Методы проектирования

В процессе проектирования используются математические, экспериментальные и эвристические методы.

Математические методы лежат в основе решения задач анализа (математическое моделирование) и синтеза (автоматизированное проектирование электронных структур). Математическое моделирование применяют в основном на системотехническом уровне, а автоматизированное проектирование — при конструировании и разработке технологии изготовления, в меньшей степени — на схемотехническом уровне (главным образом для разработки интегральных микросхем, цифровых и СВЧ устройств) и в еще меньшей — на системотехническом уровне.

Математические методы, включая расчеты на ЭВМ, математическое моделирование и автоматизированное проектирование, являются весьма мощным инструментом проектирования. Однако они предполагают наличие вполне определенного математического описания, которое, во-первых, требует экспериментальной проверки и во-вторых, существует далеко не на всех этапах проектирования. Для выбора и обоснования математического описания, а также для решения ряда других важных задач проектирования требуется эвристическая деятельность коллектива разработчиков, т. е. творческая деятельность, не поддающаяся математической формализации. Таким образом, математические исследования должны дополняться экспериментальными исследованиями и эвристической деятельностью разработчиков.

Различают следующие основные виды экспериментальных исследований: полунатурное моделирование, лабораторные исследования, полевые испытания, летные испытания, пробные пуски, испытания в эксплуатации.

Для ракетных и космических ЭС применяют все вышеназванные виды исследований и испытаний, для аппаратуры другого назначения некоторые виды испытаний могут отсутствовать.

Полунатурное моделирование отличается от математического, лишь тем, что часть звеньев включают в состав модели в виде натурных макетов, а не моделируют на ЭВМ. Под лабораторными исследованиями понимают исследования натурных макетов, проводимые в лабораториях, причем обычно реальные источники внешних воздействий заменяют имитаторами. Сказанное означает, что как полунатурное моделирование, так и лабораторные исследования являются не чисто экспериментальными, а экспериментально-теоретическими.

Полевые и летные испытания более приближены к реальным условиям эксплуатации. Полностью экспериментальными можно считать лишь испытания, проводимые в процессе эксплуатации (при пробных пусках).

Эвристический подход применяется при решении следующих задач:

· выбор и формулировка цели проектирования;

· выбор физических принципов действия системы;

· обоснование математических моделей системы, полезных и мешающих воздействий;

· выбор методов математического и экспериментального исследования;

· выбор элементной базы (при отсутствии жестких ограничений);

· трактовка результатов исследования и принятие окончательных решений.

Эвристическая деятельность опирается на имеющийся опыт в разработке подобных систем или решений подобных задач и на результаты теоретических и экспериментальных исследований, проводимых в процессе проектирования. Основой повышения эффективности эвристических решений является системный подход к проектированию.

Основы проектирования САУ ЛА

· Системный подход к проектированию САУ ЛА