2_kurs / Рудакова (Сигналы и Моделирование) / YP_MEP / УЧЕБНОЕ_ПОСОБИЕ / vvedenie

ВВЕДЕНИЕ

При автоматизированном проектировании электроприводов на этапе технического проекта рассматриваются вопросы, связанные с реализацией ранее принятых технических решений в виде структурных и принципиальных схем и определением их параметров с целью обеспечения условий работоспособности проектируемого электропривода, которые заложены в техническом задании (ТЗ) на разработку нового объекта. Современный электропривод представляет собой сложную техническую систему (СТС), декомпозиция которой на составляющие функциональные компоненты представлена на рис.В.1.

Сложная техническая система

Основные системы

1. 2.

Агрегаты и функциональные подсистемы

1.1. 1.2. 2.1. 2.2.

Узлы и блоки

1.1.1. 1.1.2

_________Детали_______

1.1.2.1. 1.1.2.2. 1.1.2.3…..

Электропривод

1.Cиловая часть

2.Система

управления

1.1.Управляемый

преобразователь

1.2.Двигатель

2.1.ЭВМ

2.2.Устройство сопряжения

1.1.1.Блок силовых тиристоров

1.1.2.Блок управления

тиристорами

1.1.2.1.Конденсаторы

1.1.2.2.Резисторы

1.1.2.3.Дроссели

Рис.В.1. Декомпозиция сложной технической системы (электропривода) на составляющие функциональные компоненты

На рис.В.1 справа приведены некоторые виды компонентов электропривода, поясняющие структуру сложной технической системы. Как следует из приведенного рисунка, по мере детализации СТС возрастает степень подробности представления о проектируемой системе, ее принципе действия и конструктивном исполнении. Например, агрегаты и функциональные подсистемы – это законченные в конструктивном и технологическом отношении компоненты СТС, выполняющие определенную функцию и базирующиеся, как правило, на одном физическом принципе действия. Узлы и блоки обычно представляют конструктивно и функционально самостоятельные части подсистем, а детали являются первичными, неделимыми элементами узлов и блоков. И хотя сложность компонента на каждом уровне различна, однако соблюдается общий подход к проектированию компонентов электропривода, представленный на рис.В.2. Как видно из рис.В.2 проектировщику приходится решать задачу параметрической, структурной и функциональной оптимизации как отдельного компонента, так и объекта в целом. Параметрическая оптимизация заключается в циклическом выполнении анализа варианта, проверке условий работоспособности и изменении значений управляемых параметров. Если ни при одном из возможных сочетаний управляемых параметров добиться выполнения работоспособности не удается, тогда синтезируется новый вариант структуры и вновь осуществляется проверка условий работоспособности, как это выполнялось при параметрической оптимизации. Однако может возникнуть ситуация, которая потребует выбора другого принципа действия, а в отдельных случаях и внесения изменений в техническое задание на проектирование компонента.

Успешное решение указанной задачи возможно только при наличии качественной модели проектируемого компонента. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что математическое обеспечение, к которому относятся математические методы, математические модели и алгоритмы проектирования, представленные в заданной форме и необходимые для выполнения автоматизированного проектирования, входит в подсистему средств обеспечения системы автоматизированного проектирования (САПР). Особые требования предъявляются к моделям, используемым в САПР, ибо они должны являться информационной основой для решения широкого круга задач проектирования – отображения и документирования информации, анализа объекта проектирования (расчетные задачи, моделирование функционирования объекта) и т.п. Кроме того, среди предметов автоматизации проектирования, помимо формализации проектных процедур, создания структур и типизации процессов проектирования, способов построения технических средств, языков, программ, банков данных, важное место занимают модели, методы и алгоритмы решения проектных задач. В связи с этим, средства моделирования составляющих электропривод элементов образуют основное функциональное ядро современных систем автоматизированного проектирования.

о

п

т

и

м

и

з

а

ц

и

я

п

а

р

а

м

е

т

р

о

в

о

п

т

и

м

и

з

а

ц

и

я

с

т

р

у

к

т

у

р

ы

и

п

а

р

а

м

е

т

р

о

в

о

п

т

и

м

и

з

а

ц

и

я

к

о

м

п

о

н

е

н

т

а

в

ц

е

л

о

м

ТЗ на разработку компонента

(от предыдущего уровня проектирования)

Выбор принципа действия

Составление модели

Синтез структуры

Расчет (выбор) исходных значений

внутренних параметров

Анализ

Изменение управляемых

параметров

Выполняются ли Нет

условия

работоспособности?

Да

Выпуск конструкторской документации.

ТЗ на разработку элементов.

Рис.В.2. Схема процесса проектирования компонента системы при блочно-иерархическом подходе

4