Материал: Автоматизация проектирования систем и средств управления. Учебное пособие. Кисурин А.А., Беспаленко В.Д
СПРАВОЧНИК МАГНИТНОГО ДИСКА (кафедра автоматики и информатики
в технических системах)
А. А. Кисурин В. Д. Беспаленко
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ И СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ
Учебное пособие
|
АПСУ.rar______ |
|
15.4 Мбайт___ |
24.08.03_ |
(наименование файла) |
(объем файла) |
(дата) |
||
3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Воронежский государственный технический университет
А. А. Кисурин В. Д. Беспаленко
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ И СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ
Учебное пособие
Воронеж 2004
4
УДК 681.416
Кисурин А. А., Беспаленко В. Д. Автоматизация проектирования систем и средств управления: Учебное пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2004.
В учебном пособии рассматриваются структуры системы автоматизированного проектирования (САПР) средств и систем управления; техническое обеспечение САПР; лингвистическое обеспечение; программное и информационное обеспечение САПР; вопросы моделирования; а также анализа и синтеза систем управления. Издание соответствует рабочей программе дисциплины «Автоматизация проектирования систем и средств управления» и предназначено для студентов специальности 210100 «Управления и информатика в технических системах» дневной формы обучения.
Пособие подготовлено на магнитном носителе в текстовом редакторе МS Word 2000 и содержится в файле АПСУ.rar.
Табл. 5. Ил. 20. Библиогр.: 11 назв.
Научный редактор д-р техн. наук, проф. В. Л. Бурковский
Рецензенты: кафедра электротехники Воронежского государственного аграрного университета им. Глинки; зав. кафедрой канд. техн. наук, доцент В. В. Картавцев; вице-президент Федерального научно-производственного цен-
тра ЗАО НПК (о) «Энергия» канд. техн. наук, доцент Г. Д. Лившин
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
Кисурин А. А., Беспаленко В. Д., 2004 Оформление Воронежский государственный технический университет, 2004
5
ВВЕДЕНИЕ
Проектирование - это комплекс работ с целью получения описаний нового или модернизируемого технического объекта, достаточных для реализации или изготовления объекта в заданных условиях. Объектами проектирования могут быть изделия (например, обрабатывающий центр, двигатель внутреннего сгорания, ЭВМ) или процессы (например, технологические, вычислительные). Комплекс проектных работ включает в себя теоретические и экспериментальные исследования, расчеты, конструирование.
Получаемые при проектировании описания бывают окончательными или промежуточными. Окончательные описания представляют собой комплект конст- рукторско-технологической документации в виде чертежей, спецификаций, пояснительных записок, схем, программ для ЭВМ и управляемого технологического оборудования и т. п. Промежуточные описания по своей форме разнообразны - текстовые документы, эскизы, описания на языках используемых автоматизированных систем и др. Главное в описаниях - их содержание, отражающее черты и свойства проектируемых объектов.
Проектирование, осуществляемое человеком при взаимодействии с ЭВМ, называют автоматизированным. Степень автоматизации может быть различной и оценивается долей проектных работ, выполняемых на ЭВМ без участия человека. При =0 проектирование называют неавтоматизированным, при =1 - автомати-
ческим.
Автоматизированное проектирование осуществляется в рамках САПР. Сис-
тема автоматизированного проектирования — это организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования (АП), взаимодействующего с подразделениями проектной организации, и выполняющая автоматизированное проектирование.
Научно-технический прогресс порождает необходимость повышения степени АП. Создаются новые методы и средства АП, позволяющие расширить круг задач, решаемых автоматически. Параллельно с совершенствованием САПР возникают потребности и технологические возможности в создании новых, более сложных объектов и систем, а следовательно, и потребности в решении более сложных проектных задач. Формализация проектных процедур в этих условиях может быть только частичной, поэтому создание систем автоматического проектирования возможно лишь для некоторых частных классов технических объектов с устоявшимися физическими и технологическими принципами построения и изготовления. Современное проектирование сложных объектов, как правило, является автоматизированным.
6
Иерархическая структура проектных спецификаций и иерархические уровни проектирования.
При использовании блочно-иерархического подхода к проектированию представления о проектируемой системе расчленяют на иерархические уровни. На верхнем уровне используют наименее детализированное представление, отражающее только самые общие черты и особенности проектируемой системы. На следующих уровнях степень подробности списания возрастает, при этом рассматривают уже отдельные блоки системы, но с учетом воздействий на каждый из них его соседей. Такой подход позволяет на каждом иерархическом уровне формулировать задачи приемлемой сложности, поддающиеся решению с помощью имеющихся средств проектирования. Разбиение на уровни должно быть таким, чтобы документация на блок любого уровня была обозрима и воспринимаема одним человеком.
Другими словами, блочно-иерархический подход есть декомпозиционный подход (его можно назвать также диакоптическим), который основан на разбиении сложной задачи большой размерности на последовательно и (или) параллельно решаемые группы задач малой размерности, что существенно сокращает требования к используемым вычислительным ресурсам или время решения задач.
Можно говорить не только об иерархических уровнях спецификаций, но и об
иерархических уровнях проектирования, понимая под каждым из них совокупность спецификаций некоторого иерархического уровня совместно с постановками задач, методами получения описаний и решения возникающих проектных задач.
Список иерархических уровней в каждом приложении может быть специфичным, но для большинства приложений характерно следующее наиболее крупное выделение уровней:
•системный уровень, на котором решают наиболее общие задачи проектирования систем, машин и процессов; результаты проектирования представляют в виде структурных схем, генеральных планов, схем размещения оборудования, диаграмм потоков данных и т. п.;
•макроуровень, на котором проектируют отдельные устройства, узлы машин и приборов; результаты представляют в виде функциональных, принципиальных и кинематических схем, сборочных чертежей и т. п.;
•микроуровень, на котором проектируют отдельные детали и элементы машин и приборов.
Вкаждом приложении число выделяемых уровней и их наименования могут быть различными. Так, в радиоэлектронике микроуровень часто называют компонентным, макроуровень - схемотехническим. Между схемотехническим и системным уровнями находится уровень, называемый функционально-логическим. В вычислительной технике системный уровень подразделяют на уровни проектирования ЭВМ (вычислительных систем) и вычислительных сетей. В машиностроении имеются уровни деталей, узлов, машин, комплексов.
7