Учебное пособие: Системи автоматизованого проектування

4.1. Топологічні моделі - відображають склад та взаємозв’язок елементів елементів проектування. Їх частіше всього використовують для опису об’єктів, що складаються з великої кількості окремих елементів при розв’яз-ку таких задач конструкторського проектування, як задачі компоновки, тра-сування з’єднань та прив’язки конструктивних елементів.

Топологічні моделі можуть мати форму графів, таблиць, списків, мат-риць, а для маніпулювання на ЕОМ з такою моделлю, вона представляється у вигляді спеціальних матриць: сумістності та інцидентності.  

4.2. Геометричні моделі - це сукупність відомостей, які однозначно визначають форму геометричного об’єкту. Геометричні моделі можуть бути представлені сукупністю рівнянь ліній та поверхонь, алгебраїчними співвідношеннями, графами, списками, таблицями, описами на спеціальних графіч-них мовах.

5. Методи та алгоритми проектних операцій і процедур

5.1 Методи та алгоритми аналізу

Методи та алгоритми аналізу (як одноваріантного, так і багатоваріант- ного) призначені для визначення якостей та чередування працездатності об’єктів проектування.

По суті своїй, в задачу цих методів та алгоритмів входить розв’язок деякої функціональної ММ відносно вектора вихідних параметрів Y при ві-домих обмеженнях на зовнішні та внутрішні параметри, як на просторово- часові координати.

Методи аналізу залежать від введення конкретної ММ, яка описує об’єкт проектування і залежать від процедур аналізу. Оскільки в нашій практиці використовуються, в основному, розподілені та зосереджені математичні моделі, а також ММ у вигляді трансцендентних та алгебраїчних рівнянь, той застосувуються відповідні методи аналізу :

- методи розв’язку диференціальних рівнянь в часткових похідних;  

- методи розв’язку звичайних диференціальних рівнянь;  

- методи розв’язку трансцендентних рівнянь;  

- методи розв’язку систем лінійних алгебраїчних рівнянь.

5.2. Методи та алгоритми параметричного синтезу

Задачею параметричного синтезу є визначення найкращих (оптималь-них) значень внутрішніх (керованих) параметрів для вибраної структури об’єкту з врахуванням всіх вимог ТЗ на об’єкт, що проектується (умов праце-здатності, обмежень конструкторського та технологічного характеру і т. інше).

Звідси, методи і алгоритми параметричного синтезу повинні забезпечу-вати досягнення цієї задачі.

На даний час є велика кількість докладно розроблених методів параметричного синтезу. Конкретний вибір того чи іншого метода залежить від конкретної постановки задачі параметричного синтезу (таких задач в складі процедури параметричного синтезу може бути декілька) та від виду кретерія якості.

Більшість задач параметричного синтезу зводиться до задач оптимізації, які в найбільш загальному формулюються слідуючим чином: при заданих значеннях зовнішніх параметрів q знайти такі значення внутрішніх (керованих) параметрів Xi, з області допустимих значень, при яких знайдуться шля-хом аналізу ММ вихідні параметри Yj , що задовільняють умовам працездатності, а критерій (функціонал) якості досягне екстремального значення.

У випадку, якщо критерій якості має вид цільової функції, що частіше всього зустрічається в задачах оптимізації, а отже - параметричного синтеза. Задача оптимізації зводиться до задачі математичного програмування:

 extr F(x)                               ( 4. 9.)

 x Î xД,

тобто, необхідно знайти екстремум цільової функції F(x) в межах допустимої області XД зміни керованих параметрів X. Область XД може задаватись сукупністю обмежень типу нерівності та рівності.

В залежності від виду цільової функції F та обмежень на керовані пара-метри розрізняють:

- задачу безумовної оптимізації, коли відсутні обмеження на X (екстре- мум знаходиться в межах необмеженого простору);

- задачу умовної оптимізації;

- задачу лінійного програмування;

- задачу нелінійного програмування;

- задачу випуклого програмування (задачі квадратичного та геометрич-ного програмування).

5.3. Методи та алгоритми структурного синтезу

Задача структурного синтезу полягає у виборі принципу дії технічного об’єкту і у визначенні оптимальної структури об’єкту для реалізації заданої функції.

На відміну від розглянутих вище процедур аналізу і параметричного синтезу, процедура структурного синтезу найбільш тяжко піддається формалізації.

В той же час, подальше підвищення ступеню автоматизації проектування залежить, в перщу чергу, від успіхів в розробці ММ та алгоритмів.

5.      Тема : Програмне забезпечення САПР.

План

1. Загальна характеристика ПЗ САПР, його основні функції.

2. Склад і структура ПЗ САПР. Вимоги до ПЗ САПР.

3. Спеціалізоване ПЗ САПР, його призначення і структура.

 (2 години).

1. Загальна характеристика програмного забезпечення САПР, його основні функції

Програмне забезпечення займає особливе місце в САПР, так як в програмах реалізуються методи та алгоритми автоматизованого проектування. ПЗ САПР відноситься до складних програмних систем. На розробку ПЗ САПР витрачається до 90 % коштів, які виділяються на створення САПР.

Програмне забезпечення САПР являє собою сукупність програм на машинних носіях з необхідною програмною документацією, яка призначена для виконання автоматизованого проектування (ГОСТ 23501.4- 79).

Все програмне забезпечення САПР поділяється на базове, загальносистемне та спеціалізоване.

А. Базове ПЗ поставлється разом із засобами обчислювальної техніки (ЗОТ) і не є об’єктом розробки при створенні ПЗ САПР, тому в подальшому розглядатись не буде.

Б. Загальносистемне ПЗ є інваріантним до об’єктів проектування.

 Основними функціями загальносистемного ПЗ САПР є: управління процесом розрахунків; введення, виведення та обробка інструкцій користувачів; діалоговий взаємозв’язок з користувачем в процесі проектування; зберігання, пошук, аналіз, модифікація даних, захист їх цілостності; розв’язок загальносистемних задач; контроль і діагностика в процесі розв’язку задач проектування.

До складу загальносистемного ПЗ входять: моніторна діалогова система; системи управління базами даних (СУБД) та інформаційно-пошукова; геометричні та графічні процесори; засоби формування графічної та текстової інформації; засоби для виконання загальнотехнічних розрахунків.

В. Спеціалізоване ПЗ функціонує в операційному середовищі, яке складається з базового і загальносистемного ПЗ. Його метою є реалізація алгоритмів автоматизованого проектування і одержання проектних рішень.

До складу спеціалізованого ПЗ входять: пакети  прикладних програм

(ППП), які реалізують ці функції (розрахунки, аналіз, синтез і т.д.).

Взаємодію спеціалізованного, загальносистемного і базового ПЗ з технічними засобами САПР можно виразити наступною схемою:

 Інструментальні ПК являють собою технологічні засоби, які призначені для, розвитку та модернізації ПЗ САПР.

Проектуючі ПК - призначені для одержання закінченого проектного рішення і входять в склад проектуючих підсистем САПР (як складові частини відповідних програмно- методичних комплексів (ПМК).

   Базове ПЗ

  Загальносистемне П                Спеціалізоване ПЗ

Рис.5.1.

.

2. Склад і структура ПЗ САПР

Програмне забезпечення САПР, так як і сама САПР підрозділяється:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16