<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xml:lang="ru" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="https://metafora.rcsi.science/xsd_files/journal3.xsd">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">moitvivt</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title xml:lang="ru">Моделирование, оптимизация и информационные технологии</journal-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>Modeling, Optimization and Information Technology</trans-title>
        </trans-title-group>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2310-6018</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Издательство</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi"/>
      <article-id pub-id-type="custom" custom-type="elpub">367</article-id>
      <title-group>
        <article-title xml:lang="ru">ГИБРИДНЫЕ МЕТОДЫ ВЫСОКОГО ПОРЯДКА ТОЧНОСТИ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ ЖЕСТКИХ И КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ</article-title>
        <trans-title-group xml:lang="en">
          <trans-title>HYBRID METHODS OF HIGH ACCURACY ORDER FOR NUMERICAL ANALYSIS IN THE TIME DOMAIN OF STIFF AND OSCILLATING CIRCUITS</trans-title>
        </trans-title-group>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name-alternatives>
            <name name-style="eastern" xml:lang="ru">
              <surname>Пилипенко</surname>
              <given-names>Александр Михайлович</given-names>
            </name>
            <name name-style="western" xml:lang="en">
              <surname>Pilipenko</surname>
              <given-names>Alexander Mikhailovich</given-names>
            </name>
          </name-alternatives>
          <email>pilipenko-am@mail.ru</email>
          <xref ref-type="aff">aff-1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff-alternatives id="aff-1">
        <aff xml:lang="ru">Южный федеральный университет</aff>
        <aff xml:lang="en">Southern Federal University</aff>
      </aff-alternatives>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>01</day>
        <month>01</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>1</volume>
      <issue>1</issue>
      <elocation-id>e367</elocation-id>
      <permissions>
        <copyright-statement>Copyright © Авторы, 2026</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
          <license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License</license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri xlink:href="https://moitvivt.ru/ru/journal/article?id=367"/>
      <abstract xml:lang="ru">
        <p>В статье рассмотрены проблемы численного анализа электронных цепей во&#13;
временной области, возникающие при использовании современных пакетов&#13;
схемотехнического моделирования, основанных на симуляторе SPICE. Для анализа&#13;
электронных цепей во временной области в современных пакетах схемотехнического&#13;
моделирования применяют методы Гира и метод трапеций. Важное свойство&#13;
моделей реальных электронных цепей и особенно, радиотехнических цепей, состоит в&#13;
том, что эти модели часто являются колебательными и жесткими одновременно. В&#13;
свою очередь, методы Гира могут терять устойчивость при анализе колебательных&#13;
цепей, так как эти методы не являются P-устойчивыми, а метод трапеций имеет&#13;
достаточно высокую погрешность при анализе жестких цепей, так как он не является&#13;
L-устойчивым. Целью данной статьи является разработка гибридных L- и Pустойчивых методов, основанных на комбинации различных численных методов&#13;
решения дифференциальных уравнений, которые позволяют обеспечить высокую&#13;
точность моделирования во временной области как жестких, так и колебательных&#13;
цепей. Гибридные методы построены на основе известных методов Радо IIA и&#13;
Лобатто IIIA, которые являются подклассами неявных методов Рунге-Кутты.&#13;
Сравнительный анализ точности известных методов и предлагаемых гибридных&#13;
методов подтверждает высокую точность и устойчивость последних для&#13;
моделирования во временной области жестких и колебательных цепей и систем.&#13;
Гибридные методы также эффективны для решения дифференциально-алгебраических уравнений, описывающих произвольные электрические цепи</p>
      </abstract>
      <trans-abstract xml:lang="en">
        <p>This paper considers the problems of numerical analysis of electronic circuits in the&#13;
time domain that arise when using modern circuit simulators based on SPICE. Time-domain&#13;
analysis of circuits through modern electronic simulators is realized by means of Gear’s&#13;
methods and the trapezoidal method. An important property of models of real electronic&#13;
circuits and especially of RF circuits is simultaneous stiffness and oscillability of these&#13;
models. In turn, Gear’s methods can lose stability for oscillating circuits’ analysis, because&#13;
these methods are not P-stable, and the trapezoidal method has a sufficiently high error for&#13;
stiff circuits’ analysis, because it is not L-stable. The aim of this paper is to develop hybrid Land P-stable methods based on the combination of various numerical methods for solving&#13;
ordinary differential equations which provide a high accuracy of numerical simulation in the&#13;
time domain of stiff and oscillating circuits. Hybrid methods are built on the basis of the&#13;
known Rado IIA and Lobatto IIIA methods, which are subclasses of implicit Runge-Kutta&#13;
methods. Comparative analysis of the known methods and the proposed hybrid methods&#13;
demonstrates high accuracy of the latter methods for time-domain simulation of stiff and&#13;
oscillating circuits and systems. Hybrid methods are also effective for numerical solving&#13;
differential-algebraic equations that describe arbitrary electrical circuits.</p>
      </trans-abstract>
      <kwd-group xml:lang="ru">
        <kwd>анализ переходных процессов</kwd>
        <kwd>жесткие системы</kwd>
        <kwd>колебательные цепи</kwd>
        <kwd>неявные методы рунге-кутты</kwd>
        <kwd>точность</kwd>
        <kwd>устойчивость</kwd>
      </kwd-group>
      <kwd-group xml:lang="en">
        <kwd>time-domain simulation</kwd>
        <kwd>stiff systems</kwd>
        <kwd>oscillating circuits</kwd>
        <kwd>implicit runge–kutta methods</kwd>
        <kwd>accuracy</kwd>
        <kwd>stability</kwd>
      </kwd-group>
      <funding-group>
        <funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено без спонсорской поддержки.</funding-statement>
        <funding-statement xml:lang="en">The study was performed without external funding.</funding-statement>
      </funding-group>
    </article-meta>
  </front>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="cit1">
        <label>1</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Бирюков В.Н. Численный анализ жестких узкополосных систем / В.Н.&#13;
Бирюков, A.M. Пилипенко // Радиосистемы. 2002. № 2(62). С. 36-38.&#13;
</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit2">
        <label>2</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Хайрер Э. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений.&#13;
Жесткие и дифференциально-алгебраические задачи. Пер. с англ. /&#13;
Э. Хайрер, Г. Ваннер. М.: Мир, 1999. 685 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit3">
        <label>3</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Жук Д.М. Методы и алгоритмы решения дифференциальноалгебраических уравнений для моделирования динамики технических&#13;
систем и объектов / Д.М. Жук, В.Б. Маничев, А.О. Ильницкий //&#13;
Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных&#13;
систем (МЭС). 2008. № 1. С. 109-113.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit4">
        <label>4</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Холл Д. Современные численные методы решения обыкновенных&#13;
дифференциальных уравнений / Д. Холл, Д. Уатт. М.: Мир, 1979. 312 с.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit5">
        <label>5</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Пилипенко А.М. Гибридные методы решения обыкновенных&#13;
дифференциальных уравнений жестких и/или колебательных цепей /&#13;
А.М. Пилипенко, В.Н. Бирюков // Радиотехника. 2011. № 1. С. 11-15.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit6">
        <label>6</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Ascher U.M. Computer Methods for Ordinary Equations and Differential Algebraic Equations / U.M. Ascher, L.R. Petzold. Philadelphia, PA: SIAM,&#13;
1998. 314 p.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit7">
        <label>7</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Maffezzoni P. Time-domain simulation of nonlinear circuits through implicit&#13;
Runge-Kutta methods / P. Maffezzoni, L. Codecasa, D. D’Amore // IEEE&#13;
Transactions. Circuits and Systems. 2007. Vol. 54. No. 2. Pp. 391-400.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit8">
        <label>8</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Пилипенко А.М. Гибридные методы анализа электронных цепей во&#13;
временной области / А.М. Пилипенко, В.Н. Бирюков // Проблемы&#13;
разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС).&#13;
2010. № 1. С. 92-95.&#13;
</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit9">
        <label>9</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Pilipenko A.M. Methods of Testing Time-Domain Simulators in EDA&#13;
Packages / A.M. Pilipenko, V.N. Biryukov, A.B. Fadeeva // Proceedings of&#13;
2016 IEEE East-West Design &amp; Test Symposium, EWDTS. 2016. P. 172-&#13;
175.</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="cit10">
        <label>10</label>
        <mixed-citation xml:lang="ru">Калиткин Н.Н. Численные методы решения жестких систем / Н.Н.&#13;
Калиткин // Математическое моделирование. 1995. Т. 7. № 5. С. 8-11.</mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
    <fn-group>
      <fn fn-type="conflict">
        <p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p>
      </fn>
    </fn-group>
  </back>
</article>