Was macht Boxsim da?

[ubix]

Anscheinend scheint dieses Phänomen der Phasenanzeige doch öfter aufzutreten, wenn man Chassis elektrisch entfernt, so auch in dieser Simu mit den BG 20

http://forum.visaton.de/showpost.php?p=458579&postcount=1

[ubix]

Man muss die BG 20 praktisch elektrisch komplett trennen, um eine korrekte Anzeige der Phasenlage zu bekommen. in diesem Beispiel der 2 mittleren BG 20. Womöglich muss dies bei Simulationen berücksichtigt werden. Aber auf den Rest der Simulation scheint es keine Auswirkungen zu haben.

[ubix]

Aber auch, wenn man beim HTH 8.7 den Minuspol trennt ! gibt es ein durcheinander ! Beim Pluspol trennen diesmal nicht !?

[Fosti]

Anzeigen schrieb ich, nicht berechnen. Sollte Boxsim einfach keinen Graphen anzeigen?

ja genau das wäre in dem Fall richtig! Nix anzuzeigen, anstatt irgendwas!

[walwal]

Sehe ich auch so.

[ubix]

Es ist schon komisch mit der Phase .

Mich würde ja letztendlich nur interessieren, ,rein technisch, was da eigentlich berechnet wird, oder wieso das passiert. Ich bin von Natur aus technisch neugierig
Da muss irgendein kleiner Gremlin im Programmcode versteckt sein
Das Programm selber ist generell über jeden Zweifel erhaben.

[UweG]

Hallo ubix,
da ist kein Gremlin versteckt :-). Das ist einfach numerischer Müll.

Das einfachste Projekt, dass diesen Effekt zeigt, besteht aus einem Verstärker und einem Chassis die an einem Ende verbunden sind.

Der Müll entsteht, wenn Gleichungen gelöst werden, die z. B.
so aussehen können wie unten. Z ist die komplexe Impedanz des Chassis und U die auch komplexe Spannung am Chassis bei einer bestimmten Frequenz.
U = 1 * Z + -1 * Z
Da kommt leider nicht 0 raus, sondern nur fast 0. double float (64-Bit-Fließkommazahlen) sind zwar ziemlich genau, sie verwenden 52 Bit für die Mantisse, also 15-16 dezimale Stellen, aber mathmatisch exakt ist das eben nicht. Bestimmt man nun die Phase des numerischen Mülls, dann ist das Ergebnis völlig zufällig.

Wenn die beiden Bauteile getrennt sind, dann läuft der Gleichungslöser auf einen Fehler, das Gleichungssystem hat einen Freiheitsgrad zu viel. Er würde durch 0 teilen. Das tut er nicht, sondern verwendet statt dessen 1*10^-100 + i * 0 (das schien mir wenig genug). Damit wird die Phase konstant 0°, so zeigt es Boxsim dann auch an. Das ist aber eigentlich genau so Schwachsinn.

[Fosti]

Moin Uwe,
warum hast Du diesen Workaround gewählt? Anhand der Netzwerktopologie könnte man doch programmieren, dass es kein geschlossener Kreis ist und dann "nichts" anzeigen, anstatt einer kleinen Floating Point Zahl mit den daraus resultierenden Problemen.
Viele Grüße,
Christoph

[UweG]

Wenn der Gleichungslöser auf eine echte 0 trifft weiß er zunächst mal nur, dass es ein Rangabfall vorliegt. D.h. es gibt einen reihaitsgrad zu viel, aber er weiß nicht woher er kommt. Er kann z. B. auch davon kommen, dass es mehrere unabhängige Strukturen in einer Weiche gibt.
Ein erkennen von abgehängten Bauteilen müsste schon vorher erfolgen, z. B. bei der Synthese des Gleichungssystems. Das ist nicht programmiert. Der Workaround war einfacher und funktioniert ja oft.

[Fosti]

Auf das Problem von Differenzen sehr kleiner Zahlen trifft man ja auch bei FEM-Programmen.
Ich weiß ja nicht, wie Du den Gleichungslöser implementiert hast. Ich würde das immer über Matrizen tun.

ein Rangabfall vorliegt.

lässt darauf schließen. dass Du es auch darüber machst.

[ubix]

Hallo ubix,
da ist kein Gremlin versteckt :-). Das ist einfach numerischer Müll.

Das einfachste Projekt, dass diesen Effekt zeigt, besteht aus einem Verstärker und einem Chassis die an einem Ende verbunden sind.

Der Müll entsteht, wenn Gleichungen gelöst werden, die z. B.
so aussehen können wie unten. Z ist die komplexe Impedanz des Chassis und U die auch komplexe Spannung am Chassis bei einer bestimmten Frequenz.
U = 1 * Z + -1 * Z
Da kommt leider nicht 0 raus, sondern nur fast 0. double float (64-Bit-Fließkommazahlen) sind zwar ziemlich genau, sie verwenden 52 Bit für die Mantisse, also 15-16 dezimale Stellen, aber mathmatisch exakt ist das eben nicht. Bestimmt man nun die Phase des numerischen Mülls, dann ist das Ergebnis völlig zufällig.

Wenn die beiden Bauteile getrennt sind, dann läuft der Gleichungslöser auf einen Fehler, das Gleichungssystem hat einen Freiheitsgrad zu viel. Er würde durch 0 teilen. Das tut er nicht, sondern verwendet statt dessen 1*10^-100 + i * 0 (das schien mir wenig genug). Damit wird die Phase konstant 0°, so zeigt es Boxsim dann auch an. Das ist aber eigentlich genau so Schwachsinn.

Ich denke, das Du diesbezüglich viel mehr Ahnung hast als ich, auch wenn ich es gedanklich etwas nachvollziehen kann. Ein bißchen Verständniss für sowas habe ich schon, was Programme, oder auch kuriose Programmbugs betrifft.
Man denke nur an die Installation von Windows 98, und der Aufforderung, auf einen Button zu klicken, um den Maustreiber zu installieren, damit die Maus funktioniert

Um es noch mal zu sagen, es ging mir nicht um Kritik an Dich oder dem Boxsim-Programm, sondern mich hat es tatsächlich rein technisch interessiert, wie das entstehen kann. Ich schaffe es komischerweise oft, auf solche Sachen zu stoßen. Ich klicke eben ganz gerne ;-)
Und aus irgendwelchen Bugs oder Fehlern kann man ja nur dazu lernen.

[ubix]

Vielleicht sollte ich auch mal ein bißchen programmieren lernen ;-) Ich stelle es mir nur fürchterlich kompliziert vor.

[UweG]

Fosti schrieb:

Ich würde das immer über Matrizen tun.

Natürlich, wie denn sonst.
Bei der Synthese des Gleichungssystems hat mir tatsächlich geholfen, dass ich vor langer Zeit mal eine Studienarbeit im Zusammenhang mit der Finite-Element-Methode geschrieben habe und damals zur Übung mal ein kleines FE-Programm geschrieben habe. Diese Technik ist genial und wie man auch riesige Gleichungssysteme löst, wissen die da auch. Blöd bei der Frequenzweichensimulation ist, dass das Gleichungssystem komplexe Koeffizienten hat. Das ist bei einer statischen FE-Berechnung anders. Da ist die Koeffizientenmatrix sogar symmetrisch.

ubix schrieb:

Ich schaffe es komischerweise oft, auf solche Sachen zu stoßen.

... und die Beobachtung ernst zu nehmen. Ich habe diese zappeligen Phasenverläufe schon oft gesehen, aber immer gedacht, o.k. numerischer Müll. Ich habe einfach nicht darüber nachgedacht, was andere Benutzer darüber denken könnten.

[Fosti]

@UweG: Matlab ist "Spezialist" im Matrizen lösen....auch was "sparse matrixes" angeht.....selbst eine Exponentialfunktion mit einer komplexwertigen Matrix im Exponenten geht.
Die kostenlose Alternative findet sich unter www.scilab.org ...da wurden französische Steuergelder mal gut angelegt ????

[UweG]

Matlab? Möchtest Du Boxsim bedienen wie ein Matlab-Programm?
Das Gleichungslösen ist doch auch nicht das Problem, wenn ich mir das mal so überlege. Wenn aus einer Subtraktion ein Ergebnis herauskommt, das ungefähr 15 Zehnerpotenzen unterhalb des Pegel eines angeschlosenen Chassis liegt, ist das Ergebnis im Rahmen der Genauigkeit doch erstmal richtig. Unsinn ist doch nur, daraus einen Phasengang zu berechnen.