Приборостроение

Приведено описание технических средств моделирования интеллектуальных систем при использовании современной элементной базы. К таким средствам относятся микропроцессоры, транспьютеры, сигнальные процессоры, нейрокомпьютеры и оптические процессоры. Рассмотрены интегрированная среда моделирования и моделирующие комплексы (аналоговые и аналого-цифровые). На конкретных примерах описаны стенды для физического и полунатурного моделирования. Автоматизация моделирования также рассмотрена на примере описания интеллектуальных технологий в автоматизации проектирования систем управления базами моделей. Рассмотрены интеллектуальные средства моделирования сети Интернет: электронная почта, доски объявлений, телеконференции. Приведены оценки качества и эффективности работы систем, а также требования к техническим средствам стендов с точки зрения обеспечения надежности их работы.

В части 1 рассмотрен математический аппарат, применяемый в теории дискретных систем автоматического управления: элементы теории разностных уравнений, дискретное преобразоваиие Лапласа, его связь с преобразованием Лапласа непрерывных функций. Дано определение математических моделей дискретных автоматических систем. Рассмотрены понятия передаточных функций и частотных характеристик дискретных систем, а также способы их определения. Изложены методы анализа дискретных систем. В части 2 исследована устойчивость линейных дискретных систем автоматического управления (САУ), рассмотрены алгебраические и частотные критерии устойчивости, а также метод синтеза дискретных САУ с использованием логарифмических частотных характеристик (построение желаемых частотных характеристик, реализация последовательных и параллельных корректирующих устройств). Достаточно подробно изложен метод пространства состояний для дискретных САУ. Приведены способы определения уравнений состояний дискретных САУ с одним входом и одним выходом, критерии управляемости и наблюдаемости как для нестационарных, так и для стационарных линейных дискретных систем. Описана процедура синтеза модального управления и рассмотрено построение наблюдающих устройств полного и неполного порядка.

Содержит основы теории технологической оптимизации микроэлектронных устройств СВЧ, систематизированные процедуры статистического моделирования, проведения оптимизации, схемы процессов технологической оптимизации, примеры их выполнения с указанием последовательности использования расчетных зависимостей, а также методические рекомендации и необходимую справочную информацию.

Рассмотрен анализ и синтез линейных дискретных автоматических систем при случайных воздействиях. Дан вывод уравнения Винера-Хопфа, приведено решение этого уравнения для стационарной одномерной задачи. Описано решение задачи оптимальной фильтрации для линейных дискретных систем, получено уравнение фильтра Калмана для стационарной задачи. Изложены метод фазовой плоскости для дискретных систем и способы построения фазовых траекторий нелинейных дискретных систем второго порядка. Приведен анализ устойчивости нелинейных дискретных систем с помощью прямого метода Ляпунова, в том числе анализ абсолютной устойчивости. Изложены методы гармонической линеаризации для дискретных автоматических систем и принцип максимума для дискретных систем управления. Рассмотрена задача синтеза дискретных систем, оптимальных по быстродействию и по квадратичному критерию.

Изложены технологические задачи, часто встречающиеся в практике изготовления микромеханических приборов – гироскопов и акселерометров. Даны необходимые для решения задач теоретические сведения.

В пособии впервые описано целостное представление о теории и практики контроля и диагностики систем авиационной техники и достаточно подробно рассматриваются разделы этой теоретической и предметной области: основы системного анализа, теория качественной информации и практические приложения основ этой теории. Приводятся методы синтеза и анализа регулярных образующих, способствующих принятию эффективных решений диагностических задач. Излагаются новые методы анализа информации, автоматизации операций диагностики и рассматриваются программно-технические средства для реализации инновационных приложений в области контроля и диагностики авиационной техники.

В монографии освещены современные тенденции и направления развития в области надежностного программирования, которые позволят повысить производительность труда и заметно сократить сроки создания сложных комплексов программ информационно-управляющих систем. Рассмотренные модели и методы дают возможность учесть качественную информацию в рамках формального процесса оптимизации при решении задач многоатрибутивного выбора, что важно для такой области, как программная инженерия N-вариантных систем.

Приводятся основные понятия и термины системного анализа и теории принятия решений: лицо, принимающее решения, порядок подготовки решения (регламент), цели, ресурсы, риски и неопределенности, критерии оценки решения. Отмечается роль математического моделирования как способа формирования множества альтернатив решения, дается классификация используемых при этом математических моделей. Показана роль так называемых «мягких» моделей и экспертных оценок при принятии решений в слабоструктурированных системах. Приводятся примеры выбора оптимальных решений на основе формализмов линейного программирования, многокритериальной оптимизации, задач раскроя-упаковки и задач о замене оборудования.

Даны общие понятия, связанные с информационными процессами и системами, информационными ресурсами, приведено описание информационных систем как программ, а также архитектуры информационных систем. Рассмотрены отечественные и международные стандарты по информационным системам и информационным технологиям, основные характеристики открытых систем. Изложены элементы теории информации и кодирования, в том числе теория оптимальных и корректирующих кодов. Даны понятия сигнала и канала передачи сигналов. Рассмотрены Фурье-преобразования случайных сигналов, их спектральный анализ, в том числе быстрое преобразование Фурье, вейвлет - преобразования, методы прогнозирования временных рядов.

Рассмотрены вопросы организации и осуществления процесса проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления. Изложены современные подходы к выполнению конкретных фаз, стадий и этапов проектной деятельности. Особое внимание уделяется технологическим аспектам проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОИ и У). Значительное место занимает описание взаимодействия заказчика и разработчика, методики документирования проектных решений и порядка внедрения автоматизированной системы. В приложении приводится перечень действующих нормативное технических материалов и методические указания по курсовому проектированию по дисциплине "Проектирование АСОИ и У".