- •Оглавление
- •Предисловие
- •1.Основные понятия автоматизированного проектирования
- •1.1.Истоки автоматизированного проектирования
- •1.2.Уровни, аспекты и этапы проектирования
- •1.3.Типовые проектные процедуры
- •1.4.Математические модели
- •Основные признаки классификации и типы мм
- •2.Основы моделирования межсоединений
- •2.1.Вычисление матриц параметров
- •2.1.1.Выбор методов вычисления
- •2.1.2.Метод аппроксимации данных
- •Точность метода аппроксимации данных
- •2.1.3.Вариационный метод
- •Вариационный метод для одиночных линий
- •Вариационный метод для пары связанных линий
- •2.1.4.Метод моментов Истоки и разработка метода моментов для вычисления поля
- •Общая теория метода моментов
- •Вычисление двумерным методом моментов
- •2.2.Вычисление временного отклика
- •2.2.1.Аналитическая модель
- •2.2.2.Алгоритмическая модель
- •2.2.3.Отклик связанных межсоединений
- •2.2.4.Сравнение моделей
- •3.Основы автоматизированного структурного синтеза на базе теории решения изобретательских задач (триз)
- •3.1.Введение в триз
- •3.1.1.Методы поиска новых решений
- •3.1.2.Технические системы. Основные термины
- •3.1.3.Законы развития технических систем Этапы развития
- •Вытеснение человека
- •Неравномерное развитие. Противоречия
- •Увеличение степени идеальности
- •Развёртывание–свёртывание
- •Повышение динамичности и управляемости
- •Переход на микроуровень. Использование полей
- •Согласование–рассогласование
- •Линии развития
- •3.2.Инструменты и информационный фонд триз
- •3.2.1.Типовые приёмы
- •3.2.2.Вепольный анализ
- •3.2.3.Стандарты
- •Порядок применения стандартов
- •Перечень стандартов
- •Описание стандартов
- •3.2.4.Алгоритм решения изобретательских задач
- •Часть 1. Анализ задачи
- •Часть 2. Анализ модели задачи
- •Часть 3. Определение икр и фп
- •Часть 4. Мобилизация и применение впр
- •Часть 5. Применение информфонда
- •Часть 6. Изменение и (или) замена задачи
- •Часть 7. Анализ способа устранения фп
- •Часть 8. Применение полученного ответа
- •Часть 9. Анализ хода решения
- •Основные виды конфликтов в моделях задач
- •Применение физических эффектов и явлений [32]
- •Применение химических эффектов и явлений [33]
- •3.2.5.Решение исследовательских задач
- •1. Формулировка исходной исследовательской задачи
- •2. Формулировка обращенной задачи
- •3. Поиск известных решений
- •4. Паспортизация и использование ресурсов
- •5. Поиск нужных эффектов
- •6. Поиск новых решений
- •7. Формулировка гипотез и задач по их проверке
- •8. Развитие решения
- •Литература
Повышение динамичности и управляемости
В процессе развития технической системы происходит повышение её динамичности и управляемости, то есть способности к целенаправленным изменениям, обеспечивающим улучшение адаптации, приспособление системы к меняющейся, взаимодействующей с ней среде.
Техническая система рождается, как правило, статичной, неизменяемой, узко- или даже однофункциональной. В процессе развития идёт переход к мультифункциональности за счёт перехода к системам с элементами: сменяющимися аппаратно, сменяющимися программно, изменяющимися.
Примеры. Дрель со сменными свёрлами, обрабатывающий центр, прижим склеиваемых деталей надувным резиновым мешком.
В процессе развития идёт переход к системам с увеличенным числом степеней свободы: с механическими изменениями (шарниры и другие механизмы, изменяющие направление и величину действующих сил, эластичные материалы); с изменениями на микроуровне (за счёт свойств веществ, нелинейных зависимостей параметров, фазовых переходов всех видов, химических превращений); с изменениями не вещества, а поля.
Примеры. Шарнирное соединение секций в двухсекционном автобусе, тросовые конструкции, закрепление деталей при обработке легкоплавким веществом, использование нелинейности магнитных свойств веществ для ограничения тока, электронное сканирование диаграммы направленности фазированной антенной решётки, перемешивание жидкого металла электромагнитным перемешивателем вместо мешалки.
Система рождается, как правило, неуправляемой. Повышение её управляемости предусматривает: принудительное управление состоянием системы (введением управляющих веществ, устройств, полей; введением хорошо управляемого процесса, действующего против основного, которым нужно управлять); переход к самоуправлению (за счёт введения обратных связей; за счёт использования «умных» веществ – разнообразных физических и химических эффектов, явлений).
Примеры. Введение различных регуляторов, катализаторов, ингибиторов. Перемещение предметного столика микроскопа нагреванием микрометрического винта. Тренер регулирует скорость ленты тренажёра, тем самым управляя скоростью бегущего по ней спортсмена. Охлаждение детали по заданному режиму пропусканием электрического тока одновременно с подачей охлаждающей среды. Системы автоматического управления станками, автопилоты.
В процессе развития происходит изменение устойчивости: от системы с одним статически устойчивым состоянием к системе с несколькими устойчивыми состояниями; от систем, устойчивых статически, к системам, устойчивым динамически, то есть за счёт движения, проходящего через систему потока энергии, управления; использование неустойчивых систем, моментов потери устойчивости.
Примеры. Тумблер с двумя или более рабочими положениями, который нельзя установить в промежуточном положении. Выпуклая пружинистая мембрана, имеющая два устойчивых состояния. Трёхколёсный велосипед обладает статической устойчивостью, двухколёсный – динамической. Применение взрывчатых веществ, цепных реакций, процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, систем, способных запасать энергию и в нужный момент толчком освобождать её.