Пример 1. Электронный усилитель: управляемые параметры = (параметры резисторов, конденсаторов, транзисторов); выходные параметры = ( и — верхняя и нижняя граничные

Электронный усилитель: управляемые параметры = (параметры резисторов, конденсаторов, транзисторов); выходные параметры = ( и — верхняя и нижняя граничные частоты полосы пропускания; — коэффициент усиления на средних частотах; — входное сопротивление). В качестве целевой функции можно выбрать параметр , а условия работоспособности остальных выходных параметров отнести к функциям-ограничениям.

Следующая после синтеза группа проектных процедур — процедуры анализа. Цель анализа — получение информации о характере функционирования и значениях выходных параметров при заданных структуре объекта, сведениях овнешних параметрах и параметрах элементов . Если заданы фиксированные значения параметров и , то имеет место процедура одновариантного анализа. Одновариантный анализ часто выполняется с помощью моделирования.

Моделирование состоит из этапов формирования модели (modeling) и исследования модели (решения, simulation). В свою очередь, формирование модели включает две процедуры: во-первых, разработку моделей отдельных компонентов, во-вторых, формирование модели системы из моделей компонентов.

Первая из этих процедур выполняется предварительно по отношению к типовым компонентам вне маршрута проектирования конкретных объектов. Как правило, модели компонентов разрабатываются специалистами в прикладных областях, причем знающими требования к моделям и формам их представления в САПР. Обычно в помощь разработчику моделей в САПР предлагаются методики и вспомогательные средства, например, в виде программ анализа для экспериментальной отработки моделей. Созданные модели включаются в библиотеки моделей прикладных программ анализа.

На маршруте проектирования каждого нового объекта выполняется вторая процедура (рис. 1) — формирование модели системы с использованием библиотечных моделей компонентов. Как правило, эта процедура выполняется автоматически по алгоритмам, включенным в заранее разработанные программы анализа. Примеры таких программ имеются в различных приложениях и прежде всего в отраслях общего машиностроения и радиоэлектроники.

Рис. 1. Формирование модели системы

При применении этих программ пользователь описывает исследуемый объект на входном языке программы анализа не в виде системы уравнений, которая будет получена автоматически, а в виде списка элементов структуры, эквивалентной схемы, эскиза или чертежа конструкции.

Вторая процедура моделирования — simulation — сводится к решению уравнений математической модели, например, системы дифференциальных уравнений, и вычислению вектора выходных параметров .

Если заданы статистические сведения о параметрах и нужно получить оценки числовых характеристик распределений выходных параметров (например, оценки математических ожиданий и дисперсий), то это процедурастатистического анализа. Если требуется рассчитать матрицы абсолютной и (или) относительной чувствительности, то имеет место задача анализа чувствительности.

Элемент матрицы называют абсолютным коэффициентом чувствительности, он представляет собой частную производную -го выходного параметра по -ому параметру . Другими словами, является элементом вектора градиента -го выходного параметра. На практике удобнее использовать безразмерные относительные коэффициенты чувствительности , характеризующие степень влияния изменений параметров элементов на изменения выходных параметров:

где и — номинальные значения параметров и соответственно.

В процедурах многовариантного анализа определяется влияние внешних параметров, разброса и нестабильности параметров элементов на выходные параметры. Процедуры статистического анализа и анализа чувствительности — характерные примеры процедур многовариантного анализа.

Выполнение анализа и сопоставление полученных результатов с желаемыми значениями называют процедуройверификации.