Автоматизированное проектирование. Виды обеспечения САПР. Математическое описание процедур анализа технических объектов. Статический анализ. Классификация САПР

Автоматизированное проектирование - это распределение проектных работ между че-ловеком и программно-аппратным комплексом т.о., что человек выполняет творческую часть работы, а программно-аппаратный комплекс ту часть которая поддается формализации и алгоритмизации.

Система автоматизированного проектирования (САПР) – это организационно техническая система состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования взаимодействующего с подразделениями проектной организации и выполняющая автоматизированное проектирование.

Виды обеспечения САПР.

1) Техническое обеспечение (аппаратный комплекс для ввода и обработки информации)

2) Математическое обеспечение (мат. модели, методы решения задач АП)

3) Составное программное обеспечение.

4) Лингвистическое обеспечение (языки программирования).

5)Информационное обеспечение (документы описывающие проектный продукты, изде-лия, материалы и т.д.).

6) Методическое обеспечение (документы к программно-аппаратному комплексу).

7) Организационные (приказы, штатные расписания на предприятии).

Классификация проектных процедур.

Верификация – это сравнение 2х описаний одного объекта:

-  результатов мат. моделирования объектов с техническим заданием на его выполнение.

-  процедуры синтеза реализуют процесс создания объекта и его параметров.

-  процедуры анализа представляют собой процесс обработки результатов проектирова-ния.

Математическое описание процедур анализа технических объектов.

Мат. модели. Последовательность преобразований мат.мод.

1) Показан переход от мат.модели на микро уровне – уравнение математической функ-ции.

2) Показан переход от мат.модели с микро уровня – непрерывное пространство развива-ется на дискреты из независимых переменных.

ДУЧП – дифференциальное уравнение в частных производных.

ОДУ – обыкновенное дифференциальное уравнение.

АУ – алгебраическое уравнение.

ЛАУ – линейные алгебраические уравнения.

Последовательность преобразования мат. модели.

1 - переход от мат. мод. с микроуровне – ур-я мат. физики;

2 - -//-//-//- с макроуровня (непрерыв. про странство разбив. на дискреты из неза-

вис. перем.).

Методика получения мат. модели элемента.

1.  Определение свойств объекта, которые должна отражать модель.

2.  Сбор инф-ии об объекте моделирования: проработка документации в проведении эксперимента.

3.  Получение структуры модели, т.е. мат. ур-ий, описывающих отношение между параметрами объекта.

4.  Расчёт числовых знач. параметров.

5.  Расчёт точности и адекватности модели: для опред. точности задаются комбинации вых. параметров, расчитывается вых. параметр, опред отклонение от истинного знач. Для оценки адекватности опред. такая обл. внешних параметров, в пределах которой погрешности модели не превышает заданного знач.

6. Для составл. мат. мод. системы на основе мат.мод. элементов определяются связи в виде структурных или электрич. схем и по определенному алгоритму составл. мат. мод. системы с входными, выходными и внутренними параметрами.

Элемент описывается схемой

ge		yi
	xi

Методы анализа мат. мод.

Анализ бывает одновариантный и многовариантный. При одновариантном анализе происходит однократное моделир. работы объекта. При многовариантном – моделируется работа объектом в различных ситуациях и выбираются оптимальные параметры.

Одновариантный анализ сводится к решению линейных и нелинейных алгебраич. ур-ий.

Линейные ур-ия – это ур-я вида АХ=В, где А - матрица mxn, Х - n-мерный векторо неизвестных, В - n-мерный вектор заданных параметров. Для их решения используются итерационные методы, когда на каждом шаге вычислений происходит приближение к исходному решению. Нелинейные ур-я – то у-я вида F(х)=0, где F(х) – ф-ия размерностью n. Для решения нелинейных ур-ий используются численные методы решения.

Методы многовариантного анализа (ММА). При ММА используется анализ чувствительности и статистический анализ. Анализ чувствительности сводится к определению коэф. чувствительности вых. параметров и изменению внутренних или внешних параметров.

-  изм. внутреннего параметра

-  изм. внешнего параметра

 -внутреннее

 -внешнее

Коэф. чувствительности, сводятся в матрицу, где отображаются все внутрен

ние параметры, влияющие на вых. параметр.

Матрица анализируется САПР.

Статический анализ.

Статистич. анализ. сводится к определению статистических характеристик вых. параметров проектируемого объекта: мат. ожидания, СКО, коэф. чувствительности.

Для определения разброса вых. параметров объекта относительно номинальных знач. используется метод наихудшего случая и вероятностный метод Монте-Карло.

Метод наихудшего случая – для реализации этого метода составляется вектор из элементов внешних параметров т.о., чтобы знач. каждого элемента вектора отклонялись максимально в сторону ухудшения вых. параметра. Если изделие работает в условиях наихудшего случая, то оно работоспособно во всём пространстве внешних параметров.