Metodi di Ottimizzazione Robusta per la Progettazione di Circuiti Elettrici
Il progetto
Software di Ottimizzazione dedicato.
Le prestazioni reali di un circuito elettrico possono essere significativamente diverse da quellepreviste dal suo progetto. Questaproblematica segue dal fatto che la realizzazione ed il funzionamento di un circuito possono essere influenzati da vari fattori di disturbo o di incertezza che fanno variare il suo comportamento da quello nominale di progetto. Esempi di tali disturbi possono essere delle imprecisioni o degli errori nella realizzazione del circuito oppure delle diverse condizioni ambientali di funzionamento rispetto a quelle considerate nel progetto. I metodi di Ottimizzazione Robusta hanno come obiettivo la determinazione dei valori delle variabili di progetto e dei fattori di controllo che siano in grado di assicurate al circuito sia delle ottime prestazioni e sia una bassa variabilità e sensibilità rispetto ai possibili fattori di disturbo legati alla sua realizzazione e funzionamento. In questo contesto si sono proposte varie metodologie che tengono conto del fatto che, nella realizzazione dei circuiti, i valori delle variabili e dei parametri di progetto possono subire delle variazioni rispetto ai valori nominali.
Un esempio di uno dei metodi proposti si basa sulla valutazione, in corrispondenza ad ogni valore di riferimento delle variabili ed dei parametri di progetto, del così detto “worst case” del corrispondente circuito in una sua realizzazione pratica. Cioè si valuta il peggiore comportamento che può avere il circuito se i valori delle variabili e dei parametri di progetto variano in determinati intorni dei valori di riferimento scelti. Tali intorni sono scelti in maniera da essere rappresentativi delle possibili incertezze e imprecisioni che si possono avere sulla determinazione dei valori delle variabili di progetto durante la realizzazione del circuito. Il valore del “worst case” di un circuito è utilizzato come funzione obiettivo dall’algoritmo proposto. In questa maniera l’algoritmo tende a determinare dei valori delle variabili di progetto che corrispondono ad un circuito che ha “wost case” che è il migliore possibile. Cioè ad un circuito che, indipendentemente dai vari fattori di disturbo o di incertezza presenti nelle sua realizzazione, ha prestazioni reali che sono sicuramente buone in quanto migliori od uguali a quelle del “worst case” ottenuto dall’algoritmo.
Approcci metodologici simili a quello descritto sono stati proposti nei seguenti lavori dedicati alla progettazione robusta di convertitori DC-DC e di amplificatori operazionali MOSFET.
Riferimenti
Derivative-Free Robust Optimization for Circuit Design
Derivative free methodologies for circuit worst case analysis