Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Сольницев Р. И. Автоматизация проектирования систем автоматического управления.doc
Скачиваний:
249
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
10.46 Mб
Скачать

Дерево целей проектирования:

Формирование дерева целей является необходимым условием формирования исходных данных как для САУ в целом так и для отдельных ее устройств.

В процессе проектирования главная (см. выше) и подчиненные ей цели создания САУ трансформируются в критерии проектирования подсистем, блоков, элементов и т.д. Такими критериями являются:

* требования к динамике

* требования к статике

* надежность

* технико - экономическое обоснование (расчеты стоимости)

История развития сапр.

Проектирование САУ старыми инструментами:

  • арифмометр;

  • логарифмическая линейка;

  • чертежные схемы;

  • кульман, которые использовались от согласования технического задания до процедур конструкторского и технологического проектирования.

1-я работа связана с проектированием электрических машин.

2-я автоматизация проектирования в электронике в начале 60- х годов.

3-е развитие АСУ технологическими процессами 80- е годы.

4-е в 90- е годы разрабатывались САПР систем автоматического и автоматизированного управления.

Последнее направление в развитии САПР- метод структурного моделирования, т.е. система задается в виде структурной схемы, где каждому элементу сообщается специальный код и специальными операторами вводятся исходные данные об уставках, входных воздействиях, коды нелинейных звеньев и т.д., а дальше сама программа формирует математическую модель САУ уже в форме приемлемой для решения систем дифференциальных уравнений (форме Коши). Такой подход известен как структурное моделирование.

  1. Свойства характеризующие функциональные качества системы управления:

  • точность

  • расход рабочего тела

  • динамические качества (быстродействие, устойчивость)

  • рабочие диапазоны

  1. Свойства характеризующие технологические и производственные аспекты создания систем управления:

  • стоимость

  • время разработки

  • технологичность

  • преемственность разработки и степень унификации

  • дефицитность используемых материалов и т.д.

3. Технические свойства:

  • масса

  • энергопотребление

  • габариты, объем

  • диапазоны внешних условий (перегрузки, температурный режим, радиация)

  1. Рациональное распределение функций между подсистемами, обеспечивающих работу всей системы в целом. Такие системы могут быть разнородные, пространственно удалены друг от друга.

На различных этапах проектирования используются различные критерии, которые могут быть общими и частными. Частные критерии характеризуют одну из сторон проектируемого объекта и служат для принятия решений на промежуточной стадии проектирования. Общие критерии характеризуют комплекс свойств и позволяют выбирать оптимальный вариант с учетом взаимосвязи ее свойств.

Задача векторной оптимизации.

Процесс принятия решения – это выбор оптимального варианта системы из числа возможных, на основе одного, а чаще множества критериев, учитывающие требования, предъявляемые к системе.

Задача векторной оптимизации связана с введением весовых коэффициентов. Векторная оптимизация – это нахождение оптимального глобального критерия.

где - весовые коэффициенты, учитывают размерность частных критериев, учитывают сами величины

Весовые коэффициенты надо выбирать:

  • методом итераций

  • на основе опыта (знания)

  • группой экспертов выбирается один главный критерий, а все остальные относят к ограничениям.

  • с использованием группы экспертов, назначающих i.

Процедура декомпозиции - связанна с разбиением исходной сложной системы на подсистемы, блоки и т.д., с сохранением и обязательным учетом при моделировании связей между подсистемами, блоками и элементами. Процедура декомпозиции не формализована.

Процедура эквивалентирования - означает, что после декомпозиции исследуется основная часть выделенной системы, а оставшаяся от исходной сложной системы эквивалентируется т.е. заменяется упрощенной моделью – эквивалентом, параметры которого рассчитываются на основе определенных подходов, как функции параметров оставшейся части.

САПР -это взаимодействие различных обеспечений, среди которых можно выделить:

  • математическое

  • алгоритмическое

  • программное

  • техническое

  • информационное

  • лингвистическое

Математическое - математические модели объектов проектирования. Чаще всего это нелинейные дифференциальные и алгебраические уравнения, реже интегральные, трансцендентные уравнения. Однозначного решения уравнений нет, но применяют различные методы численного решения.

Алгоритмическое -совокупность алгоритмов предназначенных для решения задач проектирования. На стадии функционального проектирования требуются следующие алгоритмы:

  • алгоритмы преобразования математических моделей систем

  • алгоритмы исследования устойчивости

  • алгоритмы моделирования или анализа систем

  • алгоритмы оптимизации.

Программное – совокупность программ, разработанных с использованием того или иного языка.

Информационное – совокупность документации на различных стадиях проекта: от технического задания до технологического проекта.