Системный подход к проектированию САУ ЛА

Оптимальное решение задачи проектирования возможно лишь на основе всестороннего, целостного рассмотрения проекти­руемой системы и ее развития (изменения) в процессе взаимодей­ствия с окружающей средой. открытий. Системный подход предполагает общую оптимизацию процессов проектирования, изготовления, эксплуатации и утилизации, отдельные составные части которых могут и не быть оптимальными В основе системного подхода к проектированию САУ ЛА лежат следующие основные по­ложения (принципы):

1. Учет всех этапов жизненного цикла разрабатываемой системы.

2. Учет истории и особенно перспектив развития систем данно­го и близких классов. Разрабатываемая система не должна быстро морально состариться.

3. Всестороннее рассмотрение взаимодействия системы с внешней средой. Основными видами такого взаимодействия являются:

— взаимодействие с природой и обществом в целом (учет экологических, экономических, социальных, политических, военных и других факторов);

— обмен полезной информацией — получение (извлечение) ивы­дача ее;

— обмен энергией и веществом;

— внешние воздействия на систему (изменение температуры, влажности, давления, механические нагрузки, радиация, помехи и т. д.);

— взаимодействие с другими системами (входящими в общую систему более высокого иерархического уровня) в процессе решения общей задачи.

4. Учет основных видов взаимодействия внутри системы (ме­жду ее частями): функционального, конструктивного, динамиче­ского, информационного, энергетического и др.

5. Учет взаимодействия между элементной базой и системотехникой. Развитие элементной базы вызывает развитие системо­техники (появление новых принципов построения систем и улучшение их показателей качества), в свою очередь, развитие систе­мотехники предъявляет новые требования к элементной базе и стимулирует ее развитие.

6. Учет возможности изменения исходных данных и даже ре­шаемой задачи в процессе проектирования, производства и эксплуатации системы. Отсюда вытекает необходимость:

— вариации исходных данных (включая критерий качества) в процессе проектирования для оценки степени их критичности и получения более надежных результатов проектирования;

— обеспечения возможно большей универсальности применения проектируемой системы, чтобы при изъятии или добавления не­которых блоков система была пригодной для решения новых (других) задач.

7. Выделение главных показателей качества, подлежащих улучшению в первую очередь. Стремление улучшить возможно большее число показателей качества (особенно на ранних эта­пах проектирования) может привести к потере лучшего решения, не говоря уже об излишнем увеличении длительности проектиро­вания. В большинстве практических задач к главным относят по­казатели точности, надежности, вычислительные и другие мощности, пропускную способность, устойчивость к внешним воздействиям, массу (объем) и стоимость.

8. Сочетание принципов композиции, декомпозиции и иерар­хичности. Сложные электронные системы могут содержать десятки тысяч или да­же миллионы элементов. Очевидно, что невозможно, даже с помощью самых совершенных ЭВМ, найти оптимальный (единственный) вариант построения системы. На практике обычно рассматривается несколько вариантов, удовлетворяющих требованиям ТЗ и среди них отбирается наилучший.

Композиция элементов заключается в их объединении в более простые составные части (узлы, блоки, устройства, подсистемы). Такие составные части легче подвергаются оптимизации, в результате чего появляются типовые унифицированные модули (ИС, БИС, модули памяти, блоки питания, устройства отображения, ввода – вывода информации и т.д.). Сложную электронную систему обычно не удается представить в виде единого модуля (т.е. сначала создать для нее общую электрическую принципиальную схему, как это предполагается при этому восходящем проектировании). Поэтому систему разбивают на ряд подсистем, т.е. выполняют декомпозицию. Входящие устройств (подсистемы) могут быть покупными, либо их разработка может быть поручена специализированным предприятиям. В результате композиции и декомпози­ции систему разбивают на ряд иерархических уровней, каждый из которых может содержать ряд частей (подсистем, устройств, бло­ков и т. д.) желательнов виде типовыхунифицированных модулей. Нередки ситуации, когда среди освоенных таких модулей не оказывается, а узлы, собранные из имеющихся, не удовлетворяют по массо-габаритным или иным характеристикам. В этих случаях обычно принимается решение о собственной разработке модулей с необходимыми параметрами, либо их разработку также поручают смежным предприятиям по отдельным ТЗ.

Сочетание композиции, декомпозиции и иерархичности позво­ляет существенно упростить не только проектирование системы, но и ее производство, эксплуатацию и утилизацию. Однако при разбивке системы на подсистемы (устройства, блоки) необхо­димо формулировать исходные данные для проектирования каж­дой подсистемы так, чтобы они достаточно полно и правильно учи­тывали все основные виды взаимодействия между подсистемами впроцессе выполнения системой поставленной перед нею задачи. Особое внимание при этом следует уделять обоснованию крите­рия качества каждой подсистемы. В противном случае подсисте­ма, оптимальная в смысле ее критерия качества, может оказать­ся далеко не оптимальной или вообще непригодной с точки зрения критерия качества системы в целом.

9. Вскрытие основных технических противоречий, препятствую­щих улучшению качества системы и ускорению процесса ее разра­ботки, а также отыскание приемов их преодоления. Правильное сочетание различных методов проектирования, в первую очередь математических, эвристических и эксперимен­тальных

11. Обеспечение должного взаимодействия в процессе проек­тирования специалистов различных уровней и профилей.