Главная Учебники - Производство
поиск по сайту правообладателям
|
|
|
содержание .. 1 2 3 4 ..
"
"*A*)&* " !"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
бое
место
занимают
геометрические
модели
,
используемые
в
системах
конструирования
.
Кроме
того
,
введены
понятия
полных
моделей
и
макромоделей
,
моделей
статических
и
динамиче
-
ских
,
детерминированных
и
стохастических
,
аналоговых
и
дискретных
,
символических
и
численных
.
!#4*)9
/#-$45
объекта
в
отличие
от
/)%"#/#-$4’
описывает
не
только
процессы
на
внешних
вы
-
водах
моделируемого
объекта
,
но
и
внутренние
для
объекта
процессы
.
:&)&’1$+%’$
модели
описывают
статические
состояния
,
в
них
не
присутствует
время
в
качест
-
ве
независимой
переменной
.
N’*)/’1$+%’$
модели
отражают
поведение
системы
,
т
.
е
.
в
них
обязатель
-
но
используется
время
.
:&#,)+&’1$+%’$
и
-$&$"/’*’"#()**.$
модели
различаются
в
зависимости
от
учета
или
неуче
-
та
случайных
факторов
.
В
)*)4#8#(.,
моделях
фазовые
переменные
—
непрерывные
величины
,
в
-’+%"$&*.,
—
дис
-
кретные
,
в
частном
случае
дискретные
модели
являются
4#8’1$+%’/’
(
274$(./’
),
в
них
состояние
си
-
стемы
и
ее
элементов
описывается
булевыми
величинами
.
В
ряде
случаев
полезно
применение
+/$
-
>)**.,
моделей
,
в
которых
одна
часть
подсистем
характеризуется
аналоговыми
моделями
,
другая
—
логическими
.
D*E#"/)=’#**.$
модели
относятся
к
информационной
страте
автоматизированных
систем
,
их
используют
прежде
всего
при
инфологическом
проектировании
баз
данных
(
БД
)
для
описания
связей
между
единицами
информации
.
Наибольшие
трудности
возникают
при
создании
моделей
слабоструктурированных
систем
,
что
характерно
прежде
всего
для
системного
уровня
проектирования
.
Здесь
значительное
внимание
уде
-
ляется
экспертным
методам
.
В
теории
систем
сформулированы
общие
рекомендации
по
подбору
экс
-
пертов
при
разработке
модели
,
организации
экспертизы
,
по
обработке
полученных
результатов
.
До
-
статочно
общий
подход
к
построению
моделей
сложных
слабоструктурированных
систем
выражен
в
методиках
IDEF.
Обычно
в
имитационных
моделях
фигурируют
фазовые
переменные
.
Так
,
на
макроуровне
ими
-
тационные
модели
представляют
собой
системы
алгебро
-
дифференциальных
уравнений
J
(
d
V
/
dt
,
V
,
t
) = 0,
при
t
= 0
V
=
V
0
,
(
1
.
1
)
где
V
—
вектор
фазовых
переменных
;
t
—
время
;
V
0
—
вектор
начальных
условий
.
К
примерам
фазо
-
вых
переменных
можно
отнести
токи
и
напряжения
в
электрических
системах
,
силы
и
скорости
—
в
механических
,
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
:
амп
-
литуды
сигналов
,
временные
задержки
,
мощности
рассеивания
и
т
.
п
.
Во
-
вторых
,
это
параметры
,
ха
-
рактеризующие
способность
проектируемого
объекта
работать
при
определенных
внешних
условиях
.
Эти
выходные
параметры
являются
граничными
значениями
диапазонов
внешних
переменных
,
в
ко
-
торых
сохраняется
работоспособность
объекта
.
M
+34
91.
384.7-01.
384=.
5<81
.
Создать
проект
объекта
(
изделия
или
процесса
)
означает
вы
-
брать
структуру
объекта
,
определить
значения
всех
его
параметров
и
представить
результаты
в
уста
-
новленной
форме
.
Результаты
(
проектная
документация
)
могут
быть
выражены
в
виде
чертежей
,
схем
,
пояснительных
записок
,
программ
для
программно
-
управляемого
технологического
оборудования
и
других
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#
+’*&$6)
.
Задача
структурного
синтеза
формулируется
в
системотехнике
как
6)-)1)
0"’*9&’9
"$>$*’;
(
ЗПР
).
Ее
суть
заключается
в
определении
цели
,
множества
возможных
решений
и
ограничивающих
условий
.
Классификацию
ЗПР
осуществляют
по
ряду
признаков
.
По
числу
критериев
различают
задачи
одно
-
и
многокритериальные
.
По
степени
неопределенности
различают
ЗПР
детерминированные
,
ЗПР
в
условиях
риска
—
при
наличии
в
формулировке
задачи
случайных
параметров
,
ЗПР
в
услови
-
5
@!"!
7
&
.
+
.
)
"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
11
"
"*A*)&* " !"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
5
@!"!
7
ях
неопределенности
,
т
.
е
.
при
неполноте
или
недостоверности
исходной
информации
.
Реальные
задачи
проектирования
,
как
правило
,
являются
многокритериальными
.
Одна
из
основ
-
ных
проблем
постановки
многокритериальных
задач
—
установление
правил
предпочтения
вариан
-
тов
.
Способы
сведения
многокритериальных
задач
к
однокритериальным
и
последующие
пути
реше
-
ния
изучаются
в
дисциплинах
,
посвященных
методам
оптимизации
и
математическому
программиро
-
ванию
.
Наличие
случайных
факторов
усложняет
решение
ЗПР
.
Основные
подходы
к
решению
ЗПР
в
ус
-
ловиях
риска
заключаются
или
в
решении
“
для
наихудшего
случая
”,
или
в
учете
в
целевой
функции
математического
ожидания
и
дисперсии
выходных
параметров
.
В
первом
случае
задачу
решают
как
детерминированную при
завышенных
требованиях
к
качеству
решения
,
что
является
главным
недо
-
статком
подхода
.
Во
втором
случае
достоверность
результатов
решения
намного
выше
,
но
возникают
трудности
с
оценкой
целевой
функции
.
Применение
метода
Монте
-
Карло
в
случае
алгоритмических
моделей
становится
единственной
альтернативой
и
,
следовательно
,
для
решения
требуются
значи
-
тельные
вычислительные
ресурсы
.
Существуют
две
группы
ЗПР
в
условиях
неопределенности
.
Одна
из
них
решается
при
наличии
противодействия
разумного
противника
.
Такие
задачи
изучаются
в
&$#"’’
’8"
,
для
задач
проектиро
-
вания
в
технике
они
не
характерны
.
Во
второй
группе
достижению
цели
противодействие
оказывают
силы
природы
.
Для
их
решения
полезно
использовать
теорию
и
методы
*$1$&%’,
/*#@$+&(
.
Например
,
при
синтезе
структуры
автоматизированной
системы
постановка
задачи
должна
включать
в
качестве
ис
-
ходных
данных
следующие
сведения
:
—
множество
выполняемых
системой
функций
(
другими
словами
,
множество
работ
,
каждая
из
которых
может
со
-
стоять
из
одной
или
более
операций
);
возможно
,
что
в
этом
множестве
имеется
частичная
упорядоченность
работ
,
что
мо
-
жет
быть
представлено
в
виде
ориентированного
графа
,
в
котором
вершины
соответствуют
работам
,
а
дуги
—
отношени
-
ям
порядка
;
—
типы
допустимых
для
использования
серверов
(
машин
),
выполняющих
функции
системы
;
—
множество
внешних
источников
и
потребителей
информации
;
—
во
многих
случаях
задается
также
некоторая
исходная
структура
системы
в
виде
взаимосвязанной
совокупности
серверов
определенных
типов
;
эта
структура
может
рассматриваться
как
обобщенная
избыточная
или
как
вариант
перво
-
го
приближения
;
—
различного
рода
ограничения
,
в
частности
,
ограничения
на
затраты
материальных
ресурсов
и
(
или
)
на
времена
выполнения
функций
системы
.
Задача
заключается
в
синтезе
(
или
коррекции
)
структуры
,
определении
типов
серверов
(
про
-
граммно
-
аппаратных
средств
),
распределении
функций
по
серверам
таким
образом
,
чтобы
достигал
-
ся
экстремум
целевой
функции
при
выполнении
заданных
ограничений
.
Конструирование
,
разработка
технологических
процессов
,
оформление
проектной
документа
-
ции
—
частные
случаи
структурного
синтеза
.
Задачу
параметрического
синтеза
называют
параметрической
#0&’/’6)=’$;
(
или
оптимизаци
-
ей
),
если
ее
решают
как
задачу
математического
программирования
extr
F
(
X
),
X
∈
D
x
,
где
F
(
X
) —
целевая
функция
;
X
—
вектор
управляемых
(
называемых
также
проектными
или
варьиру
-
емыми
)
параметров
;
D
x
= {
X
|
ϕ
(
X
) < 0,
ψ
(
X
) = 0} —
допустимая
область
;
ϕ
(
X
)
и
ψ
(
X
) —
функции
-
ог
-
раничения
.
+-0B.-
.
Электронный
усилитель
:
управляемые
параметры
X
= (
параметры
резисторов
,
конденсаторов
,
транзи
-
сторов
);
выходные
параметры
Y
= (
f
в
и
f
н
—
граничные
частоты
полосы
пропускания
;
K
—
коэффициент
усиления
на
средних
частотах
;
R
вх
—
входное
сопротивление
).
В
качестве
целевой
функции
F
(
X
)
можно
выбрать
параметр
f
в
,
а
усло
-
вия
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
за
-
данных
структуре
объекта
,
сведениях
о
внешних
параметрах
Q
и
параметрах
элементов
N
.
Если
зада
-
ны
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
),
и
вычислению
вектора
выходных
параметров
Y
.
Если
заданы
статистические
сведения
о
параметрах
N
и
нужно
получить
оценки
числовых
характеристик
распределений
выходных
параметров
(
например
,
&
.
+
.
)
"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
12
В
ВЕДЕНИЕ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Г
ЛАВА
1
оценки
математических
ожиданий
и
дисперсий
),
то
это
процедура
статистического
анализа
.
Если
требуется
рассчитать
матрицы
абсолютной
А
и
(
или
)
относительной
В
чувствительности
,
то
имеет
место
задача
анализа
чувствительности
.
Элемент
А
ji
матрицы
А
называют
абсолютным
коэффициентом
чувствительности
,
он
пред
-
ставляет
собой
частную
производную
j
-
го
выходного
параметра
y
j
по
i
-
ому
параметру
x
i
.
Другими
сло
-
вами
,
А
ji
является
элементом
вектора
градиента
j
-
го
выходного
параметра
.
На
практике
удобнее
ис
-
пользовать
безразмерные
относительные
коэффициенты
чувствительности
B
ji
,
характеризующие
степень
влияния
изменений
параметров
элементов
на
изменения
выходных
параметров
:
B
ji
= A
ji
x
i
ном
/
y
j
ном
,
где
x
i
ном
и
y
j
ном
—
номинальные
значения
параметров
x
i
и
y
j
соответственно
.
В
процедурах
многовариантного
анализа
определяется
влияние
внешних
параметров
,
разброса
и
нестабильности
параметров
элементов
на
выходные
параметры
.
Процедуры
статистического
анали
-
за
и
анализа
чувствительности
—
характерные
примеры
процедур
многовариантного
анализа
.
1
.3.
Системы
автоматизированного
проектирования
и
их
место
среди
других
автоматизированных
систем
.
С
т
р
укт
ура
С
А
ПР
.
Как
и
любая
сложная
система
,
САПР
состоит
из
подсистем
(
рис
.
1
.
1
).
Разли
-
чают
подсистемы
проектирующие
и
обслуживающие
.
Проектирующие
подсистемы
непосредственно
выполняют
проектные
процедуры
.
Примерами
проектирующих
подсистем
могут
служить
подсистемы
геометрического
трехмерного
моделирования
механических
объектов
,
изготовления
конструкторской
документации
,
схемотехнического
анализа
,
трассировки
соединений
в
печатных
платах
.
Обслуживающие
подсистемы
обеспечивают
функционирование
проектирующих
подсистем
,
их
совокупность
часто
называют
системной
средой
(
или
оболочкой
)
САПР
.
Типичными
обслуживающи
-
ми
подсистемами
являются
подсистемы
управления
проектными
данными
(PDM — Product Data
Management),
управления
процессом
проектирования
|