Файл: Разработка метода комплексного моделирования физических процессов при автоматизированном проектировании бортовых электронных устройств.pdf

16
процессов в БЭУ (методика 1);
2. Верификации комплексных моделей тепловых и аэродинамических процессов в БЭУ (методика 2);
3. Комплексного моделирования и обеспечения тепловых и механических характеристик БЭУ (методика 3).
Новизна методики составления и отработки типовых комплексных моделей физических процессов в БЭУ заключается в описании механизма связи в единую комплексную модель тепловой, аэродинамической и механической подмоделей на основе общих модельных параметров. Кроме этого методика описывает применение программных средств, позволяющих повышать квалификацию конструктора, путем повышения уровня знаний с использованием программных средств подсистемы АСОНИКА-П, и применение средств математического моделирования.
Новизна методики верификации комплексных моделей тепловых и аэродинамических процессов в БЭУ без проведения эксперимента, заключается в том, что предложен механизм проверки правильности составления комплексной теплоаэродинамической модели без проведения эксперимента на основе анализа рассчитываемых чисел Рейнольдса. Применение данной методики позволяет выявлять как грубые ошибки конструктора, связанные с ошибками в структуре моделей, так и ошибки, которые могут возникать вследствие невнимательности при задании параметров элементов моделей.
Новизна разработанной в диссертационной работе методики комплексного моделирования и обеспечения тепловых и механических характеристик БЭУ состоит в описании способов применения нового математического, информационного и программного обеспечения, входящего в состав подсистемы АСОНИКА-П. Так в методике описаны вопросы: обучения пользователя, выполнения комплексного математического моделирования,
поиска и предоставления информации.
В главе 4 также приведено описание экспериментальных исследований,
проведенных в диссертационной работе. Разработанные макромодель, метод,
методики и подсистема проверялись на экспериментальных образцах и готовых изделиях. Примеры экспериментальной проверки метода, модели, методик и подсистемы приведены в табл.
Внедрение методического, математического, программного и информационного обеспечения в процесс проектирования БЭУ на промышленных предприятиях позволило:
• снизить погрешности моделирования бортовых электронных устройств при их автоматизированном проектировании за счет учета в математических моделях комплексного характера протекания физических процессов;
• создать конструкции БЭУ с улучшенными показателями технического уровня за счет выявления «слабых» мест в разрабатываемых образцах и предложения вариантов улучшенных технических решений;

Таблица.
Проверка разработанных модели, метода и методик с помощью вычислительного и физических экспериментов

18
• сократить временные затраты на разработку БЭУ за счёт сокращения объёма натурных испытаний и уменьшения количества возвратов на предыдущие стадии в циклах разработки.
Разработанные и апробированные в практике проектирования БЭУ
макромодель, метод, методическое и программное обеспечение использовались для создания методических указаний к лабораторным работам по дисциплинам
«Основы математического моделирования» и «Теоретические основы надёжности и управления качеством РЭС».
В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе в целом.
В приложениях к диссертационной работе приведены акты внедрения результатов диссертационной работы, результаты расчетов объектов БЭУ в подсистеме «АСОНИККА-П».
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
В процессе решения поставленных в диссертационной работе задач получены следующие основные результаты:
1. Разработан метод комплексного моделирования физических процессов при автоматизированном проектировании БЭУ, отличающийся применением комплексной параметризованной модели, что позволяет увеличить гибкость модели, по сравнению с непараметризованной, за счет появления возможности её автоматизированной перенастройки под заданный объект БЭУ путем управления параметрами элементов через внутренние модельные параметры. В
методе так же расширена библиотека аналитических моделей, увеличено количество выходных данных моделирования и рассмотрен процесс поддержки создания комплексных моделей. Это позволяет расширить область применения метода на большее количество объектов БЭУ, автоматизировать процесс решения трудоемких задач по изменению параметров типовых комплексных моделей под конкретный объект моделирования.
2. В рамках комплексной модели разработана топологическая макромодель механических процессов в амортизированном блоке БЭУ,
позволяющая моделировать многоуровневые системы виброизоляции с учетом межуровневых взаимодействий, подключать к макромодели фрагменты,
описывающие печатные узлы и другие конструктивные элементы, использовать макромодель в составе комплексных моделей БЭУ.
3. Разработана архитектура подсистемы комплексного моделирования разнородных физических процессов в БЭУ АСОНИКА-П и отдельных программ, входящих в её состав. Это дало возможность улучшить преемственность между различными этапами разработки программного обеспечения подсистемы, а так же позволило присоединяющимся к работе сотрудникам быстрее входить в суть и приступать к продуктивной работе.

19 4. Выполнена программная реализация разработанного метода комплексного моделирования физических процессов при автоматизированном проектировании БЭУ в соответствии с предложенной архитектурой подсистемы.
5. Разработано методическое обеспечение подсистемы комплексного математического моделирования разнородных физических процессов в конструкциях БЭУ, состоящее из методик:
• составления и отработки типовых комплексных моделей физических процессов в БЭУ;
• верификации комплексных моделей тепловых и аэродинамических процессов в БЭУ без проведения эксперимента;
• комплексного моделирования и обеспечения тепловых и механических характеристик БЭУ.
6. Выполнена экспериментальная проверка разработанных метода,
макромодели, методического и программного обеспечения подсистемы и подтверждена эффективность их применения при автоматизированном проектировании БЭУ.
Результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования БЭУ на промышленных предприятиях и в учебный процесс вузов, а также использовались при выполнении научно-исследовательской работы № 100378 по договору с министерством образования РФ.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ
1. Кофанов Ю.Н., Воловиков В.В., Игнатовский А.Н. Автоматизация поддержки профессионального творчества в проектировании радиоэлектронных средств. // Информационные технологии в проектировании и производстве: науч.-техн. журн. - М.: ГУЛ «ВИМИ», 2002. - № 3. - С. 2 - 8.
2. Воловиков В.В. Разработка учебной программы моделирования разнородных физических процессов. // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МГИЭМ: тезисы докладов. —
М: МГИЭМ, 1998.-С. 133 - 134.
3. Воловиков В.В. Расчёт функций чувствительности во временной области для задач диагностики. // Системные проблемы качества,
математического моделирования и информационных технологий: Материалы
Международной научно-технической конференции и Российской школы молодых ученых и специалистов. Часть 3. -М.: НИИ «Автоэлектроника», 1998.
- С . 37-38.
4. Воловиков В.В. Принципы построения программы комплексного моделирования физических процессов для учебно-исследовательской подсистемы // Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий: Материалы Международной научно- технической конференции и Российской школы молодых ученых и

20
специалистов: Тезисы докладов. - М.: НИИ "Автоэлектроника", 2000. — С. 43 —
44.
5. Воловиков В.В. Применение ЭВМ для поддержки профессионального творчества в технических областях. // Системные проблемы качества,
математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий: Материалы Международной конференции и Российской научной школы. Часть 1.-М.: 2001. - С . 152.
6. Кофанов Ю.Н., Воловиков В.В. Межотраслевая система компьютерной поддержки профессионального творчества в технических областях. // III Международная выставка-конференция «Информационные технологии и телекоммуникации в образовании»: Тезисы докладов. — М.: 2001.
- С . 61-62.
7. Воловиков В.В. Система автоматизированной поддержки профессионального творчества в радиоэлектронике // Системные проблемы качества, математического моделирования, информационных, электронных и лазерных технологий: Материалы Международной конференции и Российской научной школы. Часть 1, книга 1. - М.: Радио и связь, 2002. - С. 50 - 52.
8. Воловиков В.В. Поддержка поискового проектирования и развитие навыков профессионального творчества // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов, посвященная 40-летию
МИЭМ: Тезисы докладов. - М.: МИЭМ, 2002. - С. 176 -177.
9. Воловиков В.В. Использование математического моделирования при профессиональном творчестве в радиоэлектронике // Информационные технологии в проектировании, производстве и образовании: Сборник трудов
Российской научно-технической конференции. - Ковров: КГТА, 2002. - С.12 -
13.
10. Воловиков В.В. Топологическая модель амортизированного объекта для анализа многоуровневых систем виброизоляции // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ: Тезисы докладов. -М.: МИЭМ, 2003. - С . 193.
11. Воловиков В.В. Проектирование БЭУ с использованием средств информационной поддержки жизненного цикла // Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ: Тезисы докладов. - М.: МИЭМ, 2003. - С. 194 - 195.
12. Кофанов Ю.Н., Сарафанов А.В., Воловиков В.В. Метод информационной поддержки ранних стадий проектирования радиоэлектронной аппаратуры. // Информационные технологии в проектировании и производстве:
науч.-техн. журн. -М.: ГУП «ВИМИ», 2003. - № 3. - С. 51 - 56.