시뮬레이션 Time Step 설정: Hmin과 Hmax 제대로 이해하기
김인섭 | 2026년 07월 14일가변 Time Step
Twin Builder의 트랜지언트 솔버는 가변 time step 방식으로 동작합니다.
신호가 급변하는 구간은 촘촘하게, 정상상태처럼 완만한 구간은 넓게 step을 잡습니다. 이때 step 크기의 하한이 Hmin, 상한이 Hmax이고, 솔버는 이 두 값 사이에서 step을 조절합니다.
Hmin — 최소 Time Step
- 급격한 과도상태 변화를 포착하는 능력을 결정
- 작을수록 스위칭 엣지 등 세밀한 거동을 잘 잡아냄
- 대신 계산량이 늘어 해석 속도는 느려짐
→ 정확도(capture) 담당
Hmax — 최대 Time Step
- 변화가 적은 정상상태 구간에 주로 적용
- 크게 잡으면 완만한 구간을 건너뛰어 해석 속도 향상
- 대신 너무 크면 미세한 거동을 놓쳐 capture 능력 감소
→ 속도 담당
Hmin = Hmax
두 값을 같게 두면 step이 고정되어 Fixed time step으로 동작합니다.
FFT처럼 균일 샘플링이 필요한 후처리에 유용하지만, 정상상태 구간도 촘촘하게 계산하므로 해석 시간은 늘어납니다.
산정 가이드
회로의 시간 특성을 기준으로 다음과 같이 잡습니다.
| Model Properties (모델 특성) | Recommended (권장값) |
| 회로 또는 블록다이어그램의 가장 작은 시상수(τmin)는 얼마인가? | Hmin < τmin / 10 |
| 회로 또는 블록다이어그램의 가장 큰 시상수(τmax)는 얼마인가? | Hmax < τmax / 10 |
| 예상되는 진동의 가장 짧은 주기(Tmin)는 얼마인가? (시스템의 고유주파수 또는 진동하는 시간함수) | Hmin < Tmin / 20 |
| 예상되는 진동의 가장 긴 주기(Tmax)는 얼마인가? (시스템의 고유주파수 또는 진동하는 시간함수) | Hmax < Tmax / 20 |
| 제어의 가장 작은 샘플링 시간(TSmin)은 얼마인가? | Hmin < TSmin / 5, Hmax = TSmin |
| 가장 빠른 과도현상 발생 시간(TUmin – 시간함수의 엣지 변화)은 얼마인가? | Hmin < TUmin / 20 |
| 시뮬레이션할 시간 구간(Tend)은 얼마인가? | Hmax < Tend / 50 |
핵심은 가장 빠른 현상은 Hmin이 잡고, 전체 해석 안정성은 Hmax가 좌우한다는 것입니다. 주기 T 신호라면 Hmax = T/30 ~ T/20 정도가 흔한 출발점입니다.
정리 팁
- 파형이 뭉개지거나 리플이 사라지면 → Hmin이 너무 큼
- 해석이 지나치게 느리면 → Hmax를 키워볼 것
- 균일 샘플링이 필요하면 → Hmin = Hmax
Hmin/Hmax 설정은 결국 "정확도 vs 속도"의 균형입니다. 회로의 시간 규모만 파악하면 필요한 거동은 놓치지 않으면서 효율적인 해석 설정을 만들 수 있습니다.