Автоматизированное проектирование - часть 13

 

  Главная      Учебники - Производство     

 

поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  11  12  13  14   ..

 

 

Автоматизированное проектирование - часть 13

 

 

#
*H)&
F
*:,$* $I*:+*
F
*)&*
:!+(
5
@!"!
2
1
5.
Рассчитайте
задержку
в
передаче
сигнала
в
спутниковых
системах
с
использованием
геостационар
-
ных
орбит
(
высота
спутника
36
тыс
.
км
).
1
6.
Сколько
телефонных
разговоров
одновременно
можно
передавать
по
каналу
Т1
?
1
7.
Поясните
,
как
действует
схема
эхо
-
компенсации
.
1
8.
Каким
образом
выполняется
контроль
правильности
передачи
данных
по
протоколу
ТСР
?
1
9.
Почему
в
IP-
пакете
имеется
контрольный
код
заголовка
,
а
не
всего
пакета
?
20.
Что
такое
менеджеры
и
агенты
в
сетевом
программном
обеспечении
?
2
1
.
Назовите
факторы
,
обусловливающие
высокие
скорости
передачи
данных
в
сетях
АТМ
.
22.
Что
такое
маршрутизация
от
источника
”?
23
Что
понимают
под
виртуальной
ЛВС
?
&
.
+
.
)
"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
51
%6=.B6=0F.1<3.
3E.1;.F.90.
69620C6
;-3.<=9?G
-.J.90D
3.
)
.
’4/340.0-1
/:-./:-+A.,74@4
4B.,3.A.0+>
E:
-./
:
-+A.
,7+2
:
33:8:
-
9
/
4
5.D>6
8:?016
+.8:86+A.
,7+6
<84
90.2
.
К
МО
анализа
относят
математические
модели
,
численные
методы
,
алгоритмы
выполнения
проектных
процедур
.
Компоненты
МО
определяются
базовым
математическим
аппаратом
,
специфичным
для
каждого
из
иерархических
уровней
проектирования
.
На
/’%"#7"#(*$
типичные
математические
модели
(
ММ
)
представлены
дифференциальными
уравнениями
в
частных
производных
(
ДУЧП
)
вместе
с
краевыми
условиями
.
К
этим
моделям
,
назы
-
ваемым
")+0"$-$4$**./’
,
относятся
многие
уравнения
математической
физики
.
Объектами
исследо
-
вания
здесь
являются
поля
физических
величин
,
что
требуется
при
анализе
прочности
строительных
сооружений
или
машиностроительных
деталей
,
исследовании
процессов
в
жидких
средах
,
моделиро
-
вании
концентраций
и
потоков
частиц
и
т
.
п
.
Число
совместно
исследуемых
различных
сред
(
число
деталей
,
слоев
материала
,
фаз
агрегатно
-
го
состояния
)
в
практически
используемых
моделях
микроуровня
не
может
быть
большим
из
-
за
слож
-
ностей
вычислительного
характера
.
Резко
снизить
вычислительные
затраты
в
многокомпонентных
средах
можно
,
только
применив
иной
подход
к
моделированию
,
основанный
на
принятии
определен
-
ных
допущений
.
Допущение
,
выражаемое
дискретизацией
пространства
,
позволяет
перейти
к
моделям
/)%"#
-
7"#(*9
.
Моделями
макроуровня
,
называемыми
также
+#+"$-#&#1$**./’
,
являются
системы
алгебра
-
ических
и
обыкновенных
дифференциальных
уравнений
,
поскольку
независимой
переменной
здесь
остается
только
время
t
.
Упрощение
описания
отдельных
компонентов
(
деталей
)
позволяет
исследо
-
вать
модели
процессов
в
устройствах
,
приборах
,
механических
узлах
,
число
компонентов
в
которых
может
доходить
до
нескольких
тысяч
.
В
тех
случаях
,
когда
число
компонентов
в
исследуемой
системе
превышает
некоторый
порог
,
сложность
модели
системы
на
макроуровне
вновь
становится
чрезмерной
.
Поэтому
,
принимая
соот
-
ветствующие
допущения
,
переходят
на
E7*%=’#*)45*#
-
4#8’1$+%’;
уровень
.
На
этом
уровне
использу
-
ют
аппарат
передаточных
функций
для
исследования
аналоговых
(
непрерывных
)
процессов
или
аппа
-
рат
математической
логики
и
конечных
автоматов
,
если
объектом
исследования
является
дискретный
процесс
,
т
.
е
.
процесс
с
дискретным
множеством
состояний
.
Наконец
,
для
исследования
еще
более
сложных
объектов
,
примерами
которых
могут
служить
производственные
предприятия
и
их
объединения
,
вычислительные
системы
и
сети
,
социальные
сис
-
темы
и
другие
подобные
объекты
,
применяют
аппарат
теории
массового
обслуживания
,
возможно
ис
-
пользование
и
некоторых
других
подходов
,
например
,
сетей
Петри
.
Эти
модели
относятся
к
+’+&$/
-
*#/7
уровню
моделирования
.
M
8.B
4
9:0+>
7
/
:
-./
:
-+A.
,7+/
/
4
5.D>/
+
A+,D.001/
/.-
4
5:/
9
*
C
"%
.
Основными
требо
-
ваниями
к
математическим
моделям
являются
требования
адекватности
,
точности
,
экономичности
.
Модель
всегда
лишь
приближенно
отражает
некоторые
свойства
объекта
.
K-$%()&*#+&5
имеет
место
,
если
модель
отражает
заданные
свойства
объекта
с
приемлемой
точностью
.
Под
&#1*#+&5<
понимают
степень
соответствия
оценок
одноименных
свойств
объекта
и
модели
.
F%#*#/’1*#+&5
(
(.1’+4’&$45*)9
BEE$%&’(*#+&5
)
определяется
затратами
ресурсов
,
требуе
-
мых
для
реализации
модели
.
Поскольку
в
САПР
используются
математические
модели
,
далее
речь
пойдет
о
характеристиках
именно
математических
моделей
,
и
экономичность
будет
характеризовать
-
ся
затратами
машинных
времени
и
памяти
.
Адекватность
оценивается
перечнем
отражаемых
свойств
и
областями
адекватности
.
U24)+&5
)-$%()&*#+&’
область
в
пространстве
параметров
,
в
пределах
которой
погрешности
модели
оста
-
ются
в
допустимых
пределах
.
Например
,
область
адекватности
линеаризованной
модели
поверхнос
-
ти
детали
определяется
системой
неравенств
max |
ε
ij
|
≤ ε
доп
,
&
.
+
.
)
"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
52
5
@!"!
3
%
!#*%!#&
F
*:,$* $I*:+*
F
*)&* !)!@&’! +($*,#)KH (*L*)&M
5
@!"!
3
где
ε
ij
= (
x
ij
ист
-
x
ij
мод
) /
x
ij
ист
,
x
ij
ист
и
x
ij
мод
i
-
я
координата
j
-
й
точки
поверхности
в
объекте
и
модели
соответственно
,
ε
ij
и
ε
доп
допущенная
и
предельно
допустимая
относительные
погрешности
моде
-
лирования
поверхности
,
максимум
берется
по
всем
координатам
и
контролируемым
точкам
.
Отметим
,
что
в
большинстве
случаев
области
адекватности
строятся
в
пространстве
внешних
переменных
.
Так
,
область
адекватности
модели
электронного
радиоэлемента
обычно
выражает
допу
-
стимые
для
применения
модели
диапазоны
изменения
моделируемых
температур
,
внешних
напряже
-
ний
,
частот
.
Аналогичные
требования
по
точности
и
экономичности
фигурируют
при
выборе
численных
ме
-
тодов
решения
уравнений
модели
.
E
.
,-
4
384=.
5<8
H48
/+84
9:0+>
/
4
5.D.2
9
/
:8I8
<-
:6
384.7-+84
9:0+>
.
Вычислительный
процесс
при
анализе
состоит
из
этапов
формирования
модели
и
ее
исследования
(
решения
).
В
свою
очередь
,
формирование
модели
включает
две
процедуры
:
во
-
первых
,
разработку
моделей
отдельных
компонентов
,
во
-
вторых
,
формирование
модели
системы
из
моделей
компонентов
.
Первая
из
этих
процедур
выполняется
предварительно
по
отношению
к
типовым
компонентам
вне
маршрута
проектирования
конкретных
объектов
.
Как
правило
,
модели
компонентов
разрабатыва
-
ются
специалистами
в
прикладных
областях
,
причем
знающими
требования
к
моделям
и
формам
их
представления
в
САПР
.
Обычно
в
помощь
разработчику
моделей
в
САПР
предлагаются
методики
и
вспомогательные
средства
,
например
,
в
виде
программ
анализа
для
экспериментальной
отработки
мо
-
делей
.
Созданные
модели
включаются
в
библиотеки
моделей
прикладных
программ
анализа
.
На
маршруте
проектирования
каждого
нового
объекта
выполняется
вторая
процедура
(
рис
. 3.
1
)
формирование
модели
системы
с
использованием
библиотечных
моделей
компонентов
.
Как
правило
,
эта
процедура
выполняется
автоматически
по
алго
-
ритмам
,
включенным
в
заранее
разработанные
про
-
граммы
анализа
.
Примеры
таких
программ
имеются
в
различных
приложениях
и
прежде
всего
в
отраслях
общего
машиностроения
и
радиоэлектроники
.
При
применении
этих
программ
пользователь
описывает
исследуемый
объект
на
входном
языке
программы
анализа
не
в
виде
системы
уравнений
,
которая
будет
получена
автоматически
,
а
в
виде
спи
-
ска
элементов
структуры
,
эквивалентной
схемы
,
эс
-
киза
или
чертежа
конструкции
.
3.2.
E:-./:-+A.,7+.
/45.D+
9
384=.5<8:6
:0:D+?:
0:
/:784<8490.
!,
6
4
501.
<8:90.0+>
/
4
5.D.2
.
Исходное
математическое
описание
процессов
в
объектах
на
макроуровне
представлено
системами
обыкновенных
дифференциальных
и
алгебраических
уравне
-
ний
.
Аналитические
решения
таких
систем
при
типичных
значениях
их
порядков
в
практических
за
-
дачах
получить
не
удается
,
поэтому
в
САПР
преимущественно
используются
алгоритмические
моде
-
ли
.
В
этом
параграфе
изложен
обобщенный
подход
к
формированию
алгоритмических
моделей
на
ма
-
кроуровне
,
справедливый
для
большинства
приложений
.
Исходными
для
формирования
математических
моделей
объектов
на
макроуровне
являются
ком
-
понентные
и
топологические
уравнения
.
O#/0#*$*&*./’
7")(*$*’9/’
называют
уравнения
,
описывающие
свойства
элементов
(
компо
-
нентов
),
другими
словами
,
это
уравнения
/)&$/)&’1$+%’,
/#-$4$;
B4$/$*&#(
(
ММЭ
).
?#0#4#8’1$+%’$
7")(*$*’9
описывают
взаимосвязи
в
составе
моделируемой
системы
.
В
совокупности
компонентные
и
топологические
уравнения
конкретной
физической
системы
представляют
собой
исходную
/)&$/)&’1$+%7<
/#-$45
+’+&$/.
(
ММС
).
Очевидно
,
что
компонентные
и
топологические
уравнения
в
системах
различной
физической
природы
отражают
разные
физические
свойства
,
но
могут
иметь
одинаковый
формальный
вид
.
Оди
-
наковая
форма
записи
математических
соотношений
позволяет
говорить
о
E#"/)45*.,
)*)4#8’9,
&
.
+
.
)
"#$%!#&’&($"!))$* +($*,#&($"!)&*
53
%+,
. 3.
)
.
Место
процедур
формирования
моделей
на
маршрутах
проектирования
%
!#*%!#&
F
*:,$* $I*:+*
F
*)&* !)!@&’! +($*,#)KH (*L*)&M
5
@!"!
3
компонентных
и
топологических
уравнений
.
Такие
аналогии
существуют
для
механических
поступа
-
тельных
,
механических
вращательных
,
электрических
,
гидравлических
(
пневматических
),
тепловых
объектов
.
Наличие
аналогий
приводит
к
практически
важному
выводу
:
6*)1’&$45*)9
1)+&5
)48#"’&
-
/#(
E#"/’"#()*’9
’++4$-#()*’9
/#-$4$;
(
:K!S
#%)6.()$&+9