МУ по СРС

Составители: канд. техн. наук, доц. А.М. Квон; канд. техн. наук, доц. И.Н. Автайкин

Системы автоматизированного проектирования: методические указания по самостоятельной работе для студентов очной формы обучения направления 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника (профиль «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений») / Сост.: А.М. Квон, И.Н. Автайкин; Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. электротехники и электрических машин. – Краснодар, 2015. - 17 с.

В методических указаниях изложены цели и задачи дисциплины, программа дисциплины, материал, содержащий пояснения, порядок и методы выполнения самостоятельных работ, задачи с примерами их решения, вопросы для самопроверки.

Рис. 2. Табл. 2. Библиогр.: 4 назв.

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. каф. ЭТЭМ КубГТУ А.В. Самородов; канд. техн. наук, доц., зам директора ЗАО «Спецэнергостроймонтаж» И.В. Лежепёков

2

Содержание

Введение…………………………………………………………………...4 Основная часть..……..…………………………………………………… 4

1.Цели и задачи …..……….…………………………………………….. 4

2.Программа дисциплины…..…………………………………………... 5

3.Задачи …..…..………………………………………….. ……………... 6 Список литературы………………………………………...…………….. 17

3

Введение

Под системами автоматизированного проектирования (САПР) понимается большой класс компьютерных программных комплексов, которые позволяют решать задачи собственно проектирования CAD (Computer Aided Design), средства инженерного анализа CAE (Computer Aided Engineering), средства подготовки автоматизированного производства САМ (Computer Aided Manufacturing), средства планирования технологи-

ческих процессов САРР (Computer Aided Process Planning), средства управления документооборотом PDM (Product Document Management),

геоинформационные системы GIS (Geolnformatics Systems), связанные как с производственными, так и непроизводственными процессами. Применение средств САПР позволяет значительно повысить эффективность рассматриваемых задач.

Дисциплина «Системы автоматизированного проектирования» необходима для решения задач анализа и синтеза с применением современных вычислительных средств в области электроэнергетики и электротехники. Решение данных задач позволит привить навыки применения вычислительных комплексов для анализа эффективности режимов работы технологического электрооборудования объектов электроэнергетики и электротехники, электрических цепей.

Основная часть

1. Цели и задачи

Целью самостоятельной работы студентов по дисциплине «Системы автоматизированного проектирования» является самостоятельное изучение и закрепление теоретического материала. Научиться выполнять экспериментальные исследования на виртуальных моделях, обобщать экспериментальные данные, получение дополнительных навыков применения современных средств вычислительной техники и программного обеспечение для анализа и моделирования работы электрооборудования.

Для решения поставленных целей необходимо последовательно решить ряд задач:

-ознакомиться с программой дисциплины;

-изучить предлагаемые литературные источники;

-ответить на вопросы для самопроверки;

-ознакомиться с примерами решения типовых задач;

-решить задачи для самостоятельной работы.

Задачи, включенные в методические указания, не охватывают всех разделов программы, поэтому для лучшего усвоения материала студентам,

4

кроме обязательных контрольных задач, рекомендуется научиться решать задачи на темы всех разделов курса.

2. Программа дисциплины

Введение в автоматизированное проектирование

Общие сведения о системах автоматизированного проектирования. Задачи проектирования. Особенности автоматизированного проектирования. Структура процесса проектирования. Методы проектирования.

Литература: [1, c. 5-27, 2, с. 6-24].

Вопросы для самопроверки:

1.Понятие проектирования технического объекта.

2.САПР и роль проектировщика.

3.Структурная схема САПР.

4.Классификация САПР.

Конструкторское проектирование и создание геометрических моделей

Машинная графика. Типы геометрических моделей. Представление графической информации в ЭВМ.

Литература: [1, c. 27-78, 2, с. 24-29].

Вопросы для самопроверки:

1.Типы геометрических моделей.

2.Полигональные модели.

3.Модели на основе граничного представления.

4.Облако точек.

Математические модели и численные методы исследования

Математические модели объектов проектирования. Общие сведения. Методы получения математических моделей. Математические модели объектов с сосредоточенными параметрами. Математические модели объектов с распределенными параметрами.

Оптимальное проектирование. Задачи синтеза и анализа. Постановка задачи оптимизации. Методы решения задач оптимизации.

Литература: [1, c. 78-151, 2, с. 29-87].

Вопросы для самопроверки:

1.Общие сведения о математических моделях объектов проектиро-

вания.

2.Методы получения математических моделей.

3.Математические модели объектов на макроуровне.

4.Задачи анализа.

5.Задачи синтеза.

5

6.Постановка задачи оптимизации.

7.Методы решения задач оптимизации.

Техническое, программное, лингвистическое и информационное обеспечение САПР

Техническое обеспечение. Общие сведения. Вычислительные машины. Периферийные устройства.

Программное и лингвистическое обеспечение САПР. Общее программное обеспечение. Специальное программное обеспечение. Классификация и использование языков в САПР.

Информационное обеспечение САПР. Общие сведения. Банки данных. Модели представления данных.

Литература: [1, c. 207-302, 2, с. 87-187].

Вопросы для самопроверки:

1.Техническое обеспечение САПР

2.Структура программного обеспечения современных САПР.

3.Номенклатура и особенности CAD, CAE.

4.Общая характеристика лингвистического обеспечения САПР.

5.Формирование баз данных.

3. Задачи

Задача №1. Применение средств CAE при анализе установившихся режимов линейных электрических цепей постоянного тока.

Содержание задания:

Цепь постоянного тока, содержащая активные сопротивления, включает несколько источников постоянной ЭДС. Варианты заданий приведены в таблице 1. По результатам выполнения задания составить отчет на листах А4 и в электронной форме.

1)принять за нагрузку R с наибольшим порядковым номером, по-

строить зависимости Iн(Rн), Iн(Uн) при изменении режима от ХХ до КЗ (использовать метод эквивалентного генератора);

2)принять за основной источник Е1 номинальный ток источника 2 А, оценить загрузку источника, предложить меры для оптимальной загрузки;

3)если в схеме есть источники работающие в режиме потребления, проанализировать и построить зависимости перехода их в генераторный режим в зависимости от Rист и Еист;

4)построить зависимости Pн(Rн), ηист(Rн), Pист(Rн).

Поясненияпункты выполнять в MathCAD.

6

проверку провести в программе Multisim для п.п. 1 (только для

ХХи КЗ), 2 (текущий режим и оптимальный режим), 3 (текущий режим и точка перехода в генераторный режим)

Примеры листингов и методические рекомендации В листингах приводится пример выполнения задания в программе

MathCAD, что позволяет использовать листинги как методику выполнения задания для схожих схем. Кроме того листинги допускается использовать при оформлении контрольных работ. Далее приводится листинг для схемы с двумя источниками и тремя потребителями, содержащей два узла и три ветви.

7

Для составления математического описания стационарных процессов необходимо воспользоваться одним из методов расчета линейных электрических цепей. Для выполнения пунктов 2 и 3 рекомендуется использовать метод ранжированных переменных. Если требуемые условия не выполняются, то, поочередно изменяя один из параметров схемы, проанализировать возможность их выполнения. Выводы сделать самостоятельно.

8

9