Лабораторная работа № 1. Имитационное математическое моделирование движения механических систем




Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

 

 

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В САПР

Лабораторный практикум

По дисциплине

«Основы систем автоматизированного проектирования»

 

Уфа 2007

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

 

 

Кафедра двигателей внутреннего сгорания

 

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В САПР

 

Лабораторный практикум

по дисциплине

«Основы систем автоматизированного проектирования»

 

Уфа 2007


Составители: Ю.Р. Вахитов, С.А. Загайко

 

УДК 004.42:658.52.011 (07)

ББК 32.973-018.2:30.3-5-05 (я7)

 

Имитационное моделирование в САПР: Лабораторный практикум по дисциплине «Основы систем автоматизированного проектирования» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: Ю.Р. Вахитов, С.А.Загайко. – Уфа, 2007. – 39 с.

 

 

В работе рассматриваются основные элементы информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования. На примере простейших механических систем показано преимущество и возможности имитационной системы моделирования. Лабораторные работы построены таким образом, чтобы студенты могли понять взаимодействие основных видов обеспечения САПР при проектировании.

Предназначен для подготовки бакалавров по направлению 140500 – «Энергомашиностроение» и дипломированных специалистов по направлению 140500 специальности 140501 – «Двигатели внутреннего сгорания», изучающих дисциплину «Основы систем автоматизированного проектирования».

 

Табл. 21. Ил. 7. Библиогр.: 7 назв.

 

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. Ахмедзянов Д.А.;

канд. техн. наук, ст. преп. Черноусов А.А.

 

 

© Уфимский государственный авиационный технический университет, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 4

Лабораторная работа № 1

Имитационное математическое моделирование движения механических систем

1. Цель работы.. 6

2. Общие сведения. 6

3. Порядок выполнения работы.. 7

4. Вопросы для контроля. 13

Лабораторная работа № 2

Разработка структуры базы данных в пакете Access Microsoft Office 2000

1. Цель работы.. 14

2. Общие сведения. 14

3. Порядок выполнения работы.. 16

4. Вопросы для контроля. 29

Список литературы.. 30

Приложение. 31

 

 

Введение

 

Дисциплина «Основы систем автоматизированного проектирования» является дисциплиной по выбору общепрофессионального цикла учебного плана направления 140500 – «Энергомашиностроение» и специальности 140501 – «Двигатели внутреннего сгорания» направления подготовки дипломированных специалистов 140500. Содержание дисциплины определяется Дополнительными требованиями к Государственным образовательным стандартам высшего профессионального образования по вышеуказанным направлениям.

Целью дисциплины является получение студентами знаний и навыков, необходимых им для изучения смежных дисциплин специального цикла, при выполнении дипломного проектирования и для последующей профессиональной деятельности.

Одним из наиболее перспективных способов повышения качества, сокращения сроков разработки, доводки и подготовки производства сложных технических объектов области энергомашиностроения является автоматизация процесса проектирования отдельных узлов и всей технической системы в целом с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР) сложных технических систем (СТС) на основе широкого внедрения вычислительной техники и использования проблемно-ориентированных программных комплексов.

Таким образом, уже на стадии начальных конструкторских проработок оценивается качество, работоспособность и характеристики как элементов, так и всей конструкции энергоустановок. Если элементы САПР, анализирующие работу конструкции энергоустановок, достаточно точно отражают физическую суть процессов, то уже на ранних стадиях разработки СТС можно исключить ошибочные решения до стадии экспериментальной доработки СТС.

Курс «Основы автоматизированного проектирования» ставит своей целью дать всестороннее описание принципов осуществления автоматизации проектирования объектов энергомашиностроения, их классификацию, а также видов обеспечения автоматизированного проектирования, входящих в состав САПР.

В результате изучения дисциплины «Основы автоматизированного проектирования» студент должен иметь представление:

· о возможностях информационных технологий;

· о многообразии существующих прикладных программ для вычислительно-информационной техники;

· о системах автоматизированного проектирования.

 

Студент должен знать и уметь использовать:

· автоматизированные системы управления, изготовления и испытания двигателей;

· методы моделирования, расчета для разработки новых эффективных конструкций двигателя.

 

Студент должен иметь представления и владеть:

· навыками пользования вычислительной техникой для решения специальных задач;

· навыками использования расчетных модулей отдельных процессов объектов энергомашиностроения.

Изучению дисциплины «Основы автоматизированного проектирования» должны предшествовать дисциплины «Информатика» и «Инженерная графика».

Развитию этих знаний и умений служат нижеследующие лабораторные работы.

 

Лабораторная работа № 1. Имитационное математическое моделирование движения механических систем

Цель работы

Целью работы является изучение метода имитационного моделирования, положенного в основе работы интерактивной системы имитационного моделирования «Альбея», на примере движения механических систем. Работа рассчитана на 8 часов.

Общие сведения

Математическое моделирование можно разделить на два вида – аналитическое и имитационное.

Для аналитического моделирования характерно то, что процессы функционирования элементов системы записываются в виде некоторых функциональных соотношений (алгебраических, интегро-дифференциальных, конечно- разностных и т.п.) или логических условий. Аналитическая модель может быть исследована следующими методами:

а) аналитическим, когда стремятся получить в общем виде явные зависимости искомых характеристик;

б) численным, когда, не умея решать уравнения в общем виде, стремятся получить числовые результаты при конкретных начальных данных;

в) качественным, когда, не имея решения в явном виде, можно найти некоторые свойства решения (например, оценить устойчивость решения).

При имитационном моделировании алгоритм, реализующий модель, воспроизводит процесс функционирования системы S во времени, причем имитируются элементарные явления, составляющие процесс, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени, что позволяет по исходным данным получить сведения о состояниях процесса в определенные моменты времени, дающие возможность оценить характеристики системы S. Время, в котором имитируется модель системы, называется модельным временем, а промежуток времени, в течение которого все параметры считаются постоянными, называется шагом моделирования или дискретом по времени.

Основным преимуществом имитационного моделирования, по сравнению с аналитическим, является возможность решения более сложных задач. Имитационные модели позволяют достаточно просто рассчитывать такие факторы, как наличие дискретных и непрерывных элементов, нелинейные характеристики элементов системы, многочисленные случайные воздействия и др., которые часто создают трудности при аналитических исследованиях. В настоящее время имитационное моделирование – наиболее эффективный метод исследования больших систем, а часто и единственный практически доступный метод получения информации о поведении системы, особенно на этапе ее проектирования.

Метод имитационного моделирования позволяет решать задачи оценки: вариантов структуры системы, эффективности различных алгоритмов управления системой, влияния изменения различных параметров системы. Имитационное моделирование может быть положено также в основу структурного, алгоритмического и параметрического синтеза больших систем, когда требуется создать систему с заданными характеристиками при определенных ограничениях, которая является оптимальной по некоторым критериям оценки эффективности.

Для проведения процесса имитационного моделирования в настоящее время широко используется вычислительная техника. При всех преимуществах имитационного эксперимента его недостатком является то, что решение, полученное при анализе имитационной модели, всегда носит частный характер, т.к. соответствует фиксированным элементам структуры, алгоритмам поведения и значениям параметров системы S, начальных условий и воздействий внешней среды. Поэтому для полного анализа характеристик процесса функционирования систем, а не получения только отдельной точки приходится многократно воспроизводить имитационный эксперимент, варьируя исходные данные.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: