
- •1. Принципы и структура сапр 11
- •Введение
- •1. Принципы и структура сапр
- •1.1. Уровни проектирования
- •1.2. Классификация параметров объектов проектирования
- •1.3. Задачи проектирования
- •1.4. Стадии, аспекты и режимы проектирования
- •1.5. Компоненты сапр
- •1.6. Приципы построения комплексной сапр
- •2. Методы оптимизации
- •2.1. Постановка задачи оптимизации
- •2.2. Классификация критериев оптимальности
- •2.3. Классические методы исследования функций
- •2.4. Метод множителей лагранжа
- •2.5. Метод куна – таккера
- •2.5.1. Условия Куна–Таккера
- •2.5.2. Необходимость условий Куна–Таккера
- •2.5.3. Достаточность условий Куна–Таккера
- •2.6. Оптимальное проектирование системы с распределенными параметрами
- •2.6.1. Вариационное исчисление
- •2.6.2. Частные случаи и примеры
- •2.7. Линейное программирование
- •2.7.1. Стандартная форма задач линейного программирования
- •2.7.2. Основы симплекс-метода
- •2.7.3. Целочисленное линейное программирование
- •2.8. Геометрическое программирование
- •2.8.1. Основные понятия и расчетные формулы
- •2.8.2. Общий случай задачи гп
- •2.8.3. Решение задач гп с ненулевой степенью трудности
- •3. Оптимальное проектирование ракетных комплексов
- •3.1. Расчет элементов и узлов технических систем
- •3.1.1. Ферменная конструкция
- •3.1.2. Цилиндрическая пружина, работающая на кручение
- •3.1.3. Кольцевая колонна
- •3.1.4. Двутавровая балка
- •3.1.5. Колодочный тормоз
- •3.1.6. Подшипник скольжения
- •3.1.7. Червячно-цилиндрический редуктор
- •3.2. Анализ возможности применения метода геометрического программирования
- •3.2.1. Двухопорная цапфа
- •3.2.2. Двухстержневая конструкция
- •3.3. Расчет конструктивных элементов ракет
- •3.3.1. Примеры решения вопросов по компоновке оборудования
- •3.3.2. Цилиндрическая оболочка
- •3.3.3. Бак с жидкостью
- •3.3.4. Примеры апробированных задач проектирования
- •Заключение
- •Библиографический список
1.4. Стадии, аспекты и режимы проектирования
При проектировании сложных систем выделятся следующие стадии.
Стадия предварительного проектирования, или стадия научно-исследовательских работ, связана с поиском принципиальных возможностей построения систем, исследованием новых принципов, структур, технических средств, обоснованием наиболее общих решений; результат - техническое предложение.
На стадии эскизного проектирования или опытно-конструкторских работ, производится детальная проработка всех частей проекта, конкретизируются и детализируются технические решения.
На стадии рабочего проекта формируется вся необходимая документация для изготовления изделия. Далее создаётся и испытывается опытный образец (или партия изделия), по результатам испытаний вносятся необходимые коррективы в проектную документацию, после чего осуществляется внедрение.
Этап проектирования - составная часть любой из стадий проектирования, сводящихся выполнению операций и процедур, которые относятся к одному аспекту или иерархическому уровню.
Проектное решение - промежуточное или конечное описание объекта необходимое и достаточное для рассмотрения и определения дальнейшего направления или окончания проектирования. Проектная процедура - формализованная совокупность действий, выполнения которых оканчивается проектным решением (оформление чертежа изделия, расчёт его параметров). Проектная операция - действие или формализованная совокупность действий, составляющих часть проектной процедуры, алгоритм которых остаётся неизменным для ряда проектных процедур (вычерчивание типового графического изображения - колеса, вала; решения системы уравнений и т.п.). Маршрут проектирования - последовательность этапов и/или проектных процедур.
Расчленение (декомпозиция) описаний по характеру отображаемых свойств объекта приводит к появлению ряда аспектов описания.
Функциональный аспект связан с отображением основных принципов функционирования, характера физических и информационных процессов, протекающих в объекте.
Конструкторский аспект связан с реализацией результатов функционального проектирования, то есть с определением геометрических форм объектов и их взаимным расположением в пространстве.
Технологический аспект относится к реализации результатов конструкторского проектирования, то есть связан с описанием средств и методов изготовления объектов.
Возможно более дифференцированное описание свойств объекта с выделением в нём ряда подсистем и соответствующего числа аспектов (например, функциональный аспект можно разделить по физическим основам описываемых явлений на аспекты электрических, механических, гидравлических, химических и т.д.).
Следует отметить, что понятие аспекта уровня проектирования относится к структурированию представлений о проектируемом объекте, а понятие этапа - к структурированию процесса проектирования.
По характеру и степени участия человека и использования ЭВМ различают несколько режимов проектирования.
Автоматический режим имеет место при выполнении маршрута проектирования и формальным алгоритмом на ЭВМ без вмешательства человека в ход решения. Ручной режим характеризуется выполнением маршрута без помощи ЭВМ. Автоматизированное проектирование является частично автоматизированным, если часть проектных процедур выполняется человеком, а часть - с использованием ЭВМ.
Диалоговый (интерактивный) режим является более совершенным режимом, при нём все процедуры в маршруте выполняются с помощью ЭВМ, а участие человека проявляется в оперативной оценке результатов проектных процедур или операций, в выборе продолжений и корректировке хода проектирования.
Развитие САПР происходит в частности, в направлении движения степени автоматизации. Однако работа в режиме диалога необходима, поскольку полностью процесс проектирования сложных систем формализовать не удаётся, а участие человека в ряде случаев позволяет ускорить процесс принятия решений.