Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Структура курсового проекта






a. Вводные замечания

Курсовой проект преследует в качестве цели выполнение проектных расчетных и конструкторских работ на заданную тему. Следует обратить внимание на то, что проект включает в себя графическую часть и Расчетно-пояснительную записку к Графической части. Следовательно, именно Графическая часть – то есть чертежи, схемы таблицы являются главными элементами проекта. Подготовка этих документов требует большого кропотливого труда и значительных временных затрат. Поэтому не следует откладывать начало работы над проектом. Тем более, что курсовой проект может стать основой будущей квалификационной работы бакалавра.

 

b. Основные разделы расчетно-пояснительной записки по курсовому проекту

i. Введение по теме курсового проекта

 

Во введении раскрывается актуальность темы вашего проекта, цели проекта, поставленные задачи и их практическая значимость. Следует также кратко перечислить, что выполнялось на последующих этапах проектирования. Это необходимо делать последовательно, по пунктам содержания расчетно-пояснительной записки.

Таким образом, Введение, несмотря на то, что располагается на первом месте Расчетно-пояснительной записки по проекту, следует писать в последнюю очередь, когда все в проекте понятно его автору.

 

ii. Теоретические основы измерения по теме курсового проекта

 

Как известно, любое измерение представляет собой совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерения). Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины.

Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений — мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т.п. Измерение физической величины включает в себя несколько этапов, в том числе сравнение измеряемой величины с единицей и преобразование в форму, удобную для использования (различные способы индикации или выдачи результатов измерения в системы – потребители информации).

Принцип измерения — физическое явление или эффект, положенный в основу измерений. Метод измерения — прием или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.

В различных условиях измерения средства измерения обладают различными погрешностями. Поэтому искусство, мастерство разработчика измерительного прибора проявляется, в первую очередь, в умении выбрать оптимальное техническое решение.

Важнейшей характеристикой любого прибора является уравнение измерения, связывающее между собой воспринимаемый первичным измерительным преобразователем физический параметр, например, (для барометрического высотомера) атмосферное давление, отсчетное давление, установленное на баровысотомере в качестве значения отсчетного параметра относительно которого измеряется барометрическая высота, и результат вычисления – измеренное значение барометрической высоты.

Теоретические основы такого аэрометрического прибора, как барометрический высотомер, включают в себя физические и математические модели процесса восприятия статического давления воздуха в полете. Важнейшее значение имеют уравнения барометрического метода измерения высоты (гипсометрические формулы). Этим формулам соответствуют параметры состояния воздуха на различных высотах, приведенные в стандарте (ГОСТ 4401-81 «Атмосфера стандартная. Параметры»). Не следует забывать о дополнительных уравнениях, связанных с преобразованием информации, в том числе с масштабированием, позволяющие привести к единому порядку сигналы и отсчет результатов измерения, представленный на дисплее.

Особенности теоретических основ измерения параметров студент может найти в известных учебниках по авиационным приборам [1, 2, 3, 4]. Поскольку авиационные приборы имеют ряд особенности практического использования в полете и правила технического обслуживания на Земле, то в разделе «теоретические основы» следует указать эти особенности. В противном случае разработчик рискует попасть в неудобную ситуацию, раскрывающую его некомпетентность.

Поэтому к теоретической части следует отнестись крайне серьезно. Теоретические основы базируются на математических моделях физических явлений. Поэтому рассматриваемая часть расчетно-пояснительной записки должна включать в себя возможный объем уравнений, математических выводов и т.п., то есть формулы.

Для включения этих формул в текст расчетно-пояснительной записки в стандартной программе Microsoft Office Word (см. в окне «Вставка», «Объект») следует использовать такой инструмент, как Microsoft Equation той или иной модификации. Первоначально, у неопытного пользователя, этот процесс пойдет достаточно медленно, но по мере накопления практического опыта, «все встанет на свои места».

Ни в коем случае не следует забывать указывать использованные источники, и сразу включать их в Библиографический список.

 

iii. Примеры существующих технических решений аналогичных приборов и систем по теме курсового проекта

 

Разработчик курсового проекта обязан знать и ориентироваться в многообразии приборов, устройств и систем, аналогичных порученной ему теме. Поэтому необходимо сделать обзор существующих изделий, выполнить сравнительный анализ. Этот раздел будет чрезвычайно важен при разработке собственной концепции прибора. При этом надо сформулировать, в чем заключаются отличия курсового проекта от существующих технических решений.

Для поиска аналогов можно использовать Интернет, сайты ведущих производителей, а также получить консультацию от преподавателя. Среди таких сайтов следует обратить внимание на следующие предприятия России (Приложение 3).

 

iv. Разработка структурной схемы по теме курсового проекта

 

Как и чертеж, рисунок, схема - зримый образ – язык инженера-конструктора, инженера – системотехника, инженера - технолога, инженера -программиста, отображающего схему алгоритма.

Поэтому разработка Структурной схемы имеет определяющее значение для понимания сути предлагаемого технического решения. Это концепция прибора. Структурная схема укрупнено представляет изделие, поясняет его принцип действия.

В подробной разработке отдельных элементов структурной схемы заключается процесс детального проектирования.

Полезные рекомендации по разработке структурной схемы содержатся в Приложении 4 и в книге [9] (Приложение 5).

 

v. Выбор (или разработка) датчика (прибора первичной информации) по теме курсового проекта

 

Курсовой проект по дисциплине «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы» посвящен разработке измерительного прибора или устройства. Первичным техническим средством, воспринимающим то или иное физическое явление, является первичный измерительный преобразователь, датчик.

Некоторые курсовые проекты требуют или допускают разработку автором курсового проекта оригинального датчика. Это приветствуется. При разработке датчика можно воспользоваться традиционным подходом, рассмотренном в многочисленных учебниках и учебных пособиях по авиационным приборам, датчикам и системам [1, 2, 3, 4].. Среди удачных учебных пособий, которые могут быть положены в основу разработки датчика следует выделить книгу [10], в которой подробно рассмотрены подходы к разработке элементов авиационных приборов. Кроме того, значительную ценность представляет книга [11].

Конечно, многие из примеров датчиков, рассмотренных в старых книгах, являются морально устаревшими, однако можно подумать о создании гибридов традиционных чувствительных элементов и современных измерительных преобразователей. В ряде случаев можно подумать о специальном устройстве, компенсирующем погрешности измерений устаревшим датчиком, а также о применении в датчике, например, нового преобразователя линейного перемещения мембраны в электрический сигнал и преобразователя электрического сигнала в сигнал по протоколу стандартного интерфейса передачи данных в бортовую вычислительную систему.

Во многих современных приборных и измерительных системах применяются современные датчики и чувствительные элементы, построенные на основе интегральных микроэлектронных технологий, а также на основе Микро-электро-механических систем (МЭМС) – микромеханических датчиков. Разработка таких приборов в рамках курсового проекта, мягко говоря, затруднительна. Однако использовать такие микроминиатюрные датчики, как покупные изделия, вполне возможно и даже целесообразно, если разрабатываются миниатюрный прибор или измерительный модуль. В Интернете достаточно много материалов по данной группе приборов. Но следует иметь в виду, что не все из них по диапазонам измерения и, особенно, по диапазонам условий эксплуатации подходят для использования в бортовой аппаратуре. Познакомиться с такими датчиками можно на основе книгах [8, 9 ], а также на сайтах ведущих фирм – производителей: Motorola, Kulite, Ametek, Analog Devices и многих других. В ряде задач следует обратить внимание на Эффект Холла и датчики на его основе. Особый интерес представляет материал полезного сайта https://www.sensorica.ru, в котором содержатся справочные сведения о разнообразных современных датчиках первичной информации.

 

vi. Разработка электрической принципиальной схемы по теме курсового проекта

 

Как было отмечено выше, в курсовом проекте по дисциплине «Авиационные приборы и измерительно-вычислительные комплексы» разрабатываются электронные приборы. При этом следует иметь в виду, что возможно использование как аналоговой, так и цифровой элементной базы, в том числе использование микроконтроллеров, существенно снижающих массогабаритные характеристики.

Устройства отображения информации могут быть как аналоговые электронные, так и цифровые, в том числе на основе знакосинтезирующих, например, семисегментных, индикаторах.

В ряде случаев разработчики курсовых проектов должны предусмотреть вывод измерительной информации в соответствии со стандартными протоколами (стандартными интерфейсами), перечисленными выше.

В Интернете и в библиотеках можно найти большое количество полезной информации для разработки принципиальной схемы. При этом необходимо выполнять следующие правила.

Во-первых, необходимо разработать структурную схему электронного устройства и описать функциональное назначение каждого блока этой схемы, а также физический характер сигналов на входах и выходах каждого из блоков. Не следует забывать о необходимости разработки вторичного источника электрического питания, являющегося частью электрической принципиальной схемы.

Во-вторых, необходимо последовательно осуществить разработку каждого электронного узла, раскрыв особенности работы электронной схемы, выбрав и рассчитав параметры каждого из элементов. Описание, например, интегральных микросхем необходимо выполнять по данным справочников, учитывая логическую роль каждого вывода. Обязательному расчету подлежат параметры резисторов и электрических конденсаторов, которые выбираются из стандартного ряда номиналов, также указанных в справочниках. Полезной книгой для начинающих разработчиков электронных устройств можно признать устаревшую, но полезную книгу [12]. Тем не менее, следует стремиться к современным схемотехническим решениям.

В-третьих, после того, как были разработаны отдельные узлы электронной схемы, следует приступить к начертанию общей электрической принципиальной схемы устройства, включая источник питания. Начертание принципиальной схемы следует выполнять, пользуясь материалами книги (Приложение 5), а также ГОСТ 2708-81 «Правила выполнения структурных электрических схем» (Приложение 4).

Работая над электрическими схемами, следует внимательно включать в спецификацию к данной схеме данные о ней.

 

vii. Разработка конструкции по теме курсового проекта

 

Конструктивное исполнение изделий авиационного приборостроения может быть различным. Существуют стандартные варианты исполнения приборов-указателей, пультов управления, электронных блоков и измерительных модулей.

В руководстве по технической эксплуатации Навигационно-пилотажного прибора на рисунке. 2 показаны размеры современного навигационно-пилотажного индикатора на приборной доске кабины самолета.

На рисунке 3 показаны габаритные и присоединительные размеры навигационно-пилотажного индикатора

Рисунок 2 - Место установки навигационно-пилотажного индикатора на приборной доске.

 

Рисунок 3 - Габаритные и присоединительные размеры навигационно-пилотажного индикатора.

Комплексный электронный резервный прибор, называемый еще Интегрированной системой резервных приборов, предназначен для измерения и отображения на цветном жидкокристаллическом дисплее основных пилотажных параметров полета. Этот прибор заменяет одновременно барометрический высотомер, вариометр, комбинированный указатель скорости (рисунок 4). Более сложный резервный прибор включает в себя систему измерения углов крена и тангажа (указатель авиагоризонта) и курсовую систему, а также указатель угла скольжения (рисунок 5).

Подобное этому прибору конструктивное решение имеет Навигационный плановый индикатор (НПИ), изображенный на рисунке 6.

В случае отказа основной комплексной системы электронной индикации и сигнализации (КСЭИС), или Информационного комплекса высотно-скоростных параметров (ИКВСП) или Информационного комплекса вертикали и курса (ИК-ВК) современного самолета, его полет может быть успешно завершен при использовании электронного резервного прибора, лицевая панель которого показана на рисунке 7, а внешний вид– на рисунке 7.

 

Рисунок 6 – Лицевая панель Навигационного планового индикатора НПИ.

Рисунок 7 – Лицевая панель интегрированной системы резервных приборов.

 

Рисунок 8 - Внешний вид комплексного электронного резервного прибора

На рисунке 9 изображены Модули воздушных параметров типа МВП-1-1 (слева) и МВП-М (справа). Изделие МВП-М имеет габаритные размеры 180х50х150 мм, масса 1, 5 кг. Изделие МВП-1-1 имеет габаритные размеры 90, 5х150х238 мм и массу 2, 4 кг.

 

Рисунок 9.- Модули воздушных параметров типа

МВП-1-1 (слева) и МВП-М (справа)

 

Габаритные размеры электронных блоков бортовой радиоэлектронной аппаратуры выполняются в соответствии со стандартом ГОСТ Р 51623-2000 «Конструкции базовые несущие радиоэлектронных средств. Система построения и координационные размеры». В соответствии с этим ГОСТом базовые несущие конструкции (БНК) бортовой радиоэлектронной аппаратуры подразделяются на БНК-1 – конструкции, поддерживающие печатные платы с электронными схемами, БНК-2 – блоки электронной аппаратуры и БНК-3 – монтажные рамы, которые размещаются на этажерках в техническом отсеке и в которые вставляются электронные блоки (рисунок 10).

Рисунок 10.- Ячейки базовых несущих конструкций БНК-2 (электронный блок) и БНК-3 (монтажная рама)

 

 

Рисунок 11.- Компоновка электронного блока БНК-2 книжной конструкции

 

Рисунок 12.- Стандартизация корпусов самолетных РЭС. Типоразмеры электронных блоков БНК-2 бортовой радиоэлектронной аппаратуры

 

В качестве другого примера БНК можно привести систему корпусов для контрольно-испытательной аппаратуры. Она установлена ГОСТ 20504-74 и регламентирует систему унифицированных конструкций (УТК), предназначенных для применения в технических средствах агрегатированных комплексов приборов. Все УТК делятся на изделия
нулевого, первого, второго, третьего порядков.

Входимость изделий с оптимальным использованием объема обеспечивается при применении изделий высших и низших порядков. Размеры корпусов устанавливаются, исходя из модуля размером 200 мм и выбираются из следующих рядов:

по высоте Н — 80, 120, 160, 200, 240, 280, 320 мм;
по ширине В — 20, 40, 60, 100, 120, 140, 160, 200, 220, 240, 280, 320, 360, 420, 480, 540 мм.

В качестве основного размера по ширине изделия второго порядка принят размер 480 мм, что соответствует международным стандартам.
В качестве примера БНК самолетной аппаратуры можно рассмотреть блоки, предназначенные для установки на стеллажах (Рисунок 12 ), на амортизационных рамах.

В соответствии с ГОСТ 17045-71 «Корпуса блоков самолетной радиоэлектронной аппаратуры» различают блоки по длине: малые (М), короткие (К), средние (С), длинные (Д).

Это соответствует ряду размеров (Рисунок 12 )

L = 250, 319, 420, 497 мм.

По высоте блоки согласно ГОСТ 17045-71 различают двух разно-
видностей: высокие (В) высотой 194 мм и низкие (Н) высотой 88 мм
(Рисунок 12).

Ширина блока В изменяется дискретно в интервале значений от 57 мм до 390, 5 мм согласно Рисунку 12.

 


Такие правила позволяют унифицировать оснастку для изготовления корпусов и облегчают поиск необходимых размеров для компактного размещения самолетной радиосистемы в отведенном отсеке.

 

viii. Оценка погрешностей

 

Важнейшим этапом разработки авиационных приборов и измерительных систем является оценка погрешностей. Этот этап требует от разработчика определенного искусства, широких знаний и опыта. При этом немаловажна последовательность выполнения оценки погрешностей. Полезными пособиями по оценке погрешностей можно признать книги [6, 13].

 

ix. Заключение

 

В Заключении делаются окончательные выводы по результатам разработки курсового проекта. Кратко формулируются результаты работы над каждым разделом оглавления Расчетно-пояснительной записки по проекту. Подчеркивается выполнение требований Технического задания на курсовой проект.

 

x. Библиографический список

 

В библиографическом списке перечисляется использованная в работе над проектом литература: книги, журналы, сборники научных статей, государственные стандарты, руководящие технические материалы, которые нашли применение в работе над проектом, и т.п. Не забывайте своевременно указывать источник в тексте расчетно-теоретической части

В последнее десятилетие Интернет наполнился многими полезными материалами, которые следует использовать при работе над проектом. Однако это относится к сведениям, а не к подлобным проектам. Особенно полезен Интернет в качестве срочного поисково-справочного материала. Пользователю необходимо только знать, что он хочет найти, подобрать и использовать актуальные синонимы, и, тем не менее, критически отнестись к многочисленным ответам из «сети». Нельзя огульно доверять всем источникам информации. Еще более опасно для студентов «скачивать» из Интернета готовые проекты. Преподаватель без труда определит это по ряду признаков, первым из которых станет невозможность добиться от «автора» проекта вразумительных объяснений по сути «выполненной» работы. И наоборот, студент-труженик всегда найдет, что ответить преподавателю на аналогичные вопросы.

Бывают ситуации, когда разработчик находит какое-либо техническое решение, которое было бы целесообразно применить в разрабатываемом проекте. Например, принципиальную схему некоего электронного устройства. В этом случае разработчик принимает на себя ответственность за адекватность принятого решения, необходимо в обязательном порядке указать электронный адрес сайта источника. Не забывайте включать в этот раздел каждое указание на сайт, из которого заимствованы решения или сведения. Указывать их в тексте Расчетно-пояснительной записки по проекту следует, как и литературные источники в общем списке.

 

Планирование работы над курсовым проектом

 

Первым делом, необходимо внимательно изучить данные методические указания по работе над курсовым проектом. Предположим, что это потребует 1 неделю времени.

Работать над курсовым проектом необходимо систематически. Первым делом следует «завести» специальную тетрадь для черновика курсового проекта. В этой тетради должны вестись все рабочие, черновые, справочные данные и проектные схемно-конструктивные расчеты по курсовому проекту.

Важнейшее значение имеет компетентное знание разработчика о проектируемом предмете. Он должен познакомиться со всеми возможными сведениями по тематике проекта. Можно, конечно, вести такой черновик в своем компьютере. Но бывают нередкие случаи, когда разработчик не может обнаружить найденные сведения в собственном компьютере. Так что полезный совет: «заведите» черновую тетрадь.

Планируя свою работу над курсовым проектом, стремитесь, как можно раньше по времени согласовать предлагаемую вами тему «курсовика» с преподавателем или получить от него тему. Курсовой проект это весьма объемная по трудозатратам и сложности работа. Исходя из этого, планируйте свою работу, предполагая следование согласованному с преподавателем Содержанию.

Опыт показывает, что ознакомление студента с азами предметной области занимает около 4 недель, если он честно изучает материал по возможным источникам. Сюда входят и изучение теоретических основ функционирования прибора и сбор сведений о существующих аналогичных приборов. На этом же этапе проводится предварительная разработка вариантов построения структурной схемы приборы с учетом выбираемого метода измерения и разработки оригинального или применения покупного датчика.

Подготавливаясь на данном этапе к окончательному выбору разрабатываемого вами варианта структурной схемы прибора, вам следует «в комплексе» представить себе облик вашего прибора или измерительного модуля. Это означает, что вы должны знать не только, какие первичные данные воспринимает прибор, но также какие органы управления должны располагаться на его лицевой поверхности (или на специальном пульте в кабине экипажа), какие основные или вспомогательные (настроечные, если они предусматриваются) средства отображения информации должны располагаться на лицевой стороне прибора, какие электрические соединители (неправильный, но принятый у нас термин «разъемы») должны располагаться на задней (тыльной стороне прибора).

Кроме того, вы должны уже на этом этапе представлять себе конструктивный образ прибора, его габариты, способ крепления на приборной доске или (для измерительного модуля) в техническом отсеке самолета или вертолета. Итак, на этот этап предусматривается примерно 4 недели активной работы. В этот период полезно периодическое обращение к руководителю курсового проектирования, адрес электронной почты которого вам своевременно предоставлен.

Задача следующего короткого этапа продолжительностью 1 неделя – разработка структурной схемы прибора. Особенность, и одновременно сложность этой работы заключается в предварительном представлении разработчика о той электрической принципиальной схеме, которая будет разработана для данного прибора.

ВНИМАНИЕ! Мы не должны разрабатывать механические приборы. Мы должны разрабатывать приборы ЭЛЕКТРОННЫЕ. Это требование нашего времени! Требование XXI века!

Выбор датчика первичной информации (или его разработка) составляют дальнейший этап работы над проектом, и занимает 1 - 2 недели. Выбирать или разрабатывать датчик следует с учетом возможности технической реализации электронной схемы прибора.

Разработка электрической принципиальной схемы прибора займет около 2 – 3 недель. Схема должна соответствовать структурной схеме прибора. Принципиальная схема разрабатывается последовательно, «шагами», как со стороны датчика, так и со стороны индикатора. Средняя часть схемы разрабатывается с учетом реализации важнейшего обстоятельства: электрическая схема должна преобразовывать сигнал в соответствии с уравнением измерения прибора. То есть необходимо, чтобы цифровой код выходного сигнала соответствовал измеряемой величине по уравнению измерения воспринимаемым прибором первичным физическим параметрам. Результат этого этапа – электрическая принципиальная схема прибора или измерительного модуля, а также спецификация указанных на принципиальной схеме элементов.

Разработка конструкции обычно занимает около 2 недель. Здесь допускается использование стандартных конструктивных решений (это касается внешнего вида, габаритов, способов крепления). Впрочем, возможно оригинальное конструктивное оформление прибора с другими габаритами, но со стандартным способом крепления. Результат этого этапа – сборочный чертеж изделия, а также спецификация основных сборочных и крепежных единиц, приведенных на чертеже.

Расчет погрешностей может занять 2 – 3 недели. Это сложный итеративный процесс, который может возвращать разработчика к предыдущим этапам разработки и вносить коррекцию в итоговые технические решения.

Таким образом, своевременное и активное выполнение работ по разработке курсового проекта займет порядка 14 - 15 недель. Это оставит еще 2 - 3 недели семестра на «доводку» проекта.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.