Норенков И.П. - Автоматизированное производство (1054022), страница 5
Текст из файла (страница 5)
К примерам фазовых переменных можно отнести токи и напряжения в электрических системах, силы и скорости — вмеханических, давления и расходы — в гидравлических.Выходные параметры систем могут быть двух типов. Во-первых, это 0)")/$&".-E7*%='#*)4.,т.е. функционалы зависимостей V(t) в случае использования (1.1). Примеры таких параметров: амплитуды сигналов, временные задержки, мощности рассеивания и т.п. Во-вторых, это параметры, характеризующие способность проектируемого объекта работать при определенных внешних условиях.Эти выходные параметры являются граничными значениями диапазонов внешних переменных, в которых сохраняется работоспособность объекта.M+3491.
384.7-01. 384=.5<81. Создать проект объекта (изделия или процесса) означает выбрать структуру объекта, определить значения всех его параметров и представить результаты в установленной форме. Результаты (проектная документация) могут быть выражены в виде чертежей, схем,пояснительных записок, программ для программно-управляемого технологического оборудования идругих документов на бумаге или на машинных носителях информации.Разработка (или выбор) структуры объекта есть проектная процедура, называемая +&"7%&7"*./+'*&$6#/, а расчет (или выбор) значений параметров элементов N — процедура 0)")/$&"'1$+%#8#+'*&$6).Задача структурного синтеза формулируется в системотехнике как 6)-)1) 0"'*9&'9 "$>$*';(ЗПР). Ее суть заключается в определении цели, множества возможных решений и ограничивающихусловий.Классификацию ЗПР осуществляют по ряду признаков.
По числу критериев различают задачиодно- и многокритериальные. По степени неопределенности различают ЗПР детерминированные,ЗПР в условиях риска — при наличии в формулировке задачи случайных параметров, ЗПР в услови&.+.)$(*),$" . !"#$%!#&'&($"!))$*+($*,#&($"!)&*115@!"! 7""*A*)&*" !"#$%!#&'&($"!))$* +($*,#&($"!)&*ях неопределенности, т.е. при неполноте или недостоверности исходной информации.Реальные задачи проектирования, как правило, являются многокритериальными. Одна из основных проблем постановки многокритериальных задач — установление правил предпочтения вариантов.
Способы сведения многокритериальных задач к однокритериальным и последующие пути решения изучаются в дисциплинах, посвященных методам оптимизации и математическому программированию.Наличие случайных факторов усложняет решение ЗПР. Основные подходы к решению ЗПР в условиях риска заключаются или в решении “для наихудшего случая”, или в учете в целевой функцииматематического ожидания и дисперсии выходных параметров. В первом случае задачу решают какдетерминированную при завышенных требованиях к качеству решения, что является главным недостатком подхода. Во втором случае достоверность результатов решения намного выше, но возникаюттрудности с оценкой целевой функции. Применение метода Монте-Карло в случае алгоритмическихмоделей становится единственной альтернативой и, следовательно, для решения требуются значительные вычислительные ресурсы.Существуют две группы ЗПР в условиях неопределенности.
Одна из них решается при наличиипротиводействия разумного противника. Такие задачи изучаются в &$#"'' '8", для задач проектирования в технике они не характерны. Во второй группе достижению цели противодействие оказываютсилы природы. Для их решения полезно использовать теорию и методы *$1$&%', /*#@$+&(.Например, при синтезе структуры автоматизированной системы постановка задачи должна включать в качестве исходных данных следующие сведения:— множество выполняемых системой функций (другими словами, множество работ, каждая из которых может состоять из одной или более операций); возможно, что в этом множестве имеется частичная упорядоченность работ, что может быть представлено в виде ориентированного графа, в котором вершины соответствуют работам, а дуги — отношениям порядка;— типы допустимых для использования серверов (машин), выполняющих функции системы;— множество внешних источников и потребителей информации;— во многих случаях задается также некоторая исходная структура системы в виде взаимосвязанной совокупностисерверов определенных типов; эта структура может рассматриваться как обобщенная избыточная или как вариант первого приближения;—различного рода ограничения, в частности, ограничения на затраты материальных ресурсов и (или) на временавыполнения функций системы.Задача заключается в синтезе (или коррекции) структуры, определении типов серверов (программно-аппаратных средств), распределении функций по серверам таким образом, чтобы достигался экстремум целевой функции при выполнении заданных ограничений.Конструирование, разработка технологических процессов, оформление проектной документации — частные случаи структурного синтеза.Задачу параметрического синтеза называют параметрической #0&'/'6)='$; (или оптимизацией), если ее решают как задачу математического программированияextr F(X), X ∈ Dx,где F(X) — целевая функция; X — вектор управляемых (называемых также проектными или варьируемыми) параметров; Dx = {X| ϕ(X) < 0, ψ(X) = 0} — допустимая область; ϕ(X) и ψ(X) — функции-ограничения.+ - 0 B .
- . Электронный усилитель: управляемые параметры X = (параметры резисторов, конденсаторов, транзисторов); выходные параметры Y = ( fв и fн — граничные частоты полосы пропускания; K — коэффициент усиления насредних частотах; Rвх — входное сопротивление). В качестве целевой функции F(X) можно выбрать параметр fв, а условия работоспособности остальных выходных параметров отнести к функциям-ограничениям.Следующая после синтеза группа проектных процедур — процедуры анализа. Цель )*)4'6) —получение информации о характере функционирования и значениях выходных параметров Y при заданных структуре объекта, сведениях о внешних параметрах Q и параметрах элементов N.
Если заданы фиксированные значения параметров N и Q, то имеет место процедура #-*#()"')*&*#8# )*)4'6),которая сводится к решению уравнений математической модели, например, такой, как модель (1.1), ивычислению вектора выходных параметров Y. Если заданы статистические сведения о параметрах Nи нужно получить оценки числовых характеристик распределений выходных параметров (например,&.+.)$(*),$" . !"#$%!#&'&($"!))$*+($*,#&($"!)&*12ГЛАВА 1ВВЕДЕНИЕВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕоценки математических ожиданий и дисперсий), то это процедура статистического анализа.
Еслитребуется рассчитать матрицы абсолютной А и (или) относительной В чувствительности, то имеетместо задача анализа чувствительности.Элемент Аji матрицы А называют абсолютным коэффициентом чувствительности, он представляет собой частную производную j-го выходного параметра yj по i-ому параметру xi. Другими словами, Аji является элементом вектора градиента j-го выходного параметра.
На практике удобнее использовать безразмерные относительные коэффициенты чувствительности Bji, характеризующиестепень влияния изменений параметров элементов на изменения выходных параметров:Bji = Aji xiном / yjном,где xiном и yjном — номинальные значения параметров xi и yj соответственно.В процедурах многовариантного анализа определяется влияние внешних параметров, разбросаи нестабильности параметров элементов на выходные параметры. Процедуры статистического анализа и анализа чувствительности — характерные примеры процедур многовариантного анализа.1.3. Системы автоматизированного проектирования и их место среди другихавтоматизированных систем.Структура САПР. Как и любая сложная система, САПР состоит из подсистем (рис. 1.1). Различают подсистемы проектирующие и обслуживающие.Рис 1.1.
Структура программного обеспечения САПРПроектирующие подсистемы непосредственно выполняют проектные процедуры. Примерамипроектирующих подсистем могут служить подсистемы геометрического трехмерного моделированиямеханических объектов, изготовления конструкторской документации, схемотехнического анализа,трассировки соединений в печатных платах.Обслуживающие подсистемы обеспечивают функционирование проектирующих подсистем, ихсовокупность часто называют системной средой (или оболочкой) САПР. Типичными обслуживающими подсистемами являются подсистемы управления проектными данными (PDM — Product DataManagement), управления процессом проектирования (DesPM — Design Process Management), пользовательского интерфейса для связи разработчиков с ЭВМ, CASE (Computer Aided Software Engineering)для разработки и сопровождения программного обеспечения САПР, обучающие подсистемы для освоения пользователями технологий, реализованных в САПР.И.П.НОРЕНКОВ .
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕПРОЕКТИРОВАНИЕ135@!"! 7""*A*)&*" !"#$%!#&'&($"!))$* +($*,#&($"!)&*Структурирование САПР по различным аспектам обусловливает появление ('-#( #2$+0$1$*'9САПР. Принято выделять семь видов обеспечения:— &$,*'1$+%#$ (ТО), включающее различные аппаратные средства (ЭВМ, периферийные устройства, сетевое коммутационное оборудование, линии связи, измерительные средства);— /)&$/)&'1$+%#$ (МО), объединяющее математические методы, модели и алгоритмы для выполнения проектирования;— 0"#8")//*#$ (ПО), представляемое компьютерными программами САПР;— '*E#"/)='#**#$ (ИО), состоящее из баз данных (БД), систем управления базами данных(СУБД), а также других данных, используемых при проектировании; отметим, что вся совокупностьиспользуемых при проектировании данных называется информационным фондом САПР, а БД вместес СУБД носит название банка данных (БнД);— 4'*8('+&'1$+%#$ (ЛО), выражаемое языками общения между проектировщиками и ЭВМ, языками программирования и языками обмена данными между техническими средствами САПР;— /$&#-'1$+%#$ (МетО), включающее различные методики проектирования, иногда к МетО относят также математическое обеспечение;— #"8)*'6)='#**#$ (ОО), представляемое штатными расписаниями, должностными инструкциями и другими документами, регламентирующими работу проектного предприятия.%:?049+504,-+ *C"%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
