Диссертация (1136166), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Это определяетразнообразие возможных вариантов и задач, которые потенциально могут бытьвозложены на ЦФУВ, а также обуславливает потребность в развитии различных методовуправления элементами и построения их моделей.Параметрические модели характеризуются феноменологической направленностью[65].
В данном случае рассматриваются абстрактные конфигурирующие воздействия,которые в преобразованном виде вызывают изменения в схеме замещения. Такимобразом, реальная ситуация, когда, например, воздействие на органы управления РЭСвызывает функциональные изменения, анализируется на базе некоторого мыслительногоеё отображения. В случае дискретного характера конфигурирующих воздействийпредставляется возможным использовать элементы теории идеальной внутренней логики,предложенной в работах [66, 67]. Она может применяться совместно с компарирующимии другими элементами в модели.Таким образом, из структурной схемы на рис.
2.1 следует, что для построения ПМнеобходимо дополнить электрическую модель РЭС ЦФУВ и обеспечить управляемостьнеобходимых элементов. Параметрические модели могут строиться и использоваться какдля РЭС в целом, так и для отдельных цепей и элементов.Методы построения параметрических моделей. Практическое использованиепараметрических моделей в предложенной выше концепции требует решения двухосновных задач. Первая из них заключается в необходимости выработки методикипостроения ЦФУВ. Вторая обусловлена потребностью разработки моделей дляуправляемых элементов ПМ.Решение первой задачи сводится к поиску функционалов, определяющихзависимости управляющих сигналов от конфигурирующих воздействий, а такжезапаздывание перехода между состояниями. Для большого количества конфигурирующихвоздействий они могут быть весьма сложными.
Их аргументами обычно являютсяфункции времени, поскольку функционирование РЭС обычно рассматривается вовременной области, да и само изменение конфигурирующих параметров возможно тольково времени.Вместе с тем, конфигурирование ПМ либо отдельных элементов можетосуществляться и по частотным характеристикам. При моделировании РЭС в частотнойобласти возникают сложности с представлением конфигурирующих воздействий,63поскольку понятие времени для этого типа анализа не существует. Для частотной областиданный вопрос требует серьезной проработки, поскольку он сопряжен с использованиемПМ для решения широкого класса практических задач.Первичное решение состоит в следующем. Для частотной области изменяющимсяпри моделировании параметром является частота.
Поэтому одним из возможных решенийв части введения в схему ПМ конфигурирующих воздействий является линейнаятрансформация напряжения либо тока источника с изменяющейся частотой и постояннойамплитудой в напряжение, линейно зависящее от частоты. Если входной сигнал примоделировании в частотной области задается источником напряжения, то это напряжениецелесообразно преобразовать в токовый сигнал, который затем подается на индуктивностьс известным номиналом. В этом случае напряжение на индуктивности будет прямопропорционально текущей частоте.
Аналогичный метод можно использовать длявходного токового сигнала.Моделирование на постоянном токе с использованием ПМ может бытьосуществлено таким представлением управляющих воздействий, при котором ониявляются функциями фазовых переменных, для которых осуществляется расчет. Такойподход требует существенного уменьшения шага расчета в случае непрерывногоизменения конфигурирующих и управляющих воздействий.Необходимо также отметить, что структура и функции ЦФУВ определяютсякачественнымииколичественнымисвойствамикакконфигурирующих,такиуправляющих воздействий, которые могут быть восприняты элементами ПМ.Вторая из отмеченных задач состоит в доработке существующих либо построенииновых моделей элементов РЭС, которые могут управляться внешними воздействиями,представленнымивпространствеэлектрическихсигналов.Еслииспользоватьфеноменологический подход, отмечавшийся в работах [64, 67], то такая доработка можетбыть осуществлена с использованием дополнительных точек подключения схемзамещения для введения управляющих воздействий, а также применением нелинейныхуправляемых элементов в этих схемах.
В работе [68] были предложены нелинейныемодели пассивных элементов, которые после некоторых несложных трансформаций могутбыть использованы в качестве управляемых в ПМ.Таким образом, построение ПМ представляет собой во многом творческую задачу,решениекоторойопределяетсяназначениеммодели,целямииусловиямиеёиспользования. Примеры построения ПМ для колебательных контуров приведены вработах [69, 70].64Разработка функционально-интерфейсных моделей. Модели РЭС в целом, какследует из изложенного в разделе 1.5, должны отвечать следующим требованиям:1) компактность представления и структуры;2) реализация заданных функций моделируемого РЭС с точки зрения обработкисигналов без учета конкретных схемотехнических решений, что соответствует принципамунификации моделей;3) учет внешних влияющих факторов и управляющих воздействий;4) модель должна обеспечивать реализацию адекватных внешних электрическихинтерфейсов;5) модель должна адекватно отражать основные характеристики РЭС (полосупропускания, неравномерность частотных характеристик и т.п.), определяющие егофункциональность.Этим требованиям отвечают функционально-интерфейсные модели (ФИМ).Предлагаемая их структура изображена на рис.
2.2. Их название обусловлено тем, что онисостоят из функциональной части и интерфейсных цепей.Входные сигналыВнешние воздействияБлок входныхинтерфейсовБлок интерфейсавнешних воздействийФункциональный блокБлок интерфейсауправленияБлок выходныхинтерфейсовУправляющие воздействияВыходные сигналыРис. 2.2. Функционально-интерфейсная модель РЭСРассмотрим принципы функционирования ФИМ. В общем случае РЭС реализуетпреобразование одних сигналов в другие в условиях наличия некоторых внешних иуправляющих воздействий. Входные и выходные сигналы являются функциями времени.Блоки входных и выходных интерфейсов обеспечивают адекватность внешнихэлектрических свойств модели, таких как входное и выходное сопротивление, емкости ит.п., а также, при необходимости, управление этими свойствами.Обработка сигналов осуществляется в функциональном блоке, который строитсякак совокупность функциональных ячеек, представленных параметрическими моделями и65выполняющих элементарные преобразования сигналов, и их взаимосвязей.
При этомструктура функционального блока может не соответствовать физической реализации РЭС,как и для функциональных моделей, поскольку основной критерий правильности егопостроения состоит в обеспечении заданной функциональности.Внешние воздействия могут быть представлены в виде функций времени либопостоянных величин. В общем случае они могут влиять на любой из блоков в модели. Этоучитывается подачей на них адаптированных сигналов, характеризующих текущийуровень воздействий и влияющих на параметры блоков. В простейшем случае данныйблок интерфейса внешних воздействий, назначением которого является отмеченнаяадаптация, может быть исключен из модели, например, при использовании температуры вкачестве единственного воздействующего фактора.Поскольку модели РЭС обычно функционируют в пространстве электрическихсигналов, то управляющие воздействия должны быть также представлены какэлектрические величины, изменяющиеся в некотором ограниченном интервале значений,как это предусмотрено для ПМ.
Очевидно, что управляющие воздействия могутизменяться как дискретно, так и непрерывно. Для обеспечения возможности управленияблоками модели управляющие воздействия должны быть соответствующим образомадаптированы; эта функция возлагается на блок интерфейса управления. Сигналы с него вобщем случае поступают на все блоки модели.Рассмотренные выше параметрические модели используются как составная частьфункционального блока, обеспечивая моделирование функционирования РЭС в условияхизменяющихся внешних воздействий. Для этих ПМ управляющие сигналы могут зависетьи от внешних воздействий. Примером является изменение параметров электронных цепейпри варьировании температуры.Достоинствами предложенной структуры ФИМ являются:— практическая ориентированность и универсальность;— непрерывное функционирование;— модель одной и той же структуры может использоваться для целых классов РЭСв зависимости от параметров;— разбиение функционального блока на ячейки может быть приближено кструктуре моделируемого РЭС либо отличаться от неё в зависимости от особенностейРЭС и принципов его работы;— модель имеет адекватные внешние интерфейсы, в ней учтены внешние иуправляющие воздействия, характерные для РЭС.66Таким образом, можно утверждать, что модель с предложенной структуройотвечает требованиям, выявленным в процессе анализа методов моделирования РЭС.
Посвоей структуре ФИМ наиболее близки к функциональным, однако отличаются от нихдополнительнымивозможностями,структуройирасширеннымивозможностямимоделирования.Вместе с тем, ФИМ при соответствующей реализации функциональной части ивходных и выходных интерфейсов могут быть схожи с моделями потенциальнойпредельной достижимости. В этом случае блоки ФИМ должны строиться с учетомидеализации выполняемых функций и интерфейсов и требования по непротиворечивостиосновным законам физики. Поэтому ФИМ характеризуются также и некоторойтеоретической направленностью.ФИМ являются макромоделями. Методология построения моделей РЭС в целомявляется отдельным вопросом и должна базироваться на выходных параметрах устройстваи сведениях о его функциональности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
