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

9.
Программное обеспечение САПР ЭМДУ

9.1.
Подсистема «Выбор ЭМДУ»

Программное обеспечение разработано на языке управления базами данных dBASE с использованием транслятора CLIPPER. База данных подсистемы представляет собой систему файлов типа *.dbf, в которых хранятся основные технические данные одно- и двухканальных вращающихся трансформаторов, поворотных индуктосинов, редуктосинов и трансформаторных сельсинов.

Структура файлов данных содержит следующие поля:

    TIP - тип,

    REG - основной режим работы (СКВТ, ЛВТ, ВТДП-Д, ВТДП-П),

    РР - число пар полюсов,

    UWN - напряжение возбуждения номинальное,

    FN - частота номинальная,

    KTR - коэффициент трансформации,

    ZWH - входное сопротивление,

    POG - погрешность отображения функциональной зависимости,

    AS - асимметрия нулевых положений,

    EKW - квадратурная ЭДС,

    EOS - остаточная ЭДС,

    DKTR - разность коэффициентов трансформации,

    PO_SL - погрешность следования дистанционной передачи,

    MAS - масса,

    DIA - диаметр,

    KORP - исполнение (корпусное, бескорпусное),

    KONT - исполнение (контактное, бесконтактное),

    DOK - номер документа (ТУ, ГОСТ),

    RAZR - организация-разработчик.

Управление базой данных осуществляется в диалоговом режиме с использованием меню (рис. 9.1Рис. 09.01. Заставка САПР ЭМДУ, 9.2Рис. 09.02. Меню задач подсистемы выбора электромашинных датчиков угла). Пример формы ввода требований при выборе одноканальных вращающихся трансформаторов приведен на рис. 9.3Рис. 09.03. Форма ввода требований к вращающемуся трансформатору. Результаты выбора выдаются в виде таблиц технических данных на экран и на принтер (рис. 9.4Рис. 09.04. Форма вывода технических данных вращающихся трансформаторов).

9.2.
Подсистема «Анализ погрешностей ЭМДУ»

Программное обеспечение подсистемы реализует статистический метод автоматизированного анализа технологических погрешностей и выбора технологических допусков ЭМДУ, алгоритм которого представлен на рис. 7.1Рис. 07.1. Алгоритм решения задачи на основе метода случайных испытаний. Программа анализа погрешностей вращающегося трансформатора написана на языке Turbo Pascal 6.0 с применением библиотеки Turbo Vision.

Программа имеет горизонтальную строку меню с всплывающими вертикальными меню (рис. 9.5Рис. 09.05. Меню подсистемы расчета погрешностей (режим ввода данных), 9.6Рис. 09.06. Меню подсистемы расчета погрешности (режим расчета)). Содержание разделов меню следующее:

    «Информация»

    «Режим»

    «Синусно-косинусный ВТ»

    «Расчет»

    «Фиксированные значения»

    «Нормальное распределение»

    «Равномерное распределение»

    «Расчет допусков»

    «Данные»

    «Ввод данных с клавиатуры»

    «Вывод результатов в файл»

    «Вывод результатов на принтер»

    «Фиксированные данные»

    «Графики точные»

    «Графики аппроксимированные»

    «Выход ВТ по классам точности»

    «Диапазон моделирования»

    «Гарантируемые допуски»

    «Допустимые выходные погрешности»

    «Настройка»

    «Редактор цветов»

    «Редактор мыши»

    «Сохранение среды»

    «Загрузка среды»

    «Выход»

Назначения элементов

  • «Информация» - информация о назначении и версии системы.

  • «Режим» - выбор соответствующего режима работы.

  • «Расчет».

  • «Фиксированные значения» - расчет выходных погрешностей при фиксированных значениях входных погрешностей, введенных перед расчетом.

  • «Вводе данных с клавиатуры».

      По окончании - результаты расчета.

      Отдельно их просмотр в «Фиксированные данные».

  • «Нормальное распределение» - расчет выходных погрешностей при нормальном распределении входных погрешностей. Перед расчетом ввод диапазона моделирования. Результирующие графики распределения - сразу после расчета или в «Данных», «Графики точные», «Графики аппроксимированные».

  • «Равномерное распределение» - расчет выходных погрешностей при равномерном распределении входных погрешностей. Перед расчетом ввод диапазона моделирования. Результирующие графики распределения - сразу после расчета или в «Данных», «Графики точные», «Графики аппроксимированные».

  • «Расчет допусков» - расчет распределения ВТ по классам точности исходя из диапазона моделирования, гарантируемых технологических допусков и допустимых выходных погрешностей. Перед расчетом ввод диапазона моделирования и гарантируемых технологических допусков. Отдельно их ввод и просмотр в «Данных», «Диапазон моделирования», «Гарантируемые допуски», «Допустимые выходные погрешности».

    По окончании расчета - диаграмма выхода ВТ по классам точности. Отдельно ее просмотр в «Данных», «Выход ВТ по классам точности».

  • «Данные»

  • «Ввод данных с клавиатуры» - ввод входных данных, для расчета погрешностей при «Фиксированных значениях».

      Эллиптичность статора (мм);

      Эллиптичность ротора (мм);

      Эксцентриситет ротора, (мм);

      Активное сопротивление, (Ом);

      Воздушный зазор в симметричной машине (мм);

      Угол между малой осью эллипса ротора и осью q (градус);

      Угол между малой осью эллипса статора и осью q (градус);

      Текущий угол, (град.).

  • «Фиксированные данные» - вывод на экран результатов расчета при «Фиксированных значениях».

  • «Вывод результатов в файл» - вывод всех результатов в файл.

  • «Вывод результатов на принтер» - вывод всех результатов на принтер.

  • «Графики точные» - результирующие графики распределения.

  • «Графики аппроксимированные» - результирующие графики распределения.

  • «Выход ВТ по классам точности» - диаграмма выхода ВТ по классам точности.

  • «Диапазон моделирования» - ввод диапазона моделирования для «Расчета допусков»:

      Эллиптичность статора, (мм);

      Эллиптичность ротора, (мм);

      Эксцентриситет ротора, (мм);

      Угол между малой осью эллипса ротора и осью q, (градус);

      Угол между малой осью эллипса статора и осью q, (градус);

      Воздушный зазор в симметричной машине. (мм);

  • «Гарантируемые допуски» - ввод гарантируемых технологических допусков для «расчета допусков»:

      Эллиптичность статора, (мм);

      Эллиптичность ротора, (мм);

      Эксцентриситет ротора, (мм);

      Угол между малой осью эллипса ротора и осью q, (градус);

      Угол между малой осью эллипса статора и осью q, (градус);

      Воздушный зазор в симметричной машине, (мм);

  • «Допустимые выходные погрешности» - ввод допустимых выходных погрешностей для «Расчета допусков»:

      ЭДС квадратурной обмотки, %;

      Погрешность отображения функциональной зависимости, %;

      Остаточная ЭДС, %;

      Асимметрия нулевых точек, угл.мин.

  • «Настройка» - настройка цветов и параметров мыши, сохранение и загрузка этих параметров.

  • «Выход» - выход в DOS.

На рис. 9.7Рис. 09.07. Форма ввода диапазонов моделирования погрешностей и 9.8Рис. 09.08. Форма ввода гарантируемых допусков в качестве примера приведены формы ввода данных для расчета допусков, на рис. 9.9Рис. 09.09. Таблица результатов расчета выхода по классам точности - таблица с результатами расчета, а на рис. 9.10Рис. 09.10. Гистограмма выхода ВТ по классам точности при предлагаемой системе допусков и 9.11Рис. 09.11. Гистограмма выхода ВТ по классам точности при гарантируемой системе допусков - гистограммы выхода вращающихся трансформаторов по классам точности соответственно при предлагаемой и гарантируемой технологическим оборудованием системах технологических допусков.

9.3.
Подсистема «Анализ погрешностей фазовращателей с ЭМДУ»

Программное обеспечение подсистемы реализует алгоритм анализа погрешностей фазовращателей с вращающимися трансформаторами, представленный на рис. 8.2Рис. 08.2. Алгоритм анализа статических погрешностей ТФПП. Программа анализа погрешностей фазовращателей с вращающимся трансформатором написана на языке Turbo Pascal 6.0 с применением библиотеки Turbo Vision.

Программа имеет систему вертикальных меню, с помощью которых пользователь выбирает тип фазовращателей (рис. 9.12Рис. 09.12. Меню подсистемы анализа погрешностей фазовращателей), управляет вводом (рис. 9.13Рис. 09.13. Форма ввода данных подсистемы анализа погрешностей фазовращателей) и выводом (рис. 9.14Рис. 09.14. Меню управления выводом результатов расчета погрешностей фазовращателей) данных. Результаты расчета погрешностей выводятся в табличной и графической форме. В качестве примера для трехканального фазовращателя с нарушенной симметрией индуктивностей обмоток показаны графики погрешностей всех трех каналов в отдельности (рис. 9.15Рис. 09.15. Графики погрешностей отдельных каналов) и суммарной погрешности после коррекции (рис. 9.16Рис. 09.16. График суммарной погрешности после коррекции). Как видно, применение коррекции позволило снизить погрешность примерно на три порядка.

© Центр дистанционного образования МГУП