Материал: 1585

22

1. Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе.

1.1.Цели преподавания дисциплины.

Цель курса "Проектирование радиотехнических систем" - ознакомить студентов с методологией и особенностями проектирования систем и привить навыки системного подхода при принятии технических решений.

Комплексный (системный) подход при выполнении исследовательских и опытноконструкторских работ предполагает, что все технические решения, от разработки математической модели до деталировки конструкции, должны приниматься исходя из необходимости оптимизации всей системы по принятым критериям эффективности.

В курсе излагается порядок, приводятся сведения об основных стадиях и этапах проектирования, содержании и особенностях отдельных этапов.

Лекции сопровождаются практическими занятиями, в процессе которых каждый студент выполняет комплексное индивидуальное задание по описанию этапов проектирования системы.

Одновременно с изучением лекционного курса студенты выполняют курсовой проект. Курсовой проект по радиотехническим системам является последним курсовым проектом, выполняемым студентами в период обучения, и непосредственно предшествует дипломному проектированию. Он выполняется одновременно с заключительной частью учебно-исследовательской работы и, как правило, на ее основе.

Курсовой проект выполняется по индивидуальным нестандартным заданиям.

1.2.Задачи изучения дисциплины.

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

•способы сбора, обработки, анализа и систематизации научно-технической информации;

•принципы и методику эскизного системного проектирования систем;

•основные положения теории игр;

•основные положения стандартов на выполнение НИР и ОКР.

Уметь:

•разрабатывать математические модели и использовать их для анализа и синтеза систем;

•планировать лабораторные и натурные эксперименты;

•разрабатывать структурные и функциональные схемы систем и комплексов;

Владеть:

•системным подходом при анализе и оптимальном проектировании систем.

1.3.Перечень дисциплин и разделов (тем), необходимых студентам для изучения данной дисциплины.

Дисциплина относится к региональным дисциплинам цикла дисциплин специализации учебного плана основной образовательной программы по специальности 090106.65 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем».

Для изучения данной дисциплины необходимо освоение курсов «Математика 1», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Статистическая радиотехника (радиофизика)», «Электродинамика и распространение радиоволн», «Криптография», «Радиотехнические (радиоэлектронные) системы».

Изучение данной дисциплины необходимо для выполнения выпускной квалификационной работы и формирования необходимых компетенций специалиста.

2. Содержание дисциплины.

2.1.Наименование тем, их содержание, объём в часах лекционных занятий.

2.1.1. Введение – 6 часов.

23

Предмет и содержание курса. Основные признаки современных радиотехнических систем. Основные проблемы при проектировании. Принципы проектирования. Этапы и разделы проектирования, их содержание. Заявка на разработку, техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, изготовление опытного образца, испытания, разработка рабочей документации. Внешнее и внутреннее проектирование.

2.1.2. Внешнее проектирование систем – 15 часов.

2.1.2.1.Постановка задачи. Описание окружения, точка зрения, область допустимых или желательных решений, критерий эффективности. Требования к критерию эффективности.

2.1.2.2.Математическая модель (метод). Виды моделей: жесткие и вероятностные, аналитические и численные. Использование моделей.

2.1.2.3.Планирование эксперимента. Цель экспериментов. Источники данных: измерения, документы, беседы, личное участие. Лабораторные эксперименты и эксперименты в натурных условиях. Особенности, учитываемые при планировании эксперимента. Репрезентативность выборки. Предварительный и основной эксперимент. Способы исключения или уменьшения систематических погрешностей. Контрольные эксперименты. Типичные ошибки при планировании эксперимента.

2.1.2.4.Обработка результатов эксперимента. Представление случайных данных. Выбор параметров аппроксимирующих функций. Способ наименьших квадратов и метод максимума правдоподобия. Проверка и критерии соответствия. Задачи дисперсионного анализа.

2.1.3. Внутреннее проектирование систем – 14 часов.

2.1.3.1.Проектирование единичной нити. Порядок проектирования. Прототип, оптимизация и деталировка.

2.1.3.2.Проектирование большой нагрузки. Терминология и задачи. Обобщенная схема. Статистическое описание последовательности входов. Законы распределения времени обработки. Виды очередей. Средняя длина очереди и среднее время ожидания. Другие статистические характеристики длины очереди и времени ожидания, требуемая емкость накопителя (буферного устройства).

2.1.3.3.Состязательное проектирование. Задачи состязательного проектирования и основные понятия теории игр. Терминология и принятие решений применительно к радиотехническим системам. Применение принципа минимакса.

2.1.4. Заключение. Современные тенденции в методологии проектирования РТС. – 1

час.

Итого лекций 36 часов.

2.2.Практические и семинарские занятия, их содержание и объём в часах.

1.Описание радиотехнической системы. (Название, цель и назначение, признаки и функции системы, показатели назначения, критерий эффективности) – 2 часа.

2.Составление технического задания. (Метод реализации, описание системы в целом, укрупненная блок-схема системы, описание подсистем, тактико-технические требования) – 4 часа.

3.Окружение системы. Внешние условия. (Характеристика условий эксплуатации, основные направления, по которым необходимо проведение экспериментов) – 3 часа.

4.Математическая модель. Планирование эксперимента. (Перечень входов и выходов с их обозначениями и количественными характеристиками-размерностями, формульная связь входов и выходов и/или их статистических характеристик, планирование эксперимента) – 4 часа.

5.Проектирование единичной нити. (Прототип, функциональная схема, недостатки функциональной схемы, предложения по ее оптимизации) – 3 часа.

6.Контрольная работа – 2 часа.

24

2.3.Виды самостоятельной работы (с указанием объёма часов и форм контроля).

Самостоятельная работа в процессе изучения дисциплины включает в себя просмотр материала и подготовку к очередным лекциям (9 часов), выполнение комплексного индивидуального задания (57 часов).

Комплексное индивидуальное задание:

ЗАДАНИЕ No.1. Описание радиотехнической системы. (Название, цель и назначение, функции системы, показатели эффективности) – 10 часов.

ЗАДАНИЕ No.2. Составление технического задания. (Описание системы в целом, описание подсистем, тактико-технические требования) – 18 часов.

ЗАДАНИЕ No.3. Математическая модель. Планирование эксперимента. (Перечень входов и выходов с их обозначениями и количественными характеристиками-размерностями, формульная связь входов и выходов и/или их статистических характеристик, планирование эксперимента) – 12 часов.

ЗАДАНИЕ No.4. Проектирование единичной нити. (Прототип, функциональная схема, недостатки функциональной схемы, предложения по ее оптимизации) – 17 часов.

3. Учебно-методические материалы по дисциплине.

3.1.Основная литература.

3.1.1. Силич М.П. Системотехника: учебное пособие / М. П. Силич, Е. Н. Рыбалка ; ред. М.П. Силич; Томский гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники. - Томск: ТУСУР, 2007.. В библиотеке имеется 100 экз.

3.2.Дополнительная литература.

3.2.1.Системотехника. Введение в проектирование больших систем / Г. Х. Гуд, Р. Э. Макол ; пер.: К. Н. Трофимов, С. Е. Жорно, И. В. Соловьев ; ред. пер. Г. Н. Поваров. - М. : Советское радио, 1962. - 383 с.: ил., табл. - Пер. с англ..

3.2.2.Апорович А.Ф. Проектирование радиотехнических систем: учебное пособие. – Минск: Вышэйшая школа, 1988. - 221 c.

3.3.Перечень методических указаний (УМП) по проведению конкретных видов учебных занятий, наглядных и других пособий, а также методических

материалов к используемым в учебном процессе техническим средствам.

3.3.1. Шарыгин Г.С. Проектирование радиотехнических систем. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности «Радиоэлектронные системы».

– Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2002. [Электронный ресурс]

4.Рейтинговая система оценки качества.

4.1.Балльная раскладка отдельных элементов контроля по видам занятий.

Всего возможно баллов – 100, в том числе: за посещение лекций 18х1, всего максимум 18 баллов; за выполнение комплексного индивидуального задания максимум 32 балла, за контрольную работу максимум 20 баллов, экзамен – 30 баллов.

Допуск к экзамену – не менее 35 баллов.

4.2.Методика формирования пятибалльных оценок в контрольные точки.

1 контрольная точка: всего возможно максимум 22 балла. Оценки: 5 – 20 баллов; 4 – 16 баллов; 3 – 11 баллов; 2 – ниже 11 баллов.

2 контрольная точка: всего возможно максимум 46 баллов. Оценки: 5 – 42 балла; 4 – 32 балла; 3 – 22 балла; 2 – ниже 22 баллов.

4.3.Методика формирования итоговой оценки по дисциплине.

Итоговой оценкой по дисциплине является оценка, полученная при сдаче экзамена.

25

СОДЕРЖАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Часть 1. Описание системы.

1.Название

2.Цель и назначение

3.Функции системы

4.Показатели назначения

5.Критерий эффективности

6.Метод реализации

7.Описание функционирования системы

8.Укрупненная блок-схема

Часть 2 . Составление технического задания.

Форма и пример технического задания приведены в разделе «Разработка радиоэлектронных устройств и систем настоящего учебно-методического пособия.

Часть 3. Математическая модель. Планирование эксперимента.

1.Перечень входов и выходов с их обозначениями и количественными характеристикамиразмерностями

2.Формульная связь входов и выходов и/или их статистических характеристик

3.Неизвестные факторы, знание которых необходимо для проектирования системы, их количественные характеристики

4.Программа и методика исследования или эксперимента

•Цель эксперимента

•Место и условия проведения эксперимента

•Краткое описание экспериментальной установки или аппаратуры, используемой для проведения эксперимента, требования к персоналу

•Описание действий при проведении эксперимента, что измеряется, продолжительность эксперимента, каким образом регистрируются данные эксперимента

•Краткое описание методов обработки результатов эксперимента, что получается в результате обработки

Часть 4. Проектирование единичной нити.

1.Прототипы (аналоги) системы, их краткое описание

2.Вариант(ы) функциональной схемы, составленной на основании прототипов, выбор варианта

3.Недостатки составленной функциональной схемы

4.Предложения по оптимизации функциональной схемы, исходя из принятого критерия эффективности

5.Исправленная окончательная функциональная схема

6.Технические требования к основным блокам и узлам функциональной схемы