : eqnsys<nr_type_t> * eqns;
138 : : nr_double_t reltol;
139 : : nr_double_t abstol;
140 : : nr_double_t vntol;
141 : : nasolution<nr_type_t> solution;
142 : :
143 : : private:
144 : :
145 : : calculate_func_t calculate_func;
146 : : };
147 : :
148 : : } // namespace qucs
149 : :
150 : : #include "nasolver.cpp"
151 : :
152 : : #endif /* __NASOLVER_H__ */
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