Московский государственный университет печати



         

Автоматизация проектирования систем и средств управления

Учебное пособие



Автоматизация проектирования систем и средств управления
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

Введение

Часть 1. Общие сведения о САПР

1.

Сведения о проектировании технических объектов

1.1.

Общие сведения

1.2.

Задачи конструкторского проектирования

1.3.

Схема процесса проектирования

1.4.

Формализация проектных задач и возможности применения ЭВМ для их решения

1.5.

Классификация параметров проектируемых объектов

2.

Математическое обеспечение автоматизации проектирования

2.1.

Математическое обеспечение САПР

2.2.

Требования к математическому обеспечению

2.3.

Математическое моделирование объектов и устройств автоматизации в САПР

2.3.1.

Требования к математическим моделям

2.3.2.

Классификация математических моделей

2.3.3.

Математические модели на микро-, макро- и метауровнях

2.3.4.

Методика получения математических моделей элементов и устройств автоматизации

2.4.

Моделирование технических объектов на метауровне

2.5.

Постановка задачи автоматического формирования математических моделей систем на макроуровне

2.5.1.

Требования к методам в САПР, обусловленные особенностями математических моделей

3.

Виды обеспечения систем автоматизированного проектирования

3.1.

Составные части САПР

3.2.

Подсистемы САПР

3.3.

Принципы построения САПР

4.

Техническое обеспечение САПР

4.1.

Основные требования к техническим средствам САПР

4.2.

Организация комплекса технических средств

4.3.

Состав комплекса технических средств ЭВМ

4.4.

Периферийные устройства САПР

4.4.1.

Аппаратура связи в системах телеобработки

4.4.2.

Передача факсимильного изображения

4.4.3.

Классификация модемов

4.5.

Устройство современных модемов

4.6.

Устройство цифрового модема

4.7.

Модемы в цифровых сетях

4.8.

Сканеры и их классификация

4.9.

Устройства вывода информации в САПР (принтеры)

4.9.1.

Матричные принтеры

4.9.2.

Лазерные принтеры

4.9.3.

Цветные лазерные принтеры

4.9.4.

Струйные принтеры

4.9.5.

Цветная печать

4.10.

Плоттеры

4.10.1.

Перьевые плоттеры (ПП, PEN PLOTTER)

4.10.2.

Струйные плоттеры

4.10.3.

Электростатические плоттеры

4.10.4.

Плоттеры прямого вывода изображения

4.10.5.

Плоттеры на основе термопередачи

4.10.6.

Лазерные (светодиодные) плоттеры

Часть 2. САПР электромеханических датчиков угла

5.

Структура САПР электромеханических датчиков угла (САПР ЭМДУ)

6.

Математические модели ЭМДУ

6.1.

Обобщенная модель неявнополюсных электромашинных датчиков угла без учета магнитных свойств материала магнитопровода

6.1.1.

Обобщенная модель для расчета погрешностей электромашинных датчиков угла

6.1.2.

Уравнение воздушного зазора неявнополюсной электрической машины с малой асимметрией магнитопровода

6.1.3.

Расчет относительных изменений магнитных проводимостей с учетом всех видов асимметрии в неявнополюсной машине

6.2.

Обобщенная модель электромашинных датчиков угла с учетом магнитных свойств материала магнитопровода

6.2.1.

Идеализированная машина-модель с учетом конечной проницаемости магнитопровода

6.2.2.

Основные положения обобщенного подхода к проектированию нелинейных электромашинных устройств с насыщенным магнитопроводом

6.2.3.

Магнитное состояние постоянного магнита в электромагнитной системе

7.

Модель выбора технологических допусков ЭМДУ

8.

Цифровое моделирование погрешностей фазовых преобразователей перемещений с ЭМДУ

9.

Программное обеспечение САПР ЭМДУ

9.1.

Подсистема «Выбор ЭМДУ»

9.2.

Подсистема «Анализ погрешностей ЭМДУ»

9.3.

Подсистема «Анализ погрешностей фазовращателей с ЭМДУ»

Список литературы

Указатели
22  предметный указатель
43  указатель иллюстраций

7.
Модель выбора технологических допусков ЭМДУ

В соответствии с принятой ранее классификацией математических моделей рассматриваемые модели, предназначенные для автоматизированного выбора технологических допусков ЭМДУ в процессе проектирования, являются алгоритмическими.

Первый алгоритм базируется на использовании метода случайных испытаний. Задача ставится следующим образом: исходя из заданных ограничений yдоп на вектор функций качества у (выходные показатели точности) нужно найти границы изменения вектора управляющих величин х (технологических погрешностей). Структурная схема алгоритма решения задачи представлена на рис. 7.1Рис. 07.1. Алгоритм решения задачи на основе метода случайных испытаний.

В блоке 1 формируются случайные величины xj по равномерному закону распределения. В блоках 2 и 3 производится вычисление вектора функций качества у и его сравнение с ограничениями yдоп Значения xj, удовлетворяющие ограничениям, запоминаются в блоке 4, если они превышают значения предыдущих испытаний. Число испытаний зависит от требуемой точности решения. В блоке 5 по диапазонам изменения х производится назначение системы допусков Δx, которая сравнивается в блоке 6 с допусками, гарантируемыми имеющимся на производстве технологическим оборудованием zд. Если назначенная система реализуема на имеющемся технологическом оборудовании, в блоках 8-14 в пределах назначенной системы допусков моделируется нормальный закон распределения технологических погрешностей, вычисляются законы распределения выходных показателей у и производится вероятностная оценка выхода ЭМДУ различного класса точности.

Если Δxk<zдk, то при заданной технологии производства невозможно гарантировать выход элементов с требуемыми характеристиками. Необходимо либо улучшить технические возможности оборудования, либо изменить требования к выходным характеристикам (вектор yдоп). Эти рекомендации вырабатываются в блоке 7.

Граничные значения х будут с заданной вероятностью максимально широкими допусками, так как значения х на входе алгоритма изменяются в самых широких разумных пределах. Недостаток предложенного алгоритма - в относительно невысокой точности при ограниченном числе проб, а увеличение числа испытаний связано с ростом времени решения задачи.

Экономия машинного времени достигается при использовании алгоритма, структурная схема которого представлена на рис. 7.2Рис. 07.2. Алгоритм растущего гиперкуба.

Во входном пространстве k-й размерности относительно базовой точки формируется гиперкуб, ребра которого - поля технологических допусков по входным переменным. Чтобы обоснованно назначить систему технологических допусков, совершенно не обязательно просматривать все точки, лежащие в этом гиперкубе, достаточно контролировать его вершины.

В блоке 1 вводятся оптимальные параметры электрической микромашины с технологическими допусками, обусловленными технологическими возможностями производства.

Наращивание гиперкуба (блок 2) производится до тех пор, пока одна из вершин не коснется плоскости ограничений в пространстве выходных переменных (блоки 3 и 4).

После касания происходит уменьшение всех ребер на один шаг (блок 5). В дальнейшем наращивание объема происходит поочередно на один шаг в каждом из К направлений (блок 6).

Если при шаге по одной из переменных нарушается какое-либо из ограничений yдоп, то граничное значение переменной с точностью до шага фиксируется как искомый допуск (блок 12). При наличии n таких фиксированных переменных дальнейший поиск продолжается от блока 2 в усеченном пространстве xy (К - n) размерности (блок 11). Окончательно в блоке 12 оказываются значения ребер гиперкуба, характеризующие максимально широкое поле технологических допусков. В случае необходимости можно смоделировать законы распределения погрешностей в найденном поле допусков и оценить вероятность выхода ЭМДУ различных классов точности, как это показано в первом алгоритме.

Недостатком данного алгоритма по сравнению с первым является то, что пространство входных переменных предполагается выпуклым.

Рассмотренные математические модели и предложенные алгоритмы позволяют создать достаточно эффективную подсистему автоматизированного назначения технологических допусков ЭМДУ.

© Центр дистанционного образования МГУП