Уточнение представлений о проектировании и конструировании ЭС.

Исходя из новых знаний о ЭС и процессе проектирования полученных ранее, уточним семантику (существо, смысл) процесса проектирования ЭС с общих позиций.

Будем исходить из того, что процесс проектирования ЭС, как и любой ТС, обладает определенными общими чертами. В то же время особенности процесса вытекают из особенностей объекта - ЭС - по сравнению с другими ТС.

Итак, общими являются следующие свойства процесса проектирования:

1) Спроектировать ЭС S, S= {П, Г, µ, Е} - это значит, определить принципы П, по которым строится система S, найти полный перечень элементов Г ЭС, определить структуру (схему) µ объединения элементов и найти значения параметров Е элементов системы.

2) Проектирование, в общем случае, будет включать в себя синтез, анализ и принятия решений при установлении указанных выше четырех элементов определяющих систему S. Следует учитывать, что при этом в общем случае должен участвовать человек.

Ранее были сформулированы особенности ЭС по сравнению с другими ТС:

- множество S_s, S_s = {S_эм, S_пр, S_м, S_т} различных подсистем, составляющих ЭС;

- взаимное влияние подсистем S_s, т.е. наличие отношений R_s между подсистемами S_s;

- различные уровни детализации при рассмотрении ЭС на начальном этапе проектирования (системное представление ЭС, функциональное, электрическая схема).

Таким образом, особенности процесса проектирования ЭС при сравнении с проектированием других ТС состоят в следующем:

1) проектировать необходимо несколько подсистем: электромагнитную S_эм, пространственную S_пр, механическую S_м, тепловую S_т;

2) необходим учет их взаимодействия, т.е. учет множества R_s связей между подсистемами;

3) для проектирования электромагнитной подсистемы S_эм приходится пройти ряд этапов;

4) необходим учет множества К₁, К₂, …, К_m, m ³ 2 критериев в оценке результатов проектирования.

Следствием указанных особенностей является:

1) наличие нескольких этапов:

- системотехническое проектирование;

- схемотехническое проектирование;

- конструирование;

2) известен перечень общих процедур проектирования ЭС (проектирование S_эм, S_пр, S_м, S_т), но не известен порядок, последовательность действий.

Идеальная стратегия проектирования ЭС как системы, состоит в одновременном проектировании всех подсистем S_эм, S_пр, S_м, S_т с установлением их взаимосвязей. Однако, в силу сложности такой задачи, приходится использовать последовательную стратегию проектирования с повторным пере проектированием.

Рис. 2.21. Последовательность проектирования ЭС.

Последовательность проектирования S_эм, S_пр, S_м, S_т подсистем является наиболее правильной исходя из факта уменьшения неопределенности при постановке и решении задач проектирования на соответствующем этапе. Перепроектирование необходимо для устранения возможных ошибок на отдельных этапах из-за отсутствия полной информации при постановке задач о будущих подсистемах. Например, проектирование пространственной подсистемы S_пр на втором этапе требует знания перечня элементов не только схемы электрической, но и элементов защиты от перегрева, от механических воздействий и т.д.

Следствием последовательной стратегии проектирования ЭС является и само понятия "конструирование". Именно конструированием называют обычно процесс проектирования трех подсистем ЭС - пространственной S_пр, механической S_м, тепловой S_т.

Исходя из общих положений теперь можно детализировать описание сущности процесса конструирования ЭС в следующем виде: для построения конструкции ЭС необходимо решить задачи синтеза принципов П построения для S_пр, S_м, S_т, затем - синтеза состава Г элементов для S_пр, S_м, S_т, затем - синтеза структур тех же подсистем и, наконец - синтеза значений параметров трех перечисленных подсистем. Далее необходим анализ и принятие решений по всем синтезированным решениям. Таким образом, получен полный перечень всех процедур проектирования конструкций ЭС.

Однако, остается не ясной последовательность выполнения этих процедур. Кроме того, следует учесть, что многие из указанных процедур в реальной практике отпадают из-за априорного знания о будущей системе.