Классификация параметров объектов проектирования.

Параметр - величина, характеризующая свойства или режим работы объекта. Среди параметров объектов проектирования следует выделить показатели эффективности, которые являются количест­венной оценкой степени соответствия объекта его целевому назначе­нию. Показатели эффективности делят на показатели: а) произво­дительности; б) надежности; в) стоимости; г) массы; д) габаритов; е) точности. В зависимости от конкретных условий и типов систем те или иные из показателей играют главенствующую роль. Так, для радиосистем основными показателями эффективности являются про­пускная способность (показатель производительности) и точность. Термин «показатель эффективности» чаще всего используется на высших иерархических уровнях проектирования применительно к слож­ным системам. Выходные параметры - показатели качества, по ко­торым можно судить о правильности функционирования системы, т. е. это понятие аналогично понятию «показатель эффективности», но применяется к системам на любом иерархическом уровне. Выходные параметры зависят как от свойств элементов, так и от особенностей связи элементов друг с другом, определяемой струк­турой (конфигурацией) системы. Если структура системы определена, то ее выходные параметры зависят только от параметров элементов и параметров внешних условий. Внутренние параметры - это параметры элементов. Внешние параметры - это параметры внешней по отношению к объекту среды, оказывающие влияние на его функци­онирование. Иными словами, на каждом иерархическом уровне выходные па­раметры характеризуют свойства системы, а внутренние параметры - свойства элементов. Следует отметить, что при переходе к новому уровню рассмотрения внутренние параметры могут стать выходными, и наоборот. Например, сопротивление резистора - внутренний па­раметр при проектировании принципиальной схемы радиоэлектронного устройства, но это же сопротивление будет выходным пара­метром при разработке самого резистора. Типичными примерами внешних параметров могут служить параметры входных сигналов, параметры нагрузки, влажность и температура окружающей среды, уровень радиации, величины помех и т. п. Если на некотором уровне рассмотрения влияние внутренних пара­метров на функционирование объекта не учитывается (предполагается, что значения этих параметров сколь угодно благоприятны), то вари­анты объекта - это варианты структуры. Следовательно, множество вариантов объекта в этих условиях является счетным множеством и проектирование на данном уровне заключается в выборе варианта из некоторого дискретного ряда. Естественно, что объекты при таком рассмотрении следует называть объектами с дискретным описанием или дискретными объектами, если такое сокращение названия не вызывает неоднозначности понимания. Если же на данном уровне рассмотрения учитываются реальные значения внутренних параметров, то объект назовём объектом с непрерывным описанием или непрерывным объектом. Примерами дискретных объектов могут быть: печатные платы при решении задач размещения модулей и трассировки межсоединений; логические схемы цифровых устройств, при разработке которых отв­лекаются от рассмотрения электрических процессов в элементах; технологический процесс механической обработки детали при раз­работке маршрутов. Примерами непрерывных объектов могут служить: принципиаль­ная электрическая схема усилителя; система гидроуправления; кор­пус артиллерийского снаряда; крыло самолета. Деление проектируемых объектов, на дискретные и непрерывные, в указанным выше смысле, целесообразно по той причине, что харак­тер задач, решаемых при их проектировании, оказывается различным: для дискретных объектов основная задача - задача синтеза структуры, для непрерывных объектов основные результаты получаются; при решении задачи параметрической оптимизации. Не следует, ко­нечно, забывать, что деление объектов на дискретные и непрерывные очень часто субъективно и связано с этапом проектирования. Так, принципиальная электрическая схема при выборе конфигурации - дискретный объект, а при расчете параметров - непрерывный объект. Введем обозначения Y = (у₁, у₂,..,, у_n) - вектор выходных па­раметров некоторой системы, X = (х₁, х₂,..., х_n) - вектор внутрен­них параметров и Q = (q₁, q₂,..., q_n) - вектор внешних параметров. Тогда Y = F(X, Q), где вид функциональной зависимости определяется структурой сис­темы. Следует отметить, что существование функции не означает, что она известна проектировщику объекта. В большинстве случаев связь между выходными, внутренними и внешними параметрами из­вестна не в виде явной зависимости Y от X и Q, а задается в алгорит­мической форме, например, через численное решение системы урав­нений. Рассмотрение вопроса о классификации параметров будет про­должено в § 1.3 после знакомства с задачами проектирования.