
- •Курсовая работа Моделирование компонента рэс с использованием программного комплекса ansys
- •Студент: Паршина а. А. Рт2-101
- •Факультет: Информатики и систем управления
- •Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный технический университет имени н.Э. Баумана
- •Задание на курсовую работу
- •Расширенное техническое задание
- •3. Характеристики объекта автоматизации
- •4.1.3 Требования к показателям назначения
- •4.1.4 Требования к надежности
- •4.1.5 Требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и
- •Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации», «Правилами устройства
- •6. Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу в действие системы
- •7. Требования к документированию
- •Содержание
- •1. Анализ объекта
- •Аннотация
- •Список сокращений
- •Введение
- •1 Анализ объекта автоматизированного проектирования
- •2 Объектная модель комплекса для моделирования микроакселерометра ansys ed 12 на apdl
- •2.1 Модель вариантов использования комплекса для моделирования микроакселерометра ansys ed 12
- •Диаграмма деятельности комплекса для моделирования микроакселерометра ansys ed 12
- •2.3 Модель развёртывания комплекса для моделирования микроакселерометра ansys ed 12
- •2.4 Выводы
- •3 Моделирование микроакселерометра
- •Выполнение анализов
- •4. 1.Выполнение статического анализа
- •4.2. Модальный анализ
- •4.3. Гармонический анализ
- •4.4 Выводы
- •5 Методическое обеспечение
- •5.1. Руководство администратора
- •5.2 Руководство пользователя
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а. Листинг исходного кода на apdl
- •Приложение б. Список содержимого диска по курсовой работе
Список сокращений
МЭМС – Микроэлектромеханические системы
НЭМС - Наноэлектромеханические системы
НСД – Несанкционированный доступ
ПО – Программное обеспечение.
САПР – Система автоматизированного проектирования
Введение
Целью курсовой работы "Моделирование компонента РЭС с использованием программного комплекса ANSYS" по курсу "САПР РЭС" является разработка программного обеспечения для моделирования компонента РЭС – микроакселерометра. Программное обеспечение представляет собой листинг программы в программном комплексе ANSYS ED 12.
В ходе выполнения курсовой работы также отрабатываются методы и методики применения систем автоматизированного проектирования в деятельности инженера-проектировщика.
В рамках курсовой работы выполняются следующие основные этапы:
Анализ поставленной задачи.
Данный этап представляет собой разработку расширенного технического задания и расширенного календарного плана, составленных на основании технического задания и календарного плана
Разработка диаграмм вариантов использования, деятельности и развёртывания на языке UML.
Необходимые диаграммы разрабатывались на ПО DIA UML с использованием методик изложенных в "Язык UML. Руководство пользователя (2ое издание). Буч Г".
Моделирование микроакселерометра.
Выполняется в программном комплексе Ansys ED12 по методикам приводящимся в курсе лекций и семинаров "Системы функционального моделирования"
Анализ полученных результатов.
На данном этапе происходит проверка результатов на соответствие требованиям представленным в техническом задании.
Внесение требуемых изменений.
Выполняется в случае не соответствия с заданными требованиями при анализе полученных результатов на предыдущем этапе. Соответственно если результаты оптимальны, данный этап не обязателен.
Разработка руководства пользователя.
Создание полной и подробной инструкции пользователя по работе с созданным комплексом моделирования микроакселерометра.
Оформление расчётно-пояснительной записки и графической части.
Суть этапа - компоновка всей документации получены в ходе выполнения курсовой работы. Расчетно-пояснительная записка содержит в себе несколько разделов:
титульный лист;
задание;
календарный план;
реферат;
список условных обозначений, сокращений и терминов;
содержание;
введение;
основную часть;
заключение;
список используемых источников;
приложения.
Также в данный этап необходимо включить Расширенное техническое задание на разрабатываемую информационную систему (модель), разработанное в соответствии с ГОСТ, и расширенный календарный план работ, представленный в виде диаграммы Ганта.
1 Анализ объекта автоматизированного проектирования
Акселерометр (лат. accelero — ускоряю и metro — измеряю) — прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разность между абсолютным ускорением объекта и гравитационным ускорением (ускорением силы тяготения)). Существуют трёхкомпонентные (трёхосевые) акселерометры, которые позволяют измерять ускорение сразу по трем осям. В трёхмерном измерении ( 3-D ).
Некоторые акселерометры также имеют встроенные системы сбора и обработки данных. Это позволяет создавать завершенные системы для измерения ускорения и вибрации со всеми необходимыми элементами.
Акселерометр может применяться как для измерения проекций абсолютного линейного ускорения, так и для косвенных измерений проекции гравитационного ускорения. Последнее свойство используется для создания инклинометров. Акселерометры входят в состав инерциальных навигационных систем, где полученные с их помощью измерения интегрируют, получая инерциальную скорость и координаты носителя, при регистрации амплитуд выше собственной резонансной частоты можно измерять непосредственно собственную скорость акселерометра .
Электронные акселерометры часто встраиваются в мобильные устройства (в частности, в телефоны) и применяются в качестве шагомеров, датчиков для определения положения в пространстве, автоматического поворота дисплея и других целей.
В игровых приставках акселерометры используются для управления без использования кнопок — путем поворотов в пространстве, встряхиваний и т. д.
Акселерометры используют в жестких дисках для защиты от повреждений полученных в результате ударов, встрясок и падений. В случае встряски, удара или падения головки работающего накопителя могут поцарапать рабочую поверхность, что приведет к потере данных. Акселерометр реагирует на внезапное изменение положения устройства и паркует головки жесткого диска. Такая технология защиты используется в основном в ноутбуках, нетбуках и на внешних накопителях.
Основными параметрами акселерометра являются:
- чувствительность — то есть величина минимального изменения кажущегося ускорения, которое способен определить прибор.
- смещение нуля — показания прибора при нулевом кажущемся ускорении.
- случайное блуждание — среднеквадратичное отклонение от смещения нуля.
- нелинейность — изменения зависимости между выходным сигналом и кажущимся ускорением при изменении кажущегося ускорения.
Для
измерения ускорений и угловых скоростей
широко применяют микроакселерометры
и микрогироскопы, которые создаются на
основе структур из кремния по технологиям,
используемым при производстве интегральных
микросхем. Такие устройства относятся
к семейству микроэлектромеханических
систем (МЭМС). Хотя размеры элементов
МЭМС находятся в диапазоне от долей
микрометра до сотен микрометров, то
есть, они не могут считаться наноразмерными,
тем не менее, по ряду свойств МЭМС
оказываются близкими к приборам
наноэлектроники.
Принцип
действия одноосевого акселерометра
иллюстрируется рис. 1.1.
Подвижная
инертная платформа подвешена на упругих
подвесах и может перемещаться вдоль
оси чувствительности. Составной частью
подвижной платформы являются штыри
устройства считывания. Они являются
подвижными обкладками конденсаторов.
Другими обкладками этих конденсаторов
являются штыри неподвижно, закрепленные
на подложке микросхемы. При отсутствии
ускорения платформа располагается, как
показано на рис. 1.1 слева, и емкости
конденсаторов, образуемых подвижной и
двумя неподвижными обкладками оказываются
примерно равными. В случае ускорения
наличие инертной массы платформы
вызывает ее смещение относительно
неподвижных частей системы, и емкости
конденсаторов становятся неравными.
Выходом такого дифференциально-емкостного
преобразователя является электрический
сигнал, пропорциональный разности
емкостей конденсаторов описанной
элементарной ячейки считывания.
Рисунок 1.1 – Принцип действия микроакселерометра