CN110222469B - 一种电路电流电压仿真计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于计算机领域，提供了一种电路电流电压仿真计算方法、装置、设备和存储介质，所述方法包括：获取树状电路图；根据树状电路图确定多个电路单元；确定各个电路单元的参数信息，包括边界电压信息；根据各个电路单元的参数信息以及预先建立的基于电路定律的电流电压递归仿真计算模型对树状电路图进行仿真运算。本发明实施例提供的电路电流电压仿真计算方法根据树状电路图确定多个电路单元，并利用可处理对象数据表征电路单元的参数信息，可以通过预先设定好的程序对电路单元的参数信息进行处理从而直接确定出满足电路定律的仿真结果，相比于现有的人工仿真计算方法，自动化程度高，输入树状电路图，即可输出仿真结果，效率、准确率更高。

Description

一种电路电流电压仿真计算方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种电路电流电压仿真计算方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
在进行电路设计和集成电路设计时，通常需要先对电路进行仿真，在真实电路未生产出的情况下，就可发现设计缺陷，并进行优化。
然而现有的电路仿真方法是通常是先生成阻抗矩阵或导纳矩阵，将电路分析问题转换成矩阵分析，但将电路图转换成矩阵的过程较为繁琐，只能人工完成，无法转变为程序处理，难以实现自动化。
可见，现有的电路仿真方法需要人工辅助计算，即现有的电路仿真方法还存在着耗时过长、难以实现自动化的技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电路电流电压仿真计算方法，旨在解决现有的电路仿真方法还存在的耗时过长、难以实现自动化的技术问题。
本发明实施例是这样实现的，一种电路电流电压仿真计算方法，包括：
获取待电流电压仿真计算的树状电路图；
获取待电流电压仿真计算的树状电路图；
根据所述树状电路图中的元件、电路以及节点的信息确定多个具有从属关系的电路单元，所述电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，其中，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元；
根据所述树状电路图确定各个电路单元的参数信息，所述电路单元的参数信息包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信息具体包括元件的伏安特征曲线；
确定最顶层电路单元以及最底层电路单元，所述最顶层电路单元是指该电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元，所述最底层电路单元是指该电路单元不具有任何其他从属子电路单元；
根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压；
根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流；
根据所述全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流确定所述树状电路图的仿真计算结果。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电路电流电压仿真计算方法装置，包括：
树状电路图获取单元，用于获取待电流电压仿真计算的树状电路图；
电路单元确定单元，用于根据所述树状电路图中的元件、电路以及节点的信息确定多个具有从属关系的电路单元，所述电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，其中，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元；
电路单元参数信息获取单元，用于根据所述树状电路图确定各个电路单元的参数信息，所述电路单元的参数信息包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信息具体包括元件的伏安特征曲线；
最顶层及最底层电路单元确定单元，用于确定最顶层电路单元以及最底层电路单元，所述最顶层电路单元是指该电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元，所述最底层电路单元是指该电路单元不具有任何其他从属子电路单元；
最顶层及最底层电路单元节点真实电压确定单元，用根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压；
仿真计算单元，用于根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流；
仿真计算结果确定单元，用于根据所述全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流确定所述树状电路图的仿真计算结果。
本发明实施例的另一目的在于提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述所述的电路电流电压仿真计算方法步骤。
本发明实施例的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述所述的电路电流电压仿真计算方法步骤。
本发明实施例提供的电路电流电压仿真计算方法，在获取到待电流电压仿真计算的树状电路图后，根据树状电路图中的元件、电路以及节点的信息构建多个具有从属关系的电路单元，其中电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元，根据树状电路图进一步确定各个电路单元的参数信息，包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信号具体包括元件的伏安特征曲线，由于电路单元的参数信息在程序中可以用数据类型进行表征，即将树状电路图处理为可被程序执行的对象，进一步根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压后，输入到预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型进行仿真计算，就可以直接确定出各个电路单元的电流与电压信息，从而对应确定出树状电路图中的电流电压。本发明实施例提供的电路电流电压仿真计算方法，根据获得树状电路图构建多个电路单元，并将电路单元的参数信息处理为可被程序执行的对象数据，结合树状电路图的电源连接信息确定部分节点真实电压后，输入到预先设定好的程序中，可以直接确定各电路单元的电流与电压情况，完成对树状电路图的仿真，整个仿真计算过程利用电脑程序替代人工手动进行，自动化效率高，解决了现有的电路仿真方法存在的需要人工进行辅助计算的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电路电流电压仿真计算方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的一种树状电路图的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电路单元的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种利用电流电压递归仿真计算模型进行仿真计算的步骤流程图；
图5为本发明实施例提供的一种基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流的步骤流程图；
图6为本发明实施例提供的另一种基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流的步骤流程图；
图7为本发明实施例提供的一种从上至下依次确定调整后的各电路单元的元件计算电流的步骤流程图；
图8为本发明实施例提供的一种电路电流电压仿真计算方法装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种仿真计算单元的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种最底层电路单元元件计算电流调整子单元的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的另一种最底层电路单元元件计算电流调整子单元的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种电路单元元件计算电流确定模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电路单元称为第二电路单元，且类似地，可将第二电路单元称为第一电路单元。
为便于对发明的理解，在下述各实施例中，提供相关的算法过程以及具体实例进行解释说明。
如图1所示，在一个实施例中，提出了一种电路电流电压仿真计算方法，具体可以包括以下步骤：
步骤S102，获取待电流电压仿真计算的树状电路图。
在本发明实施例中，由于实际中很多电路可以直接由树形结构构成，而另外一部分不能由树形结构直接构成的电路，比如H型电桥，也是以树形结构为基础额外再加上树之间的连接。因此，树状结构是任意结构电路的基础和核心。也就是说，在此步骤中虽然获取的只是树状电路图，但本领域技术人员结合上述公知常识应当知晓本发明本质上能够对绝大部分电路进行仿真计算。
在本发明实施例中，为了便于说明，请参阅图2及其解释说明，提供了一种树状电路图的示意图。
步骤S104，根据所述树状电路图中的元件、电路以及节点的信息确定多个具有从属关系的电路单元。
在本发明实施例中，所述电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，其中，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元。
在本发明实施例中，为便于理解，图3提供了一种根据如图2所示的树状结构图的构建出的多个电路单元的示意图，具体请对照参阅图2以及图3，并结合图3的解释说明。
步骤S106，根据所述树状电路图确定各个电路单元的参数信息。
在本发明实施例中，所述电路单元的参数信息包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，其中，所述元件信息具体包括元件的伏安特征曲线，所述伏安特征曲线包含了该元件电流与电压的唯一对应关系，即可以根据元件的电流确定元件上的电压，也可以根据元件上的电压确定元件上的电流。
在本发明实施例中，应当知晓，所述电路单元的参数信息还应该包括顶节点电压、底节点电压、元件电压、子支路电流以及元件电流，但上述电路单元的参数信息正是本发明所要获取的问题，也就是说本发明实际上就是要求出上述电路单元的参数信息。
在本发明实施例中，为了实现利用程序对树状电路图进行仿真计算，需要将所述各个电路单元所包含的信息提取出来，并处理为可被程序处理的数据对象。
本发明提供的一种可行实施例，是利用C++程序语言中的CNode类型，将电路单元处理为CNode类型的数据对象，每一个CNode类型的数据对象都对应一个电路单元，包含了所述电路单元所具有的全部信息，而程序在执行过程中通过指针对CNode类型的数据对象进行处理，本质上相当于对电路单元中包含的信息进行处理。
在本发明提供的一种可行实施例中，所述电路单元包含的顶节点电压、底节点电压、元件电压、子支路电流、元件电流等相关信息在数据对象中是以可变参数来表示，在程序的处理过程中，会随着程序的要求不断调整，而元件信息、子支路数量以及从属子电路单元的相关信息在数据对象中都是以需要声明的固定参数来表示，其中元件信息所包括的伏安特征曲线可以通过预先建立的元件信息数据库，在处理过程中通过调用数据库来获取，本发明对元件的伏安特征曲线的获取方式不作具体的限定。
在本发明实施例中，根据前述的解释说明，可以理解，电路单元和数据对象是一一对应的，是同一个事物从不同角度的解释，电路单元所包含的信息在程序中是以数据对象的形式体现的，同样的，电路单元之间的从属关系也可以体现的数据对象中。
步骤S108，确定最顶层电路单元以及最底层电路单元。
在本发明实施例中，所述最顶层电路单元是指该电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元，所述最底层电路单元是指该电路单元不具有任何其他从属子电路单元，具体请参阅图2、图3及其解释说明。
在本发明实施例中，为便于理解，从程序的角度进行补充解释说明，程序为确定最顶层电路单元以及最底层电路单元，是基于数据对象中包含的子支路数量以及从属子电路单元信息确定的，例如最常规的可以通过读取各数据对象中包含的子支路数量，判断是否为0来判断对应的电路单元是否为最底层电路单元，具体基于电路单元的参数信息也就是CNode类型的数据对象可以识别出电路单元类型的程序有无数种，本发明对此不作限制。
步骤S110，根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压。
在本发明实施例中，由于本发明是对电路进行仿真计算评估，也就是本发明所要进行仿真计算的电路的应用环境也是已知的，根据树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压，具体请参阅图2及其解释说明。
在本发明实施例中，需要解释说明的是，在电路的仿真运算中，电路的连接的外部电源系统都应当是已知的，如果不是已知，那么电路中各处的电流和电压都是可变的，无法实现仿真计算，上述仿真计算的事实对本领域技术人员而言属于公知常识。
步骤S112，根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流。
在本发明实施例中，所述利用预先建立的电流电压递归仿真计算模型处理数据对象的步骤请参阅图4及其解释说明。
在本发明实施例中，结合前述步骤S106的解释说明可知，从程序的角度进行解释说明，本发明所要解决的技术问题本质上是将数据对象中包含的可变参数给确定下来，包括顶节点电压、底节点电压、元件电压、子支路电流、元件电流等，而通过本发明提供的预先建立的电流电压递归仿真计算模型可以直接确定数据对象中包含的可变参数，且确定下来的可变参数满足克希荷夫电流定律、克希荷夫电压定律以及元件的伏安特征曲线。具体而言，克希荷夫电流定律要求每一个数据对象中用于表示子支路电流的参数等于属于该数据对象的全部从属子数据对象中(数据对象之间的从属关系与电路单元之间的从属关系对应)用于表示子支路电流的参数之和，而克希荷夫电压定律要求每一个数据对象中用于表示某一子支路上底节点电压的参数等于属于该数据对象子支路对应的数据对象中用于表示顶节点电压的参数之和，此外，每一个数据对象中用于表示元件电压的参数和用于表示元件电流的参数符合该元件的伏安特征曲线，每一个数据对象中用于表示顶节点电压的参数等于用于表示元件电压的参数与用于表示底节点电压的参数之和。
在本发明实施例中，当数据对象中的参数符合要求，对于各电路单元而言也同样是符合克希荷夫电流定律、克希荷夫电压定律以及元件的伏安特征曲线，也就是说，此时各电路单元中的电流数据、电压数据都是符合真实情况。
步骤S114，根据所述全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流确定所述树状电路图的仿真计算结果。
在本发明实施例中，当各电路单元中的电流数据、电压数据都是符合真实情况时，根据各电路单元中的电流、电压数据，结合树状电路图与电路单元的对应关系，就可以确定出电路图中各处的电流与电压，从而完成整个仿真过程。
本发明实施例提供的电路电流电压仿真计算方法，在获取到待电流电压仿真计算的树状电路图后，根据树状电路图中的元件、电路以及节点的信息构建多个具有从属关系的电路单元，其中电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元，根据树状电路图进一步确定各个电路单元的参数信息，包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信号具体包括元件的伏安特征曲线，由于电路单元的参数信息在程序中可以用数据类型进行表征，即将树状电路图处理为可被程序执行的对象，进一步根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压后，输入到预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型进行仿真计算，就可以直接确定出各个电路单元的电流与电压信息，从而对应确定出树状电路图中的电流电压。本发明实施例提供的电路电流电压仿真计算方法，根据获得树状电路图构建多个电路单元，并将电路单元的参数信息处理为可被程序执行的对象数据，结合树状电路图的电源连接信息确定部分节点真实电压后，输入到预先设定好的程序中，可以直接确定各电路单元的电流与电压情况，完成对树状电路图的仿真，整个仿真计算过程利用电脑程序替代人工手动进行，自动化效率高，解决了现有的电路仿真方法存在的需要人工进行辅助计算的技术问题。
图2为本发明实施例提供的一种树状电路图的示意图，详述如下。
在本发明实施例中，所述树状电路图由元件(1)、线路(2)以及节点组成，其中节点根据所处的位置可以分为一般节点(3)、最顶端节点(4)以及最低端节点(5)，一般节点(3)是指该节点上端和下端均连接有线路或者元件，最顶端节点(4)是指该节点上端没有连接有线路或者元件，最低端节点(5) 是指该节点下端没有连接有线路或者元件，在电路仿真运算中，最顶端节点(4) 以及最低端节点(5)都是外接电源系统，也就是节点电压均为已知，见步骤S110 及其解释说明。
如图3所示，提供了一种电路单元的示意图，具体如下。
本发明实施例提供的电路单元的示意图是对应于图2提供树状电路图，对应包括有10个电路单元，分别用字母A～J表示，其中，以电路单元B为例，所述电路单元包括一个顶节点①、一个元件②、两条子支路③以及子支路上对应的两个底节点④。
在本发明实施例中，结合图2所提供的树状电路图，我们还可以知晓，电路单元A包括三条支路，三条支路上的底节点在树状电路图中对应的节点分别与电路单元B、电路单元C、电路单元D的顶节点在树状电路图中对应的节点相同，与这种情况相似的还有电路单元B和电路单元E、电路单元F等等，在此不一一列举，此时，我们称电路单元B、电路单元C以及电路单元D为电路单元A的从属子电路单元，电路单元E、电路单元F为电路单元B的从属子电路单元。
在本发明实施例中，进一步，当电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元时，称为最顶层电路单元，例如电路单元A，当电路单元没有从属子电路单元时，称为最底层电路单元，例如电路单元C、电路单元F～J，结合图2 的解释说明可以知晓，最顶端节点实质上是最顶层电路单元的顶节点，而最低端节点本质上是最底层电路单元的底节点。
如图4所示，提供了一种利用电流电压递归仿真计算模型进行仿真计算的步骤流程，详述如下。
在本发明实施例所采用的电流电压递归仿真计算模型采用的主要思想是利用程序实现递归调用和循环调用对参数进行多次调整，其中每个参数的调整都会进一步带动剩余参数甚至自身的调整，利用递归调用以及循环调用，使得每个参数无限逼近于真实值，当各参数逼近真实值时，此时各参数满足上述所述的基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律以及伏安特征曲线，从而实现了对电路的仿真。所述具体的步骤包括：
步骤S402，按照预设的规则确定初始化的最底层电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，由于基尔霍夫电流定律的存在，树状电路图中最重要的数值来源于最底层电路单元的元件电流，当所有最底层电路单元的元件电流接近于真实值时，此时，逐层向上递推，全部电路单元的元件电流都会接近于真实值。
在本发明实施例中，最底层电路单元的元件计算电流的初始化设定值显然并不会影响到最终的结果，因为本发明的本质就在于不断利用电路中的相关定律对最底层电路单元的元件计算电流进行反复调整以使最底层电路单元的元件计算电流接近于真实值。
作为本发明的一种可行实施例，先利用最顶层电路单元的顶节点压力以及相应的最底层电路单元的底节点压力作为最底层电路单元的元件压力(显然这个压力降是高于真实值的)，并利用伏安特征曲线确定在该元件压力下的元件电流，作为初始值，显然此时的初始值并不等于真实值，通常情况下是远远高于真实值，然后在后续的处理过程中不断调整最底层电路单元的元件计算电流使其逼近真实值。
在本发明实施例中，从程序的角度进行解释说明，相当于确定最底层电路单元对应的数据对象，并进一步对数据对象中的用于表示元件电流的可变参数进行初始化赋值，其中确定对数据对象中包含的子支路信息进行判断可以确定最底层电路单元对应的数据对象，具体请参阅前述步骤S108的解释说明，而利用指针可以完成对数据对象中用于表示元件电流的可变参数的赋值操作。
步骤S404，基于克希荷夫电流定律，根据所述最底层电路单元的元件计算电流确定各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流。
在本发明实施例中，利用电路单元之间的从属关系，结合克希荷夫电流定律可知，每个电路单元的元件计算电流等于各电路单元的子支路计算电流之和，也就是该电路单元的从属子电路单元的元件计算电流之后，根据最顶层电路单元的元件计算电流可以逐层向上确定各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流，但显然，此时确定的各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流也同样并非真实值。
在本发明实施例中，从程序的角度进行解释说明，与前述步骤相似，是利用指针对各数据对象中用于表示元件电流的可变参数进行赋值，赋值的过程同样结合数据对象之间的从属关系，从下至上，将属于同一个数据对象的不同的从属子数据对象中用于表示元件电流的可变参数之和赋值给所述数据对象中用于表示元件电流的可变参数。
步骤S406，根据所述各电路单元的元件的伏安特征曲线以及所述元件计算电流确定各电路单元的元件计算电压。
在本发明实施例中，在程序执行的过程中，同样的是利用指针实现对各数据对象中用于表示元件电压的可变参数的赋值操作，在赋值过程中，直接利用元件的伏安特征曲线即可根据电流对电压进行赋值。
步骤S408，基于各电路单元的从属关系，根据所述各电路单元的元件计算电压以及所述最底层电路单元的底节点真实电压从下至上依次确定各电路单元的顶节点计算电压。
在本发明实施例中，基于基尔霍夫电压定律可以知晓，每个电路单元的不同支路上的底节点电压相同，且与属于该电路单元的不同从属子电路单元中的顶节点电压对应相同，此外，对于每一个电路单元而言，其顶节点电压等于底节点电压与元件电压之和，基于上述规则，同样的从下至上可以依次求出各电路单元的顶节点计算电压。
在本发明实施例中，在程序执行的过程中，也同样是利用指针实现对各数据对象中用于表示顶节点电压以及底节点电压的可变参数的赋值操作，在赋值过程中，将数据对象中的用于表示元件电压的可变参数与用于表示底节点电压的可变参数之和复制给数据对象中的用于表示顶节点电压的可变参数，并进一步将该数据对象中的顶节点电压数据复制给上一层数据对象中的用于底节点电压数据的参数，需要说明的是，此处的上一层是便于说明，而结合前述内容可以毫无疑义的确定此处上一层的具体含义是将该数据对象作为从属子数据对象的数据对象。
在本发明实施例中，通过上述计算方法，在计算过程中会发现存在属于同一个电路单元的从属子电路单元的顶节点电压不彼此相等的异常，或者存在最终确定出的最顶层电路单元的顶节点电压不等于获取的顶节点真实电压，而出现上述异常现象的根本原因在于最底层电路单元中的元件电流不符合事实，此时需要反向去调整最底层电路单元中的元件电流，使其接近真实值。
步骤S410，每确定一个电路单元的顶节点计算电压后，判断是否存在问题电路单元。当判断存在问题电路单元时，执行步骤S412；当判断不存在问题电路单元时，执行步骤S414。
在本发明实施例中，所述问题电路单元是指该电路单元的顶节点计算电压与顶节点真实电压值不满足预设的条件或者属于该电路单元的不同的从属子电路单元的顶节点电压不满足预设的条件，优选的，所述预设的条件为差值小于预设的阈值，阈值设置的大小与程序执行的效率以及最终仿真结果与真实值的差异相关，其中，阈值设置越大，则程序的执行次数会更少，程序输出结果更快，但相应的最终仿真结果与真实值的差异较大，而阈值设置越小，则程序的执行次数会增多，程序输出结果更慢，而最终仿真结果与真实值的差异较小，其中，具体的阈值选择是本领域技术人员可以根据需求确定的，为了更快的输出结果，优选较大的阈值，而为了输出更准确的结果，优选较小的阈值，本发明对阈值的选择不做具体要求。
在本发明实施例中，由于前述的处理过程中并没有利用到属于同一电路单元的不同从属子电路单元的顶节点电压应当相同这一条件，当基于其他条件确定出的仿真结果存在差值超过阈值这一问题，即表明各电路单元的计算电压、计算电流与真实值相差较大，需要反向对最底层结构单元中的元件计算电流进行调整，即执行步骤S412，而当电路中不存在问题电路单元时，结合前述的处理步骤可知，此时确定出的各电路单元上的电流及电压计算值符合全部的电学定律，基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律以及伏安特征曲线等，此时各电路单元上的电流及电压计算值接近真实值，执行步骤S414。
步骤S412，基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流，并返回至所述步骤S404。
在本发明实施例中，通过所述电流调整模型调整的最底层电路单元中的元件计算电流会逐渐接近于真实值，从而能够在有限次递归循环过程中确定出真实值。其中，能够实现调整最底层电路单元中的元件计算电流的模型有很多种，具体请参阅图5及其解释说明或者图6及其解释说明。
步骤S414，将当前各电路单元的顶节点计算电压、子支路计算电流以及元件计算电流确定为各电路单元的顶节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流，并确定各电路单元的底节点真实电压。
在本发明实施例中，当电路中不存在问题电路单元时，也就是说，此时确定出的各电路单元上的电流及电压计算值基本符合电学定律，基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律以及伏安特征曲线等，此时各电路单元上的电流及电压计算值接近真实值，可以作为仿真结果。
如图5所示，提供了一种基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流的步骤流程图，具体包括以下步骤：
步骤S502，分别判断各个最底层电路单元与问题电路单元的关系是否满足预设的条件。
在本发明实施例中，当同一个电路单元的不同从属子电路单元的顶节点计算电压不等时，可以通过不断调整最底层电路单元的元件电流，使得调整后的结果中，剩余不同从属子电路单元的顶节点计算电压逐渐其中一个从属子电路单元的顶节点电压靠近，从而满足基尔霍夫费电压定律，具体的，将一个从属子电路单元的顶节点计算电压确定为顶节点目标电压，将剩余从属子电路单元确定为问题电路单元，并进一步通过判断最底层电路单元与问题电路单元的关系是否满足预设的条件，来调整相应的部分最底层电路单元的元件电流，使得最终剩余从属子电路单元的顶节点计算电压接近于顶节点目标电压，以符合基尔霍夫电压定律，其中预设的条件是指，最底层电路单元通过若干个从属关系间接从属于所述问题电路单元。
步骤S504，当判断最底层电路单元与问题电路单元的关系满足预设的条件时，按照预设的规则将所述最底层电路单元的元件电流加上或减去预设的电流修正值。
作为本发明实施例中，当从属子电路单元的顶节点计算电压小于顶节点目标电压时，表明元件电流过小，因此需要加上预设的电流修正值以增加顶节点计算电压，当从属子电路单元的顶节点计算电压大于顶节点目标电压时，表明元件电流过大，因此需要减去预设的电流修正值以降低顶节点计算电压，优选的，所述电流修正值设定为调整前的元件电流的一半。
如图6所示，提供了另一种基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流的步骤流程图，具体包括以下步骤：
步骤S602，基于预设的条件调整所述的问题电路单元的顶节点计算电压。
在本发明实施例中，当同一个电路单元的不同从属子电路单元的顶节点计算电压不等，在处理的过程中可以对同一个电路单元的不同从属子电路单元的顶节点计算电压统一进行赋值从而反向去调整各电路单元的元件电流，具体的，例如对同一个电路单元的不同从属子电路单元而言，可以将各顶节点计算电压统一调整为各顶节点计算电压的最小值，使之符合基尔霍夫电压定律。
步骤S604，基于各电路单元的从属关系，从上至下依次确定调整后的各电路单元的元件计算电流，直至确定调整后的最底层电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，由于存在问题电路单元的根本原因在于最底层电路单元的元件电流计算值不符合与真实值差异过大，因此，需要从上至下，即从问题电路单元向最底层电路单元对各电路单元的元件计算电流值等相关参数进行调整，同样的调整的过程中也处处遵循电学定律。所述调整各电路单元的元件计算电流的具体步骤请参阅图7及其解释说明。
如图7所示，提出了一种从上至下依次确定调整后的各电路单元的元件计算电流的步骤流程图，详述如下。
在本发明实施例中，所述从上至下依次确定调整后的各电路单元的元件计算电流的步骤流程中同样是基于电学定律，具体包括以下步骤。
步骤S702，根据所述调整后的问题电路单元的顶节点计算电压、所述问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压以及所述问题电路单元的元件的伏安特征曲线确定调整后的问题电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，在调整了所述问题电路单元的顶节点计算电压后，基于元件的伏安特征曲线，可以调整所述问题电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，在程序处理的过程中，同样是一个赋值的过程，结合前述的论述，在此不再赘述具体的赋值过程。
步骤S704，根据所述调整后的问题电路单元的元件计算电流、调整前的问题电路单元的元件计算电流以及调整前的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流确定调整后的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，由于基尔霍夫电流定律，当问题电路单元的元件计算电流调整后，同样的，问题电路单元的各子支路电流也应当调整，在调整的过程中，控制各子支路电流等比例进行调整。
步骤S706，根据调整后的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流、问题电路单元的从属子电路单元的元件的伏安特征曲线以及问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压确定调整后的所述问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元的顶节点计算电压。
在本发明实施例中，当各子支路电流等比例调整后，即问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流调整后，结合问题电路单元的从属子电路单元的元件的伏安特征曲线以及问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压又可以进一步对问题电路单元的从属子电路单元的底节点电压也就是问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元的顶节点计算电压进行调整，此时调整后的问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元的顶节点计算电压与步骤 S602中涉及到的调整后的问题电路单元的顶节点计算电压相似。
步骤S708，判断最底层电路单元的元件计算电流是否被调整过。当判断最底层电路单元的元件计算电流还没有被调整过时，执行步骤S610；当判断最底层电路单元的元件计算电流已经被调整过时，执行其他步骤。
在本发明实施例中，由于本发明实施例的目的是为了对最底层电路单元的元件计算电流进行调整，当判断最底层电路单元的元件计算电流还没有被调整过时，也就是说还需要继续从上至下对电路单元的元件计算电流进行调整，具体将问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元确定为新的问题电路单元，重新进行循环，直至判断最底层电路单元的元件计算电流被调整过。
步骤S710，将问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元确定为问题电路单元，并返回至所述步骤S702。
如图8所示，提供了一种电路电流电压仿真计算方法装置，详述如下。
所述电路电流电压仿真计算方法装置具体包括：
树状电路图获取单元810，用于获取待电流电压仿真计算的树状电路图。
在本发明实施例中，由于实际中很多电路可以直接由树形结构构成，而另外一部分不能由树形结构直接构成的电路，比如H型电桥，也是以树形结构为基础额外再加上树之间的连接。因此，树状结构是任意结构电路的基础和核心。也就是说，在此步骤中虽然获取的只是树状电路图，但本领域技术人员结合上述公知常识应当知晓本发明本质上能够对绝大部分电路进行仿真计算。
电路单元确定单元820，用于根据所述树状电路图中的元件、电路以及节点的信息确定多个具有从属关系的电路单元。
在本发明实施例中，所述电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，其中，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元。
电路单元参数信息获取单元830，用于根据所述树状电路图确定各个电路单元的参数信息。
在本发明实施例中，所述电路单元的参数信息包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，其中，所述元件信息具体包括元件的伏安特征曲线，所述伏安特征曲线包含了该元件电流与电压的唯一对应关系，即可以根据元件的电流确定元件上的电压，也可以根据元件上的电压确定元件上的电流。
在本发明实施例中，应当知晓，所述电路单元的参数信息还应该包括顶节点电压、底节点电压、元件电压、子支路电流以及元件电流，但上述电路单元的参数信息正是本发明所要获取的问题，也就是说本发明实际上就是要求出上述电路单元的参数信息。
在本发明实施例中，为了实现利用程序对树状电路图进行仿真计算，需要将所述各个电路单元所包含的信息提取出来，并处理为可被程序处理的数据对象。
本发明提供的一种可行实施例，是利用C++程序语言中的CNode类型，将电路单元处理为CNode类型的数据对象，每一个CNode类型的数据对象都对应一个电路单元，包含了所述电路单元所具有的全部信息，而程序在执行过程中通过指针对CNode类型的数据对象进行处理，本质上相当于对电路单元中包含的信息进行处理。
在本发明提供的一种可行实施例中，所述电路单元包含的顶节点电压、底节点电压、元件电压、子支路电流、元件电流等相关信息在数据对象中是以可变参数来表示，在程序的处理过程中，会随着程序的要求不断调整，而元件信息、子支路数量以及从属子电路单元的相关信息在数据对象中都是以需要声明的固定参数来表示，其中元件信息所包括的伏安特征曲线可以通过预先建立的元件信息数据库，在处理过程中通过调用数据库来获取，本发明对元件的伏安特征曲线的获取方式不作具体的限定。
在本发明实施例中，根据前述的解释说明，可以理解，电路单元和数据对象是一一对应的，是同一个事物从不同角度的解释，电路单元所包含的信息在程序中是以数据对象的形式体现的，同样的，电路单元之间的从属关系也可以体现的数据对象中。
最顶层及最底层电路单元确定单元840，用于确定最顶层电路单元以及最底层电路单元。
在本发明实施例中，所述最顶层电路单元是指该电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元，所述最底层电路单元是指该电路单元不具有任何其他从属子电路单元。
在本发明实施例中，为便于理解，从程序的角度进行补充解释说明，程序为确定最顶层电路单元以及最底层电路单元，是基于数据对象中包含的子支路数量以及从属子电路单元信息确定的，例如最常规的可以通过读取各数据对象中包含的子支路数量，判断是否为0来判断对应的电路单元是否为最底层电路单元，具体基于电路单元的参数信息也就是CNode类型的数据对象可以识别出电路单元类型的程序有无数种，本发明对此不作限制。
最顶层及最底层电路单元节点真实电压确定单元850，用根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压。
在本发明实施例中，由于本发明是对电路进行仿真计算评估，也就是本发明所要进行仿真计算的电路的应用环境也是已知的，根据树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压。
在本发明实施例中，需要解释说明的是，在电路的仿真运算中，电路的连接的外部电源系统都应当是已知的，如果不是已知，那么电路中各处的电流和电压都是可变的，无法实现仿真计算，上述仿真计算的事实对本领域技术人员而言属于公知常识。
仿真计算单元860，用于根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流。
在本发明实施例中，所述仿真计算单元的具体结构示意图请参阅图9及其解释说明。
在本发明实施例中，结合前述电路单元信息获取单元830的解释说明可知，从程序的角度进行解释说明，本发明所要解决的技术问题本质上是将数据对象中包含的可变参数给确定下来，包括顶节点电压、底节点电压、元件电压、子支路电流、元件电流等，而通过本发明提供的预先建立的电流电压递归仿真计算模型可以直接确定数据对象中包含的可变参数，且确定下来的可变参数满足克希荷夫电流定律、克希荷夫电压定律以及元件的伏安特征曲线。具体而言，克希荷夫电流定律要求每一个数据对象中用于表示子支路电流的参数等于属于该数据对象的全部从属子数据对象中(数据对象之间的从属关系与电路单元之间的从属关系对应)用于表示子支路电流的参数之和，而克希荷夫电压定律要求每一个数据对象中用于表示某一子支路上底节点电压的参数等于属于该数据对象子支路对应的数据对象中用于表示顶节点电压的参数之和，此外，每一个数据对象中用于表示元件电压的参数和用于表示元件电流的参数符合该元件的伏安特征曲线，每一个数据对象中用于表示顶节点电压的参数等于用于表示元件电压的参数与用于表示底节点电压的参数之和。
在本发明实施例中，当数据对象中的参数符合要求，对于各电路单元而言也同样是符合克希荷夫电流定律、克希荷夫电压定律以及元件的伏安特征曲线，也就是说，此时各电路单元中的电流数据、电压数据都是符合真实情况。
仿真计算结果确定单元870，用于根据所述全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流确定所述树状电路图的仿真计算结果。
在本发明实施例中，当各电路单元中的电流数据、电压数据都是符合真实情况时，根据各电路单元中的电流、电压数据，结合树状电路图与电路单元的对应关系，就可以确定出电路图中各处的电流与电压，从而完成整个仿真过程。
本发明实施例提供的电路电流电压仿真计算装置，在获取到待电流电压仿真计算的树状电路图后，根据树状电路图中的元件、电路以及节点的信息构建多个具有从属关系的电路单元，其中电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元，根据树状电路图进一步确定各个电路单元的参数信息，包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信号具体包括元件的伏安特征曲线，由于电路单元的参数信息在程序中可以用数据类型进行表征，即将树状电路图处理为可被程序执行的对象，进一步根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压后，输入到预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型进行仿真计算，就可以直接确定出各个电路单元的电流与电压信息，从而对应确定出树状电路图中的电流电压。本发明实施例提供的电路电流电压仿真计算方法，根据获得树状电路图构建多个电路单元，并将电路单元的参数信息处理为可被程序执行的对象数据，结合树状电路图的电源连接信息确定部分节点真实电压后，输入到预先设定好的程序中，可以直接确定各电路单元的电流与电压情况，完成对树状电路图的仿真，整个仿真计算过程利用电脑程序替代人工手动进行，自动化效率高，解决了现有的电路仿真方法存在的需要人工进行辅助计算的技术问题。
如图9所示，提供了一种仿真计算单元的结构示意图，详述如下。
在本发明实施例中，所述仿真计算单元具体包括：
最底层电路单元元件计算电流确定子单元910，用于按照预设的规则确定初始化的最底层电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，由于基尔霍夫电流定律的存在，树状电路图中最重要的数值来源于最底层电路单元的元件电流，当所有最底层电路单元的元件电流接近于真实值时，此时，逐层向上递推，全部电路单元的元件电流都会接近于真实值。
在本发明实施例中，最底层电路单元的元件计算电流的初始化设定值显然并不会影响到最终的结果，因为本发明的本质就在于不断利用电路中的相关定律对最底层电路单元的元件计算电流进行反复调整以使最底层电路单元的元件计算电流接近于真实值。
作为本发明的一种可行实施例，先利用最顶层电路单元的顶节点压力以及相应的最底层电路单元的底节点压力作为最底层电路单元的元件压力(显然这个压力降是高于真实值的)，并利用伏安特征曲线确定在该元件压力下的元件电流，作为初始值，显然此时的初始值并不等于真实值，通常情况下是远远高于真实值，然后在后续的处理过程中不断调整最底层电路单元的元件计算电流使其逼近真实值。
在本发明实施例中，从程序的角度进行解释说明，相当于确定最底层电路单元对应的数据对象，并进一步对数据对象中的用于表示元件电流的可变参数进行初始化赋值，其中确定对数据对象中包含的子支路信息进行判断可以确定最底层电路单元对应的数据对象，而利用指针可以完成对数据对象中用于表示元件电流可变参数的赋值操作。
电路单元子支路及元件计算电流确定子单元920，基于克希荷夫电流定律，用于根据所述最底层电路单元的元件计算电流确定各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流。
在本发明实施例中，利用电路单元之间的从属关系，结合克希荷夫电流定律可知，每个电路单元的元件计算电流等于各电路单元的子支路计算电流之和，也就是该电路单元的从属子电路单元的元件计算电流之后，根据最顶层电路单元的元件计算电流可以逐层向上确定各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流，但显然，此时确定的各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流也同样并非真实值。
在本发明实施例中，从程序的角度进行解释说明，与前述步骤相似，是利用指针对各数据对象中用于表示元件电流的可变参数进行赋值，赋值的过程同样结合数据对象之间的从属关系，从下至上，将属于同一个数据对象的不同的从属子数据对象中用于表示元件电流的可变参数之和赋值给所述数据对象中用于表示元件电流的可变参数。
电路单元元件计算电压确定子单元930，用于根据所述各电路单元的元件的伏安特征曲线以及所述元件计算电流确定各电路单元的元件计算电压。
在本发明实施例中，在程序执行的过程中，同样的是利用指针实现对各数据对象中用于表示元件电压的可变参数的赋值操作，在赋值过程中，直接利用元件的伏安特征曲线即可根据电流对电压进行赋值。
电路单元顶节点计算电压确定子单元940，基于各电路单元的从属关系，根据所述各电路单元的元件计算电压以及所述最底层电路单元的底节点真实电压从下至上依次确定各电路单元的顶节点计算电压。
在本发明实施例中，基于基尔霍夫电压定律可以知晓，每个电路单元的不同支路上的底节点电压相同，且与属于该电路单元的不同从属子电路单元中的顶节点电压对应相同，此外，对于每一个电路单元而言，其顶节点电压等于底节点电压与元件电压之和，基于上述规则，同样的从下至上可以依次求出各电路单元的顶节点计算电压。
在本发明实施例中，在程序执行的过程中，也同样是利用指针实现对各数据对象中用于表示顶节点电压以及底节点电压的可变参数的赋值操作，在赋值过程中，将数据对象中的用于表示元件电压的可变参数与用于表示底节点电压的可变参数之和复制给数据对象中的用于表示顶节点电压的可变参数，并进一步将该数据对象中的顶节点电压数据复制给上一层数据对象中的用于底节点电压数据的参数，需要说明的是，此处的上一层是便于说明，而结合前述内容可以毫无疑义的确定此处上一层的具体含义是将该数据对象作为从属子数据对象的数据对象。
在本发明实施例中，通过上述计算方法，在计算过程中会发现存在属于同一个电路单元的从属子电路单元的顶节点电压不彼此相等的异常，或者存在最终确定出的最顶层电路单元的顶节点电压不等于获取的顶节点真实电压，而出现上述异常现象的根本原因在于最底层电路单元中的元件电流不符合事实，此时需要反向去调整最底层电路单元中的元件电流，使其接近真实值。
问题电路单元判断子单元950，用于在每确定一个电路单元的顶节点计算电压后，判断是否存在问题电路单元。
在本发明实施例中，所述问题电路单元是指该电路单元的顶节点计算电压与顶节点真实电压值不满足预设的条件或者属于该电路单元的不同的从属子电路单元的顶节点电压不满足预设的条件，优选的，所述预设的条件为差值小于预设的阈值，阈值设置的大小与程序执行的效率以及最终仿真结果与真实值的差异相关，其中，阈值设置越大，则程序的执行次数会更少，程序输出结果更快，但相应的最终仿真结果与真实值的差异较大，而阈值设置越小，则程序的执行次数会增多，程序输出结果更慢，而最终仿真结果与真实值的差异较小，其中，具体的阈值选择是本领域技术人员可以根据需求确定的，为了更快的输出结果，优选较大的阈值，而为了输出更准确的结果，优选较小的阈值，本发明对阈值的选择不做具体要求。
最底层电路单元元件计算电流调整子单元960，用于当判断存在问题电路单元时，基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流，并返回至所述电路单元子支路及元件计算电流确定子单元920。
在本发明实施例中，由于前述的处理过程中并没有利用到属于同一电路单元的不同从属子电路单元的顶节点电压应当相同这一条件，当基于其他条件确定出的仿真结果存在差值超过阈值这一问题，即表明各电路单元的计算电压、计算电流与真实值相差较大，需要反向对最底层结构单元中的元件计算电流进行调整。
仿真完成确定子单元970，用于当判断不存在问题电路单元时，将当前各电路单元的顶节点计算电压、子支路计算电流以及元件计算电流确定为各电路单元的顶节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流，并确定各电路单元的底节点真实电压。
在本发明实施例中，当电路中不存在问题电路单元时，结合前述的处理步骤可知，此时确定出的各电路单元上的电流及电压计算值符合全部的电学定律，基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律以及伏安特征曲线等，此时各电路单元上的电流及电压计算值接近真实值。
如图10所示，为本发明实施例提供的一种最底层电路单元元件计算电流调整子单元的结构示意图。
在本发明实施例中，所述最底层电路单元元件计算电流调整子单元包括：
最底层电路单元判断模块1010，用于分别判断各个最底层电路单元与问题电路单元的关系是否满足预设的条件。
在本发明实施例中，当同一个电路单元的不同从属子电路单元的顶节点计算电压不等时，可以通过不断调整最底层电路单元的元件电流，使得调整后的结果中，剩余不同从属子电路单元的顶节点计算电压逐渐其中一个从属子电路单元的顶节点电压靠近，从而满足基尔霍夫费电压定律，具体的，将一个从属子电路单元的顶节点计算电压确定为顶节点目标电压，将剩余从属子电路单元确定为问题电路单元，并进一步通过判断最底层电路单元与问题电路单元的关系是否满足预设的条件，来调整相应的部分最底层电路单元的元件电流，使得最终剩余从属子电路单元的顶节点计算电压接近于顶节点目标电压，以符合基尔霍夫电压定律，其中所述预设的条件是指，最底层电路单元通过若干个从属关系间接从属于所述问题电路单元。
最底层电路单元元件电流调整模块1020，用于当判断最底层电路单元与问题电路单元的关系满足预设的条件时，按照预设的规则将所述最底层电路单元的元件电流加上或减去预设的电流修正值。
作为本发明实施例中，当从属子电路单元的顶节点计算电压小于顶节点目标电压时，表明元件电流过小，因此需要加上预设的电流修正值以增加顶节点计算电压，当从属子电路单元的顶节点计算电压大于顶节点目标电压时，表明元件电流过大，因此需要减去预设的电流修正值以降低顶节点计算电压，优选的，所述电流修正值设定为调整前的元件电流的一半。
如图11所示，为本发明实施例提供的另一种最底层电路单元元件计算电流调整子单元的结构示意图。
在本发明实施例中，所述最底层电路单元元件计算电流调整子单元包括：
问题电路单元顶节点计算电压确定模块1110，用于基于预设的条件调整所述的问题电路单元的顶节点计算电压。
在本发明实施例中，当同一个电路单元的不同从属子电路单元的顶节点计算电压不等，在处理的过程中可以对同一个电路单元的不同从属子电路单元的顶节点计算电压统一进行赋值从而反向去调整各电路单元的元件电流，具体的，例如对同一个电路单元的不同从属子电路单元而言，可以将各顶节点计算电压统一调整为各顶节点计算电压的最小值，使之符合基尔霍夫电压定律。
电路单元元件计算电流确定模块1120，基于各电路单元的从属关系，用于从上至下依次确定调整后的各电路单元的元件计算电流，直至确定调整后的最底层电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，由于存在问题电路单元的根本原因在于最底层电路单元的元件电流计算值不符合与真实值差异过大，因此，需要从上至下，即从问题电路单元向最底层电路单元对各电路单元的元件计算电流值等相关参数进行调整，同样的调整的过程中也处处遵循电学定律。所述电路单元元件计算电流确定模块920的结构示意图请参阅图10及其解释说明。
如图12所示，提出了一种电路单元元件计算电流确定模块的结构示意图，详述如下。
所述电路单元元件计算电流确定模块包括：
问题电路单元元件计算电流确定子模块1210，用于根据所述调整后的问题电路单元的顶节点计算电压、所述问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压以及所述问题电路单元的元件的伏安特征曲线确定调整后的问题电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，在调整了所述问题电路单元的顶节点计算电压后，基于元件的伏安特征曲线，可以调整所述问题电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，在程序处理的过程中，同样是一个赋值的过程，结合前述的论述，在此不再赘述具体的赋值过程。
电路单元元件计算电流确定子模块1220，用于根据所述调整后的问题电路单元的元件计算电流、调整前的问题电路单元的元件计算电流以及调整前的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流确定调整后的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流。
在本发明实施例中，由于基尔霍夫电流定律，当问题电路单元的元件计算电流调整后，同样的，问题电路单元的各子支路电流也应当调整，在调整的过程中，控制各子支路电流等比例进行调整。
电路单元顶节点计算电压确定子模块1230，用于根据调整后的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流、问题电路单元的从属子电路单元的元件的伏安特征曲线以及问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压确定调整后的所述问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元的顶节点计算电压。
在本发明实施例中，当各子支路电流等比例调整后，即问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流调整后，结合问题电路单元的从属子电路单元的元件的伏安特征曲线以及问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压又可以进一步对问题电路单元的从属子电路单元的底节点电压也就是问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元的顶节点计算电压进行调整，此时调整后的问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元的顶节点计算电压与步骤 S702中涉及到的调整后的问题电路单元的顶节点计算电压相似。
循环调整子模块1240，用于当判断最底层电路单元的元件计算电流没有被调整时，将问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元确定为问题电路单元，并返回至所述问题电路单元元件计算电流确定子模块1210，直至最底层电路单元的元件计算电流已经被调整。
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取待电流电压仿真计算的树状电路图；
根据所述树状电路图中的元件、电路以及节点的信息确定多个具有从属关系的电路单元，所述电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，其中，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元；
根据所述树状电路图确定各个电路单元的参数信息，所述电路单元的参数信息包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信息具体包括元件的伏安特征曲线；
确定最顶层电路单元以及最底层电路单元，所述最顶层电路单元是指该电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元，所述最底层电路单元是指该电路单元不具有任何其他从属子电路单元；
根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压；
根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流；
根据所述全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流确定所述树状电路图的仿真计算结果。
在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
获取待电流电压仿真计算的树状电路图；
根据所述树状电路图中的元件、电路以及节点的信息确定多个具有从属关系的电路单元，所述电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，其中，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元；
根据所述树状电路图确定各个电路单元的参数信息，所述电路单元的参数信息包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信息具体包括元件的伏安特征曲线；
确定最顶层电路单元以及最底层电路单元，所述最顶层电路单元是指该电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元，所述最底层电路单元是指该电路单元不具有任何其他从属子电路单元；
根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压；
根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流；
根据所述全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流确定所述树状电路图的仿真计算结果。
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM (EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM 以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM (SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM (RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态 RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电路电流电压仿真计算方法，其特征在于，包括：
获取待电流电压仿真计算的树状电路图；
根据所述树状电路图中的元件、电路以及节点的信息确定多个具有从属关系的电路单元，所述电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，其中，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元；
根据所述树状电路图确定各个电路单元的参数信息，所述电路单元的参数信息包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信息具体包括元件的伏安特征曲线；
确定最顶层电路单元以及最底层电路单元，所述最顶层电路单元是指该电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元，所述最底层电路单元是指该电路单元不具有任何其他从属子电路单元；
根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压；
根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流；
根据所述全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流确定所述树状电路图的仿真计算结果；
所述根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流的步骤包括：
按照预设的规则确定初始化的最底层电路单元的元件计算电流；
基于克希荷夫电流定律，根据所述最底层电路单元的元件计算电流调整各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流；
根据所述各电路单元的元件的伏安特征曲线以及所述元件计算电流确定各电路单元的元件计算电压；
基于各电路单元的从属关系，根据所述各电路单元的元件计算电压以及所述最底层电路单元的底节点真实电压从下至上依次确定各电路单元的顶节点计算电压；
在每确定一个电路单元的顶节点计算电压后，判断是否存在问题电路单元，所述问题电路单元是指属于该电路单元的顶节点电压不符合预设的条件；所述预设的条件是根据克希荷夫电压定律以及最顶层电路单元的顶节点真实电压预先设定；
当判断存在问题电路单元时，基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流，并返回至所述基于克希荷夫电流定律，并根据所述最底层电路单元的元件计算电流确定各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流的步骤；
当判断不存在问题电路单元时，将当前各电路单元的顶节点计算电压、子支路计算电流以及元件计算电流确定为各电路单元的顶节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流，并确定各电路单元的底节点真实电压。
2.根据权利要求1所述的电路电流电压仿真计算方法，其特征在于，所述基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流的步骤具体为：
分别判断各个最底层电路单元与问题电路单元的关系是否满足预设的条件；
当判断最底层电路单元与问题电路单元的关系满足预设的条件时，按照预设的规则将所述最底层电路单元的元件电流加上或减去预设的电流修正值。
3.根据权利要求1所述的电路电流电压仿真计算方法，其特征在于，所述基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流的步骤具体包括：
基于预设的条件调整所述的问题电路单元的顶节点计算电压；
基于各电路单元的从属关系，从上至下依次确定调整后的各电路单元的元件计算电流，直至确定调整后的最底层电路单元的元件计算电流。
4.根据权利要求2所述的电路电流电压仿真计算方法，其特征在于，所述基于各电路单元的从属关系，从上至下依次确定调整后的各电路单元的元件计算电流，直至确定调整后的最底层电路单元的元件计算电流的步骤具体包括：
根据所述调整后的问题电路单元的顶节点计算电压、所述问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压以及所述问题电路单元的元件的伏安特征曲线确定调整后的问题电路单元的元件计算电流；
根据所述调整后的问题电路单元的元件计算电流、调整前的问题电路单元的元件计算电流以及调整前的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流确定调整后的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流；
根据调整后的问题电路单元的从属子电路单元的元件计算电流、问题电路单元的从属子电路单元的元件的伏安特征曲线以及问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压确定调整后的所述问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元的顶节点计算电压；
当判断最底层电路单元的元件计算电流没有被调整时，将问题电路单元的从属子电路单元的从属子电路单元确定为问题电路单元，并返回至所述根据所述调整后的问题电路单元的顶节点计算电压、所述问题电路单元的从属子电路单元的顶节点电压以及所述问题电路单元的元件的伏安特征曲线确定调整后的问题电路单元的元件计算电流，直至最底层电路单元的元件计算电流已经被调整。
5.一种电路电流电压仿真计算方法装置，其特征在于，
树状电路图获取单元，用于获取待电流电压仿真计算的树状电路图；
电路单元确定单元，用于根据所述树状电路图中的元件、电路以及节点的信息确定多个具有从属关系的电路单元，所述电路单元包括一个顶节点、一个元件以及至少一条子支路，所述子支路对应有底节点，其中，当第一电路单元的第一子支路上的底节点与第二电路单元的顶节点在所述树状电路图中表示为同一个节点时，则将所述第二电路单元确定第一电路单元的从属子电路单元；
电路单元参数信息获取单元，用于根据所述树状电路图确定各个电路单元的参数信息，所述电路单元的参数信息包括电路单元的元件信息、子支路数量以及从属子电路单元，所述元件信息具体包括元件的伏安特征曲线；
最顶层及最底层电路单元确定单元，用于确定最顶层电路单元以及最底层电路单元，所述最顶层电路单元是指该电路单元不是任何其他电路单元的从属子电路单元，所述最底层电路单元是指该电路单元不具有任何其他从属子电路单元；
最顶层及最底层电路单元节点真实电压确定单元，用根据所述树状电路图中节点的电源连接信息确定最顶层电路单元的顶节点真实电压以及最底层电路单元的底节点真实电压；
仿真计算单元，用于根据所述最顶层电路单元的顶节点真实电压、最底层电路单元的底节点真实电压、各电路单元的元件的伏安特征曲线以及预先建立的基于克希荷夫电流与电压定律的电流电压递归仿真计算模型确定全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流；
仿真计算结果确定单元，用于根据所述全部电路单元的顶节点真实电压与底节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流确定所述树状电路图的仿真计算结果；
所述仿真计算单元包括：
最底层电路单元元件计算电流确定子单元，用于按照预设的规则确定初始化的最底层电路单元的元件计算电流；
电路单元子支路及元件计算电流确定子单元，基于克希荷夫电流定律，用于根据所述最底层电路单元的元件计算电流确定各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流；
电路单元元件计算电压确定子单元，用于根据所述各电路单元的元件的伏安特征曲线以及所述元件计算电流确定各电路单元的元件计算电压；
电路单元顶节点计算电压确定子单元，基于各电路单元的从属关系，根据所述各电路单元的元件计算电压以及所述最底层电路单元的底节点真实电压从下至上依次确定各电路单元的顶节点计算电压；
问题电路单元判断子单元，用于在每确定一个电路单元的顶节点计算电压后，判断是否存在问题电路单元，所述问题电路单元是指属于该电路单元的顶节点电压不符合预设的条件；所述预设的条件是根据克希荷夫电压定律以及最顶层电路单元的顶节点真实电压预先设定；
最底层电路单元元件计算电流调整子单元，用于当判断存在问题电路单元时，基于预设的电流调整模型调整最底层电路单元中的元件计算电流，并返回至所述基于克希荷夫电流定律，并根据所述最底层电路单元的元件计算电流确定各电路单元的子支路计算电流以及元件计算电流的步骤；
仿真完成确定子单元，用于当判断不存在问题电路单元时，将当前各电路单元的顶节点计算电压、子支路计算电流以及元件计算电流确定为各电路单元的顶节点真实电压、子支路真实电流以及元件真实电流，并确定各电路单元的底节点真实电压。
6.根据权利要求5所述的电路电流电压仿真计算方法装置，其特征在于，所述最底层电路单元元件计算电流调整子单元包括：
最底层电路单元判断模块，用于分别判断各个最底层电路单元与问题电路单元的关系是否满足预设的条件；
最底层电路单元元件电流调整模块，用于当判断最底层电路单元与问题电路单元的关系满足预设的条件时，按照预设的规则将所述最底层电路单元的元件电流加上或减去预设的电流修正值。
7.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至4中任一项权利要求所述的电路电流电压仿真计算方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至4中任一项权利要求所述的电路电流电压仿真计算方法的步骤。
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