Рабочая программа по дисциплине "Математические основы проектирования электронных средств", страница 2

* - выполняется в 5-м семестре

Введение

1.1. Значение курса в подготовке специалиста.

Значение курса определяется необходимостью владения специалистами в области проектирования ЭС методами системного анализа и синтеза систем.

1.2. Цель преподавания дисциплины.

Цель дисциплины является изучение математических методов (системных и вероятностных), используемых при анализе, расчета и исследованиях конструкций электронных средств (ЭС), ее надежности и технологии изготовления, а также при решении оптимизационных задач.

1.3. Задачи изучения дисциплин.

1.  получить представление о системном анализе, моделировании систем и использовании ЭВМ при проведения исследований на моделях;

2.  знать сущность, содержание и применение системных и вероятностных методов;

3.  углубить знания в области теории вероятностей, случайных функций и математической статистики;

4.  овладеть методами вероятного описания состояния и стабильности аппаратуры, протекания технологических процессов и закономерностей функционирования систем массового обслуживания;

5.  освоить теорию и методы планирования и обработки результатов пассивного и активного экспериментов;

6.  изучить теоретико-математические проблемы надежности, модели отказов систем, аппаратуры и элементов, методы расчета надежности;

7.  освоить математические методы оптимизации в задачах, конструирования и технологии ЭС;

8.  получить представление о методах индивидуального прогнозирования и диагностики.

1.4. Рекомендации по изучению дисциплины.

Применение современных математических методов предполагает широкое использование электронной вычислительной техники. Поэтому при изучении дисциплины большое внимание должно быть уделено применению электронных вычислительных машин (ЭВМ) для выполнения расчетов и моделирования с использованием систем MathCAD и Matlab

3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Теоретический курс.

 Введение.

Основные понятия и определения. Общая характеристика ЭС как объекта проектирования, производства и эксплуатации. Роль конструкторов и технологов в повышении качества и надежности ЭС. Вклад Российских ученых в развитии теории конструирования, технологии и надежности ЭС.

1.  Системные и вероятностные методы проектирования ЭС

Электронная аппаратура, процессы ее проектирования и производства как системы. Термины и определения системных методов. Определение простой и сложной системы. Оценка эффективности систем, комплексные (обобщенные) и частные показатели качества. Формулировка задачи оптимизации показате6лей качества системы, область допустимых решений. Практические возможности системного подхода к конструированию ЭС и разработке ее технологии с высокими показателями надежности и эффективности. Вероятные методы как одно из следствий системного подхода.

Определение модели реального объекта или процесса, виды моделей. Примеры вероятных моделей конструкций ЭС и технологических процессов.

2.  Математические основы теории точности ЭС

Вероятный характер погрешностей параметров  ЭС и элементов. Уравнения абсолютной и относительной погрешности выходного параметра.

Метод наихудшего случая расчета допусков и его недостатки. Законы распределения параметров элементов. Вероятный метод расчета допусков. Расчет допусков с учетом температуры и старения. Статистические методы оценок точности ЭС.

3.  Математические основы теории надежности

Определение надежности, виды отказов, восстанавливаемые и невосстанавливаемые объекты, двоичная оценка состояния работоспособности объекта.

Основные показатели безотказности  невосстанавливаемых объектов. Законы распределения времени работы ЭС до отказа.

Надежность ЭС при постепенных отказах /параметрическая надежность/, показатели параметрической надежности.

Последовательное, параллельное, смешанное и сложное соединение элементов. Структурные схемы надежности объектов при отказах типа «обрыв» и «короткое замыкание».

Надежность элементов ЭС. Влияние режима и условий эксплуатации на надежность схемных и конструктивных элементов. Методика расчета безопасности по интенсивности отказов элементов. Методы повышения надежности ЭС.

Резервирование. Системы с нагруженным и ненагруженным резервом, общее и раздельное резервирование. Оптимальное резервирование.