
- •Міністерство освіти і науки України
- •Лекція № 1 Тема: вступ. Системотехніка. Складна система
- •1.1. Вступ. Системотехніка. Складна система
- •1.2. Технічні та машінні системи
- •1.3. Основні поняття систем
- •1.3.1. Основні визначення
- •1.4. Типи систем і завдань
- •1.5. Зміст курсу "Теорія технічних систем "
- •1.6. Література
- •Лекція № 2 Тема: ієрархія опису технічних систем та їх класифікація
- •2.1. Ієрархія опису технічних систем
- •2.2. Закономірності розвитку і еволюції технічних систем
- •2.3. Структура і параметри технічних систем
- •2.4. Функціональна і органічна структура технічних систем
- •2.5. Конструктивна схема технічних систем
- •2.6. Параметри технічних систем
- •2.7. Ознаки класифікації технічних систем
- •2.8. Класифікація технічних систем по функціях і принципах дії
- •2.9. Класифікація технічних систем по ієрархічних рівнях склад-ності
- •2.10. Класифікація технічних систем за способами виготовлення і типами виробництва
- •2.11. Класифікація технічних систем по ступенях абстрактності
- •Лекція № 3 Тема: особливості і оцінка технічних систем
- •3.1. Категорії особливостей технічних систем
- •3.2. Співвідношення між особливостями технічних систем
- •3.3. Необхідні валастивості технічних систем
- •3.4. Вимоги по вибору і опису критеріїв технічних систем
- •Функціональні
- •Технологічні
- •Антропологічні
- •Економічні
- •3.5. Функціональні і технологічні критерії розвитку технічних сис-тем
- •3.6. Економічні критерії технічних систем
- •3.7. Ергономічні і естетичні критерії технічних систем
- •3.8. Алгоритм оцінювання технічних систем
- •Лекція № 4 Тема: проектування, створення і використання технічних систем. Аналіз технічних систем
- •4.1. Методологія створення технічних систем і роль прогнозування
- •4.2. Основні поняття про процес проектування
- •4.3. Стадії і етапи технічного проектування технічних систем
- •4.4. Загально-технічні основи конструювання технічних систем
- •Лекція № 5 Тема: проектування, створення і використання технічних систем. Аналіз технічних систем
- •5.1. Проектні критерії. Поняття про функцію мети і проектні обме-ження.
- •5.2. Пошукове конструювання технічної системи
- •5.3. Підготовка виробництва і виготовлення нових конструкцій
- •5.4. Автоматизація проектування і виготовлення технічних систем
- •5.5. Використання та експлуатація технічних систем
- •5.6. Поняття про аналіз технічних систем
- •5.7. Математична постановка типових задач аналізу
- •5.8. Чисельні методи і алгоритми рішення задач аналізу технічних систем
- •5.9. Аналіз технічних процесів
- •Конспект лекцій
5.6. Поняття про аналіз технічних систем
Процес проектування технычних систем розглядають як сукупність процедур пе-реробки інформації, в результаті чого виникає кінцевий продукт цього процесу - проект. Значна частина таких процедур є типовими, тобто вони призначені для багаторазового застосування при проектуванні багатьох типів технічних систем.
Розрізняють проектні процедури аналізу і синтезу.
Синтез передбачає створення опису технічної системи.
Аналіз технічної системи - проектна процедура, яка полягає у визначенні власти-востей проектованої системи і дослідженні .працездатності ТС за її описом. Аналіз пе-редбачає розв'язок задач функціонального проектування з допомогою математичних моделей (ММ) технічної системи на мікро-, макро- і метарівнях.
Процедури аналізу поділяють на процедури одно- і багатоваріантного аналізу (мал. 1).
Основою функціонального проектування є одноваріантний аналіз технічної системи - визначення вихідних параметрів технічної системи при заданих внутрішніх і зовнішніх параметрах. Геометрична інтерпретація цієї задачі пов’язана з поняттям простору внутрішніх параметрів. Це n-вимірний простір, в якому для кожного із n внутрішніх параметрів хi виділена координатна вісь. При одноваріантному аналізі за-дається деяка точка в просторі внутрішніх параметрів і необхідно в цій точці визна-чити значення вихідних параметрів. Подібна задача звичайно передбачає одноразовий розв'язок рівнянь, що складають MM, що і зумовлює назву цього виду аналізу.
Більшість задач одноваріантного аналізу (моделювання перехідних процесів, статичних режимів, частотних характеристик і т.д.) зводиться до рішення систем зви-чайних диференціальних рівнянь (ОДР), а також систем нелінійних і лінійних алгеб-
раїчних рівнянь (АР).
Задачі розв'язку систем ОДР і АР можуть виникати на різних етапах і рівнях проектування.
Успішне розв'язання задач одноваріантного аналізу створює передумови для постановки і рішення задач багатоваріантного аналізу, який полягає в дослідженні властивостей технічної системи в деякій області простору внутрішніх параметрів. Ба-гатоваріантний аналіз дозволяє визначити поведінку об'єкту проектування при зміні його внутрішніх і зовнішніх параметрів. Такий аналіз потребує багаторазового розв'яз-ку систем рівнянь (багаторазового виконання одноваріантногоаналізу).
М |
При виборі і розробці методу чи алгорітму аналізу перш за все встанов-люють область його застосування. Чим ширше коло задач і MM, які вважаються допустимими для розв’язку даним ме-тодом, тим цей метод універсальні-ший.
У більшості випадків чітке і од-нозначне формування обмежень на зас-тосування методу викликає певні труд-нощі. Ймовірність успішного застосу-вання методу в окресленому колі задач менша одиниці. Ця ймовірність є кіль-кісною оцінкою важливої властивості методів і алгоритмів, яка називається надійністю.
Відмови у розв'язку задач можуть проявлятись у розбіжності ітераційного процесу, у перевищенні похибок гранично допустимих значень і т.п. Причинами відмов можуть бути погана обгрунтованість MM, обмежена область збіжності, обмежена стійкість.
До методів і алгоритмів аналізу, як і до MM, висувають вимоги точності і еконо-мічності. Точність характеризується ступенем співпадіння точного розв'язку рівнянь заданої моделі і наближеного розв'язку, отриманого з допомогою оцінюваного методу, а економічність - витратами обчислювальних ресурсів на реалізацію методу (алгоритму).
Оцінки точності і економічності можуть бути і теоретичними і експерименталь-ними.