Диссертация (1137287), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Данное понимание математических моделей достаточноважно, так как дает возможность определить параметры, которые влияют навеличину интенсивности отказов отдельных элементов, а значит и напоказатели рассматриваемого модуля ЭМ1 в целом.В общем виде, соответствии с [65] вероятность безотказной работы ЭМ1будет равна:P  et ,(30)где  - интенсивность отказов ЭМ1, а t – время.I   i ,(31)i 1где i - интенсивность отказов i-го элемента, I – количество элементов ЭМ1.Основнойпроблемойвпроведениипроверкитребованийпонадежности является отсутствие показателей интенсивности отказов вдокументации на элементы.

Если с базовыми компонентами, такими как,резисторы, конденсаторы и прочие, проблем не возникает, они рассмотреныв различных справочниках [85] и их режимы работы известны, то с готовымимодулями и микросборками возникают сложности в оценке. Трудность в том,70что данные модули могут представлять собой электронные модули первогоуровня (ЭМ1), а следовательно требуют отдельного расчета надежности, приотсутствующих данных по элементам, входящих в их состав. Производителиданных модулей также не указывают необходимую для оценки информациюв документации на элементы.2.5 Алгоритм проектирования радиоохранной системыПри разработке бортовой радиоохранной системы сложной задачейявляется упорядочивание последовательности действий проектирования.

Таккак особенностями метода проектирования являются его итеративность иучетвнешнихвоздействий,тоэтапыалгоритмапроектированияцелесообразно упорядочить аналогично концепции предложенного метода.Существующие алгоритмы [3,82] проектирования не учитывают нетолько жестких требований к энергопотреблению и масcогабаритнымпоказателям разрабатываемого изделия, но и комплексного влиянияэлектромагнитных, тепловых и механических воздействий, что является ихсущественным недостатком в части применения к бортовым радиоохраннымсистемам.Алгоритмпроектированиябортовойрадиоохраннойсистемы,показаннный на Рисунок 18,представляет собой последовательностьоперацийименно:проектирования,формализацию,созданиеаанализструктурнойтребованийсхемы,ТЗ,ихэлектрическойпринципиальной схемы, конструкции печатного узла, изготовление ииспытания макетного образца с последующим выпуском готового изделия.Начальным этапом алгоритма является получение, анализ техническогозадания (ТЗ) в текстовом виде txt1,…,txtm и его формализация, котораязаключается в формировании матрицы ограничений A, распределении71весовыхкоэффициентовК1 ,K2,…,Kjварьируемыхпараметров,иформировании набора выполняемых функций F1…Fj.Затем,согласноматематическоймоделиподбораоптимальнойэлементной базы, проектируются состоящие из i модулей M вариантыструктурной схемы S1, S2,…,SN, которые могут как задаваться в ТЗ, так исоздаваться на основе общей структуры бортовой радиоохранной системы.Под структуры S1, S2,…,SN подбираются перечни оптимальныхэлектронных компонентов с параметрами,…,из базы.

Причем синтезструктур проводится по двойным вложенным циклам: (i=i+1; j+1;) – длямодулейM11,…,MNi и (k=k+1;i=i+1;)параметровPkiэлектронныхкомпонентов.В случае соответствия Si заданным структурной схеме и наборувыполняемых функций F1…Fj , модульности Mji и параметрам электронныхкомпонентов,…,, алгоритм переходит к итерации проектированияпринципиальной электрической схемы SCHi, которая является функциейSCHi =Fi(Si) от структурной реализации. В случае несоответствия идетповторный анализ требований ТЗ, возможное изменение структуры и подборэлементной базы.На основе спроектированной электрической схемы создается варианттопологии печатной платы (ПП) PCBi, причем учитываются требования ТЗ кразмерам и количеству слоёв, материалам. Топология ПУ являетсяматематической функцией от PCBi=Fi(SCHi) принципиальной электрическойсхемы. В случае невыполнения хотя-бы одного из требований ТЗ к ПП,алгоритм переходит к повторному циклу поиска оптимальной элементнойбазы.

Если требования ТЗ к ПП выполняются, создается модель Vi=F(PCBi)печатного узла (ПУ), для которой проводится расчет и проектированиеэкрана для защиты от электромагнитых излучений и обеспечения ЭМС –Fэмс(Vi).72Рисунок 18 - Алгоритм проектирования радиоохранной системы73Если требования ТЗ относительно ЭМС не выполняются, то алгоритмпереходитккорректировкетопологииПП.Вслучаеуспешногопроектирования экрана в имитационной модели Fэмс(Vi) проводитсячисленное моделирование тепловых Fterm(Fэмс(Vi)), а затем механическихFvibr(Fterm(Fэмс(Vi))) воздействий.Причем при невыполнении требований ТЗ происходит переход китерации проектирования топологии ПП, поскольку на данном этапе можноизменить расположение элементов, рисунок печатных проводников, чтопозволит провести изменения в экранирующей конструкции для следующейитерации цикла моделирования.В случае соответствия требованиям ТЗ изготавливается печатная платаи проводится монтаж ЭРЭ печатного узла – изготовление ПУ.

Затемпроводится его входной контроль на предмет соответствия параметрам ПУ(габариты, кол-во слоев, материал и др.) требованиям ТЗ Pi(ПУ). В случаебрака алгоритм переходит на новый цикл проектирования топологии ПП.Приположительномисходепечатныйузелиспытываетсяпоразработанной и утвержденной методике (ПМИ) содержащей e1,…,ek тестов иr1,…,rk результатов испытаний, и сертифицируется по заданным стандартам.В случае соответствия результата ri каждого испытания ei на выходеалгоритма получается работоспособное, готовое для серийного производстваизделие.Если хотя-бы один тест не соответствует, алгоритм переходит канализу топологии ПП.742.6 ВыводыСформулирована постановказадачиитребованиядляметодапроектирования бортовой радиоохранной системы, показаны недостаткиметодов, решающих аналогичные задачи по проектированию сложныхтехнических систем.Предложены математическая модель, которая позволяет рассчитать исинтезировать её оптимальные структурные реализации по наборупараметров выбранных электронных компонентов с учетом требований ТЗ,ранжирования весовых коэффициентов и матрицы ограничений.Приведена структура и схема разработанного метода, а именно:операциипопроектированиюрадиоохраннойсистемы,конструирование, численное моделирование;рекомендации по учету влияния электромагнитных воздействий нарадиоохранный модуль и его электромагнитного влияния на остальнуюбортовую электронику; рекомендации по учету механических итепловых воздействий на бортовой радиоохранный модульалгоритм проектирования радиоохранной системыПредложенный метод позволяет разработать класс устройств дляреализации охранных функций транспортных средств, учитывая требованиятехнического задания.75РАЗДЕЛ 3.

Программно-методическоеобеспечениепроцессапроектированияДанная глава посвящена разработке методики проектирования модуляохранной системы, построенной с использованием изложенного во второйглавеметодаирекомендаций.Исследованапроблемаразработкирадиоохранной системы с использованием различных САПР, представленаIDEF0 диаграмма инженерной методики. Рассмотрено необходимое дляреализации методики программное обеспечение, предложена математическаямодель для оценки времени работы спроектированной системы от штатнойаккумуляторной батареи автомобиля.Таким образом, результатом работ, проводимых в данной главе, будутструктурные схемы устройств бортовой системы охраны автомобиля,описание их составных частей, описание взаимодействия программногообеспечения для реализации методики проектирования и разработкаматематической модели для оценки времени работы.3.1 Определение состава и разработка структуры программногообеспеченияНа данный момент существует большое разнообразие программныхсредств и продуктов, решающих задачи проектирования устройств, ихмеханической составляющей, моделирования тепловых и механическихвнешних возмущающих факторов.

Для разработки модуля радиоохраннойсистемы необходимо спроектировать единую печатную плату узла, где будутрасположены все компоненты, входящие в его состав, экранирующую76конструкцию, провести тепловой и механический анализ.Рассмотримпрограммное обеспечение для решения поставленных задач более подробнои обоснуем выбор.Дляинженернойметодикипроектирования,описаннойранеенеобходимо использовать современные средства разработки - системыавтоматизированного проектирования (САПР).

Характеристики

Список файлов диссертации