Создание обучающей системы автоматизированного проектирования маломощных электромеханических следящих систем

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка 120 с., 50 рис., 29 табл., 16 источников, 2 прил.

ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА, СИСТЕМА АВТОМАТИЗАРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА, ПРОГРАММА, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ТЕСТИРОВАНИЕ

Объектом ВКР является обучающая система проектирования маломощных электромеханических следящих систем.

Цель работы – создание обучающей системы автоматизированного проектирования маломощных электромеханических следящих систем.

В результате работы была создана обучающая система автоматизированного проектирования, которая позволяет в большой степени автоматизировать процесс обучения проектированию маломощных следящих систем, процесс непосредственно выполнения курсового проекта, а также процесс контроля знаний. Разработана документация пользователя, произведен экономический расчет себестоимости разработки.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.. 5

ВВЕДЕНИЕ.. 6

1 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ.. 7

1.1 Постановка задачи. 7

1.2 Обзор методов построения учебных САПР. 8

1.3 Алгоритмическое построение обучающей САПР. 15

1.4 Влияние на эффективность компьютерного обучения социальных и личностных характеристик обучаемых. 19

1.5 Выбор метода построения САПР и построение общей структуры системы.. 22

1.6 Обзор программных средств для построения САПР. 23

1.6.1 С++. 23

1.6.2 Turbo Pascal 25

1.6.3 Matlab. 27

1.6.4 Delphi 28

1.7 Обоснование выбора инструментального средства построения САПР. 30

1.7.1 Общие принципы выбора программного обеспечения. 30

1.7.2 Выбор отдельных пакетов. 31

1.7.3 Выбор пакета для рабочей среды.. 31

1.7.4 Общие рекомендации по выбору программного обеспечения. 33

1.8 Разработка общего алгоритма САПР. 34

1.9 Разработка программной модели. 36

1.10 Разработка контрольно-обучающих подсистем.. 37

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ.. 40

2.1 Отладка программы учебной САПР. 40

2.2 Расчет и описание конкретного примера проектирования ЭМС в разработанной учебной САПР. 44

2.3 Написание методического пособия для занятий по курсовому проектированию     в САПР. 47

2.3.1 Введение. 47

2.3.2 Классификация СС.. 48

2.3.3 Структура СС.. 48

2.3.4 Задачи и этапы проектирования СС.. 49

2.3.5 Характеристики объектов регулирования. 50

2.3.6 Выбор исполнительного двигателя. 52

2.3.7 Расчет редуктора. 54

2.3.8 Выбор чувствительного элемента. 55

2.3.9 Составление математического описания СС.. 56

2.3.10 Синтез желаемой ЛАХ.. 57

2.3.11 Определение структуры и электрической схемы КУ.. 58

2.3.12 Схемотехническая реализация СС.. 58

2.3.12.1 Расчет выходного каскада усиления мощности. 59

2.3.12.2 Расчет цепи усиления напряжения. 63

2.4 Инструкция пользователя. 74

2.4.1 Установка программы.. 74

2.4.2 Запуск программы.. 77

2.4.3 Ввод исходных данных. 78

2.4.4 Тестирование. 81

2.4.5 Выбор двигателя. 82

2.4.6 Расчет редуктора. 84

2.4.7 Выбор чувствительного элемента. 85

2.4.8 Синтез ЛАХ.. 86

2.4.9 Элементная база. 88

2.4.10 Электрическая схема. 90

3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ.. 93

3.1 Характеристики программных средств. 93

3.2 Расчёт трудоёмкости создания программных средств. 94

3.3 Расчет трудоемкости программных средств. 95

3.4 Расчет себестоимости программного обеспечения. 97

3.4.1 Расчет затрат на материалы и комплектующие изделия. 98

3.4.2 Расчет заработной платы на создание программных средств. 98

3.4.3 Расчет единого социального налога. 99

3.4.4 Расчет накладных расходов. 99

3.4.5 Расчет затрат на содержание и эксплуатацию вычислительных средств. 100

3.5 Расчет экономической эффективности программных средств. 102

4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЯ.. 105

4.1 Анализ и нормирование ОВПФ, воздействующих на оператора. 105

4.1.1 Повышенный уровень шума. 105

4.1.2 Вибрация. 106

4.1.3 Повышенный уровень электромагнитного излучения,         электробезопасность. 106

4.1.4 Неблагоприятный микроклимат рабочей зоны.. 107

4.1.5 Освещённость. 108

4.1.6 Опасный уровень электрического напряжения. 109

4.2 Расчет звукопоглощения. 110

4.3 Пожарная безопасность. 113

4.4 Экологическая безопасность. 113

4.5 Продолжение эксплуатации САПР в чрезвычайных ситуациях (ЧС) 114

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 115

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 116

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 118

ПРИЛОЖЕНИЕ Б.. 120

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ЭВМ – электронно-вычислительная машина

ОС – обучающая система

САПР – система автоматизированного проектирования

СС – следящая система

ЭМС – электромеханическая следящая система

ПО – программное обеспечение

ЛАХ – логарифмическая амплитудно-частотная характеристика

КУ – корректирующее устройство

ПОК – предоконечный каскад

ИД – исполнительный двигатель

УМ – усилитель мощности

ДМ - демодулятор

ЧДД – чистый дисконтированный доход

ОВПФ – опасные и вредные производственные факторы

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизированные обучающие системы своим появлением способствовали расширению наших представлений о возможностях электронно-вычислительной машин (ЭВМ) прежде всего потому, что открыли новые перспективы в деле совершенствования образования.