Vector Fitting

MFT-NNLS er en komplett prosedyre for flerports rasjonal modellering fra frekvensdomenedata. Den er anvendelig for både Y-parameter-, Z-parameter- og S-parameter-datasett. Rasjonal tilpasning og håndheving av passivitet oppnås gjennom to påfølgende funksjonskall. VFdriver.m: En stabil, men eventuelt ikke-passiv rasjonal modell beregnes ved hjelp av vector fitting (vectfit4.m). RPdriver.m: Passivitet håndheves ved iterativt å perturbere elementene i modellens residymatrise, ved bruk av en komprimert kostnadsfunksjon og en effektiv NNLS-løser. Den nødvendige passivitetsvurderingen gjøres enten ved bruk av halvstore testmatriser, eller ved frekvenssveiping (etter brukerens valg). Funksjoner er tilgjengelige for å eksportere den endelige modellen til simuleringsprogrammer for elektromagnetiske transienter: EMTP, PSCAD og ATP.  

MFT-NNLS_1.zip inneholder pakken, inkludert en brukermanual, Matlab-kildefiler og noen gjennomarbeidede eksempler. 

Nedlasting: MFT-NNLS_1.zip

• VFdriver.m beregner en rasjonal modell med utgangspunkt i tabulerte data (kvadratisk matrise) i frekvensdomenet. Den benytter rutinen vectfit4.m, som også er inkludert i pakken. Resultatet som returneres er en pol-residy-modell samt den tilhørende tilstandsromsmodellen. Modellen har garantert stabile poler.
• RPdriver.m perturberer modellen generert av VFdriver.m slik at den blir passiv, ved å perturbere egenverdiene til residymatrisene. Modellen kan representere både Y-parameter-, Z-parameter- og S-parameter-datasett. Rutinen tar også hånd om passivitetsvurderingen, enten ved testmatriser eller ved frekvenssveiping (etter brukerens valg).
• netgen_EMTP.m, netgen_PSCAD.m og netgen_ATP.m gjør det mulig å eksportere den endelige modellen til ledende simuleringsprogrammer for elektromagnetiske transienter.

For begge driverrutinene er det tilgjengelig flere kontrollparametere. 

Bruksbegrensninger:

• Løseren for NNLS har tre alternativer, ved bruk av en innebygd løser i Matlab (lsqnonlin.m) eller tredjeparts løsere (nnls.m, tntnn.m). Se instruksjonene i MFTNNLS_1.zip for vilkårene for bruk av disse. (fil: user_manual_MFT-NNLS.pdf)
• For generell bruk av pakken bør det henvises til følgende artikkel:
  • B. Gustavsen, "MFT-NNLS: A matrix fitting toolbox for passive macromodeling from large immittance and scattering data sets using vector fitting and residue perturbation in Matlab", IEEE Trans. Power Delivery, 2026, tilgjengelig online: ieeeXplore.org
• Dersom koden brukes i et vitenskapelig arbeid, bør det henvises til de relevante publikasjonene:
  • VFdriver.m og vectfit4.m:
    • B. Gustavsen and A. Semlyen, "Rational approximation of frequency domain responses by Vector Fitting", IEEE Trans. Power Delivery, vol. 14, no. 3, pp. 1052-1061, July 1999. Lenke
    • B. Gustavsen, "Improving the pole relocating properties of vector fitting", IEEE Trans. Power Delivery, vol. 21, no. 3, pp. 1587-1592, July 2006. Lenke
    • D. Deschrijver, M. Mrozowski, T. Dhaene, and D. De Zutter, "Macromodeling of Multiport Systems Using a Fast Implementation of the Vector Fitting Method", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 18, no. 6, pp. 383-385, June 2008. Lenke
  • RPdriver.m, RP_QRNNLS_Y.m, RP_QRNNLS_S.m:
    • A. Semlyen and B. Gustavsen, "A half-size singularity test matrix for fast and reliable passivity assessment of rational models", IEEE Trans. Power Delivery, vol. 24, no. 1, pp. 345-351, January 2009.
    • B. Gustavsen and A. Semlyen, "Fast passivity assessment for S-parameter rational models via a half-size test matrix", IEEE Trans. Microwave Theory And Techniques, vol. 56, no. 12, pp. 2701-2708, December 2008.
    • B. Gustavsen, "Passivity enforcement by residue perturbation via constrained non-negative least squares", IEEE Trans. Power Delivery, vol. 36, no. 5, pp. 2758-2767, October 2021.
    • B. Gustavsen, "An efficient residue perturbation scheme for passivity enforcement of S-parameter rational models", IEEE Trans. Electromagnetic Compatibility, vol. 67, no. 3, pp. 913-920, June 2025.