§6. Конструкция эс и ее характерные черты
1. Любая конструкция ЭС состоит из большого числа взаимосвязанных элементов и узлов.
2. Любая конструкция обладает большим количеством связей, как внутренних, так и внешних: с оператором, с объектом, с производством.
3. Неравномерно распределенное во времени нерегулярное воздействие со стороны окружающей среды, объекта, человека-оператора, производства.
4. Единство или целостность конструкции.
5. Наличие определенной цели, ради которой создается конструкция.
Целью любой конструкции ЭС является обеспечение устойчивого функционирования аппарата с максимальной надежностью при наличии определенных воздействий.
Конструкции ЭС составляют элементы и связи между ними.
Одна связь или группа связей образуют свойства конструкции.
Свойство обладает количественной и качественной стороной.
Величины, описывающие свойства конструкции количественно называются параметрами.
Качественная сторона свойств конструкции ЭС отображается структурами, под которыми понимают схему устойчивых связей или отношений между элементами конструкций.
Тогда, конструкция ЭС – это организованная совокупность элементов и связей, которые обеспечивают устойчивое функционирование ЭС при наличии воздействий.
параметр;
схема,
структура;
воздействия.
Воздействия влияют на структуры и параметры. Конструкция может быть представлена в виде функции:
§7. Воздействия на конструкцию эс
Под воздействиями понимают влияние одних частей аппарата на другие ,а так же влияние процессов производства, окружающей среды, объекта и человека-оператора.
Классификация воздействий.
1. Воздействия производственные – вся совокупность влияний на элементы конструкции в процессе их изготовления. Сюда можно отнести: стабильность технологических процессов, разброс параметров материалов, качество производственного оборудования, квалификация рабочих и инженерно-технических рабочих (ИТР) и т.д.
2. Воздействия эксплуатационные:
а) механические воздействия – вибрация, удары, линейные ускорения;
б) окружающая среда – природные условия, в которых происходит эксплуатация ЭС, а также специфические условия, связанные с загрязнением окружающей среды (температура, влажность, радиация, биологическое воздействие и др.);
в) воздействия человека-оператора – определяются задержками в восприятии информации, уровнем его квалификации.
Любые воздействия нежелательны, т.к. они могут приводить к:
снижению надежности;
понижению точности;
появлению отклонений параметров;
разрушению конструкции и т.д.
Способы защиты от воздействий:
герметизация;
амортизация;
термостатирование;
экранирование от электромагнитных полей.
§8. Конструирование эс
Определение и классификация методов конструирования ЭС
Конструирование – один из этапов создания ЭС и представляет собой набор приемов и операций по разработке конструкции на основании технического задания (ТЗ), а также электрических, логических и функциональных схем.
Метод конструирования – или способ выявления и организации множества структур и множества параметров конструкций, поставленных в соответствие множеству воздействий;
- или способ управления связями в конструкции;
- или способ выявления свойств, заключенных в материалах.
Классификация методов конструирования
по элементной базе:
полупроводниковая аппаратура,
аппаратура на микромодулях,
микроэлектронная аппаратура (на тонкопленочных, толстопленочных гибридных интегральных схемах),
аппаратура на больших интегральных схемах и микросборках,
2) по степени автоматизации:
неавтоматизированные,
частично автоматизированные,
автоматизированные методы, использование САПР,
3) по используемому методу монтажа:
объемный монтаж,
печатный монтаж (односторонний, двухсторонний, многослойный, на жестких или гибких платах),
4) по уровню конструктивного разделения ЭС:
без разделения на узлы и блоки,
узловой или блочный,
функционально-узловой.
Основные положения системного подхода при конструировании ЭС
Системный подход включает в себя следующие положения:
любое ЭС является целостным объектом,
при системном подходе нужно учитывать влияние отдельных подсистем, влияние среды, влияние человека-оператора,
необходимо использовать системные критерии, которые позволяют комплексно оценивать свойства системы,
модель сложной системы не требует особой точности при исследовании.
В оптимальном проектировании существует 3 принципа:
1) система, состоящая из оптимальных частей, в общем случае не является оптимальной, т.е. система должна оптимизироваться по какому-либо общему критерию,
2) система должна оптимизироваться по количественно-определенному и единственному критерию, который в математической форме определяет цель оптимизации,
3) система должна оптимизироваться в условиях количественно определенных ограничений на оптимизируемые параметры.
Следствия:
1. Любая оптимизация может рассматриваться как условная при выполнении конкретных ограничений на параметр.
2. Если изменить любое ограничение, то система перестает быть оптимальной.