Тема 1 2 Общие вопросы конструирования (Конспект лекций ОКТРЭС), страница 4

Однако прогноз и в этом случае не исключен. Если построить зависимость удельного коэффициента от параметров элементной базы и провести экстраполяцию зависимости, то можно проводить прогнозирование.Пример.1. Определить удельный коэффициент передающего устройства РЛС на ЭВП.Масса мощных магнетронных передатчиков РЛС (10< P < 100 кВт) и излучаемаямощность связаны следующим соотношением:mп =2,5 + 0,4 P ¦кг¦K0 mп = mп /P = 2,5/P + 0,4 ¦кг/Вт¦.2. Приемно-усилительные тракты и цифровые устройства. Особенностью этихклассов аппаратуры является то, что они характеризуются большой совокупностьюфункциональных параметров. Одновременно не удается установить вклад каждогоиз функциональных параметров в материальные параметры.

В этом случае для определения удельных коэффициентов за показатель функциональной сложности конструкции принимают количество элементов, входящих в нее.25Для определения удельных коэффициентов используются также параметрыконструкции, такие как плотность упаковки элементов в объеме и на плоскости. Вкачестве удельных коэффициентов, связывающих функциональные и материальныепараметры приемоусилительных и цифровых устройств используются обратные величины γv и γs:K0 v = 1 / γv ¦см3 /эл¦; K0 s = 1 / γs ¦см2 /эл¦.Для приемно-усилительных устройств, построенных с использованием бескорпусных МСБ характерны стабильные значения m и V, соответствующие одномуприемному каналу:K0 m = m/Nканалов ¦кг/канал¦; K0 v = V/ Nканалов ¦дм3 /канал¦.4. Вторичные источники питания характеризуются преимущественно однимфункциональным параметром - выходной мощностью Pвых , которая определяет массогабаритные характеристики конструкции.

Удельные коэффициенты рассчитываются также, как для радиопередающих устройств, то естьK0 m = mвип/ Pвых ; K0 v = Vвип/ Pвых ; K0 C = C/ Pвых .Удельный коэффициент может быть определен для всех без исключения материальных параметров: массы, объема, надежности, стоимости и т.п.Таким образом, зная величины удельных коэффициентов можно прогнозировать материальные параметры конструкции при заданных требованиях к функциональным параметрам.Для аппаратуры различного класса на корпусированных ИС характерны следующие значения m и K0 v (табл.1.2).Таблица 1.2.Тип РЭСM, г/см3K0 v см3/элПередатчик0,6 - 0,80,3 -0,4Устройство питания0,7 - 0,90,5 -0,7Устройство индикации0,5 - 0,70,2 -0,4Вычислительное устройство0,4 - 0,60,3 - 0,5262.8 Проектная оценка массогабаритных показателей конструкции.Исходными данными являются состав элементной базы и значения функциональных показателей, обоснованных на стадии разработки ТЗ.

Для решения задачииспользуются два подхода:1.Применение для расчета относительных показателей качества, в частностикоэффициента дезинтеграции.2.Использование удельных коэффициентов, связывающих материальные ифункциональные параметры.1а. Если известны сведения о массе используемых элементов:а). определим массу элементов: mэл = Σ m Эл iб). определим массу конструкции: mк = qm mэлв).

определим объем конструкции: Vк = mк / m0 .1б. Если известны сведения об объеме элементов V Эл i , то :Vэл = Σ V Эл iVк = qv Vэлmк = m0 Vк2a. Если можно выделить главный функциональный показатель F :mк = K0m Fi ;Vк = mк / m0илиVк = K0v Fi ;.2б. Если нельзя выделить главный функциональный показатель F :Vк = γv Nэлmк = m0 Vк272.9 Методы комплексной оценки качества РЭС.При сравнении качества конструкции по отдельным параметрам как правилоне удается получить объективной оценки качества конструкции. Кроме того формальное использование параметров при сравнении может создать неверное представление о качестве конструкции.

Например, разница только в стоимости не позволяет судить о качестве изделий без анализа их функциональных характеристик.На практике сравнение качества вариантов конструкции изделия проводят наоснове комплексных (интегральных) показателей, которые формируются из отдельных (дифференциальных) параметров.Для комплексной оценки качества РЭС используют два метода:1. Суммирование нормированных дифференциальных показателей качества сучетом их весовых коэффициентов.2.

Использование аналитических соотношений, связывающих группы дифференциальных показателей.2.9.1 Комплексный показатель качества, как сумма взвешенных нормированныхдифференциальных показателей.Выбор номенклатуры дифференциальных показателей качества производитсяприменительно к конкретной разработке и должен быть основан на выполнениидвух условий: число показателей должно быть малым для того, чтобы снизить трудоемкость расчетов; число показателей должно быть достаточным для всестороннейоценки качества изделия. Номенклатура основных групп показателей качества в соответствии с ГОСТ 2.116-84 включает: показатели назначения, надежности, технологичности и унификации, безопасности и эргономики, технической эстетики, патентно-правовые показатели.Подобранные дифференциальные показатели качества сравниваемых вариантов конструкции формируют в виде таблицы (табл.1.3).Таблица 1.3.28Номер варианта конструкцииαmjαvjαPjαλj1-ый вариантαm1αv1αP1αλ12-й вариантαm2αv2αP2αλ23-ий вариантαm3αv3αP3αλ3…Оптимальный вариант конструкции определяется по минимальной величинекомплексного показателя качества:Qj = Σ φi αij*где j- номер варианта конструкции, φi - весовые коэффициенты, определяющие значимость параметров конструкции, αij*- нормированные значения параметровконструкции.Наиболее часто используется вид нормирования, дающий диапазон значенийнормированных величин |1,0|:для показателей, с увеличение которых качество повышаетсяαi* = (αimax - αi) / αimaxдля показателей, с уменьшением которых качество повышаетсяαi* = (αi - αimin) / αiгде αimax и αimin - максимальное и минимальное значение параметра αi длясравниваемых вариантов конструкции.

В качестве αimax можно принимать предельное значение показателя, на получение которого можно рассчитывать при данномуровне развития техники.При большом числе сравниваемых вариантов конструкции нормированиеудобно проводить по выражению:αi* = (αi - αimin) / (αimax - αimin)Если показатели качества изменяются в пределах нескольких десятков, это затрудняет их сопоставление. В таких случаях нормирование показателей целесообразно производить по формуле:αi* = (lgαi - lgαimin) / (lgαimax - lgαimin)29Такое изменение масштаба при нормировании показателей позволяет привести их к сопоставимому виду.Для выбора весовых коэффициентов может использоваться один из следующих методов:1.

директивный,2. статистический,3. стоимостной,4. аналитический,5. эвристический.К первой группе относятся все случаи, когда весовые коэффициенты назначаются заказчиком, вышестоящей организацией и т.п.Статистические методы нахождения весовых коэффициентов могут бытьприменены при достаточно большом опыте проектирования систем аналогичногоназначения. За весовой коэффициент принимается степень приближения значения iго показателя к эталону. Это значение вычисляется как среднее арифметическое приобработке большого количества вариантов готовых изделий.При использовании стоимостного метода считается, что коэффициент веса . .

.является монотонно возрастающей функцией от аргумента С , выражающего денежные или трудовые затраты для получения i-го свойства, то естьφi = Ci / Σ CiОднако трудности дифференцирования затрат на каждый показатель, особенно на ранних стадиях проектирования, усложняет использование такого подхода.К аналитическим относятся методы, для которых не требуется никакой дополнительной информации к тому, что содержится в самих значениях показателей идопустимых областей их применения.Если принять, что влияние показателя на качество обратно пропорциональновеличине его колебаний, то коэффициенты значимости могут быть найдены при условии: Σ φi = 1 из соотношения :φi = [1 / (1- αimin/ αimax)] / Σ[1 / (1- αimin/ αimax)]30В настоящее время наибольшее распространение нашли эвристические меды.тоды.ОниОнисвязанысвязаныс учетомс учетоммнениймненийгруппгруппспециалистовспециалистов(экспертов),(экспертов),то естьто естьэто этоспособы принятия решений, использующие обобщенный человеческий опыт.2.9.2 Комплексный показатель качества в виде аналитических соотношений.1.

Сложность конструкции:Ссл = β1N1 + β2N2 ,где N1 , N2 - число элементов и межсоединений, β1, β2 - весовые коэффициенты, имеющие определенный физический смысл. Ссл имеет размерность как и у β1иβ2:β1 [кг/эл] , β2 [кг/соед] , Ссл [кг]2. Тепловой поток, рассеиваемый конструкцией:P = αΣ S (t1 – t2) [Вт]αΣ - суммарный коэффициент теплопередачи между поверхностью конструкции и средой,S - площадь поверхности конструкции,t1 и t2 - температуры поверхности конструкции и окружающей среды,P – тепловой поток рассеиваемый конструкцией - функция параметров конструкции и окружающей среды.3.