Введение к работе
Актуальность работы. Эффективное интерактивное проектирование изделий электронной техники - одно из важнейших направлений использования персональньк ЭВМ (ПЭВМ), дающее максимальный эффект среди возможных приложений компьютеров. Основополагающий вклад в разработку вопросов, связанных с теоретическим обоснованием и практической реализацией САПР внесли труды Н.П. Буслснко, В.М. Глушхова, И.В. Прангишвили, А.Г. Алексенко, В.А. Горбатова, С.А. Редкозубова, В.П. Корячко, С.А. Майорова, Г.И. Новикова, И.П. Норенкова, В.Н. Ильина, В.П. Сигорского, А.Н. Мелихова и многих других ученых. Технология проектирования изделия электронной техники характеризуется как итеративная процедура, основными этапами которой являются: синтез проектного решения, анализ и оптимизация, оценка, представление результатов.
Этапы синтеза и анализа тесно связаны друг с другом и многократно повторяются в процессе проектирования. Итеративный характер этих этапов проявляется в том, что вначале проектировщик определяет концептуальную основу конкретного узла создаваемой системы, затем эта концепция подвергается анализу, усовершенствованию и повторному воплощению в проектное решение. Этот цикл повторяется до тех пор, пока не будет получено решение, оптимальное в условиях проектных ограничений, учитываемых разработчиком.
Как объекты проектирования, источники вторичного электропитания (ИВЭП) имеют разные структуры', большое количество нелинейных компонентов н представляют собой сложные нелинейные системы, в которых выполнение основной функции - качественного преобразования электромагнитной энергии, - невозможно без обработки информации, определяющей динамические характеристики источника.
Проектирование ИВЭП, как изделий электронной техники, проводится на двух уровнях:
- на структурном уровне с целью выбора структурной схемы и анализа
динамических характеристик;
- на схемотехническом уровне для решения специфических задач схемотехники,
данные которого используются ка этапе оценки полученного проектного
решения.
При проектировании изделий электронной техники на схемотехническом уровне проектировщику предоставляется несколько стандартных САПР, имеющих расширенную библиотеку встроенных математических моделей компонентов аналоговых и цифровых схем, и несколько режимов аналігза.
Выбор структурной схемы ИВЭП производится по результатам анализа его работы в характерных режимах для конкретного применения, что включает в себя обязательным этапом анализ статических и переходных процессов, а также расчет стохастических характеристик системы. Методы анализа должны удовлетворять не только требованиям точности расчета переходных процессов, но и учитывать специфику динамических свойств основного узла ИВЭП -вентильного преобразователя (ВП), обусловленных его дискретным управлением и неполной управляемостью вентилей, а также обеспечивать небольшие затраты времени счета к минимальный объем памяти, что характерно для интерактивного проектирования.
Основная цель реферируемой работы состоит: в разработке быстродействующих алгоритмов расчета переходных процессов и их программных реализаций при проектировании ИВЭП на структурном уровне; в разработке методологии автоматизации проектирования ИВЭП с учетом их особенностей; в получении моделей основных узлов ИВЭП. Поставленная цель достигается решением следующих задач:
-
Разработка и исследование алгоритмов расчета переходных процессов ИВЭП на структурном уровне и их программная реализация.
-
Разработка моделей основных узлов ИВЭП, основанных на преобразовании Фурьс-Уолша и их программная реализация.
3. Разработка методики расчета статистических характеристик выходных
сигналов ИВЭП.
Научная новизна работы заключается в разработке:
моделей основных узлов ИВЭП;
алгоритмов расчета переходных процессов ИВЭП на структурном уровне и нх программной реализации;
- методологии расчета статистических характеристик выходных сигналов
ИВЭП.
Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, подтверждается использованием в проводимых исследованиях спектрального метода, математического аппарата теории систем автоматического регулирования в сочетании со ставдартными численными методами, а так же положительными результатами внедрения в
промышленность ИВЭП, разработанных на базе предложенных программных средств расчета переходных процессов.
Практическая значимость работы состоит:
в разработке программных средств расчета переходных процессов в ИВЭП на структурном уровне проектирования;
во внедрении разработанных программных средств в практику автоматизации проектирования на промышленных предприятиях, о чем имеются соответствующие акты о внедрении. Эксплуатация этих средств улучшает динамические характеристики и уменьшает время проектирования ИВЭП.
Реализация роботы. Разработанные модели, алгоритмы, программы и методология автоматизации проектирования ИВЭП внедрены: на заводе "Гран", г.Владикавказ; при проектировании системы стабилизации скорости вращения дисковых устройств магнитной записи в НПО "Маяк", г.Киев (экономический эффект - 182.88 тыс. рублей в ценах 1976 г.); в учебном процессе при курсовом и дипломном проектировании изделий электронной техники в Северо-Кавказском технологическом университете.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались автором и обсуждались на:
- Республиканском научно-техническом семинаре "Повышение эффективности
вторичных источников питания.", г.Киев, 1974;
- Республиканском научно-техническом семинаре "Применение ЭВМ для
анализа и проектирования вентильных преобразователей.", г. Саратов, 1977г.;
Республиканском научно-техническом семинаре "Математическое и программное обеспечение автоматизированного проектирования и исследования устройств электропитания на ЭВМ.", г.Кисв, 1982г.;
Ш-й Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы преобразовательной техники.", г.Киев, 1983г.;
IV-й Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы преобразовательной техники.", г.Кисв, 1987г.;
- научно-технических конференциях Северо-Кавказского горно-металлурги
ческого института, г.Орджоникидзе, 1974-1995г.г.
Публикации. Результаты выполненных теоретических и
экспериментальных исследований представлены в 15 статьях и одном авторском свидетельстве.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержитіій страниц машинописного
текста, 3 таблиц, З V рисунка, список литературы mS7 наименований, і приложения.
