Поняття про об’єкт моделювання (проектування) та його основні параметри

Проектування [1, 2] – це комплекс робіт, метою яких є отримання опису ще неіснуючого технічного об’єкта, який достатній для реалізації та виготовлення об’єкта в заданих умовах. Об’єктом проектування будемо називати виріб (для прикладу, автомобіль, інтегральна схема, персональний комп’ютер тощо) чи процес (технологічний процес виготовлення двигуна автомобіля, інтегральної схеми, літака та ін.).

Будь-який об’єкт проектування характеризується множиною параметрів. Під параметром будемо розуміти величину, яка виражає властивість об’єкта проектування (системи), або його частини чи впливу зовнішнього середовища на об’єкт розроблення (систему).

В процесі автоматизованого проектування окрім терміну “параметр” об’єкту моделювання досить часто використовують термін “фазова змінна” – величина, яка характеризує енергетичне чи інформаційне наповнення елемента або підсистеми. Сукупність значень фазових змінних зафіксованих в певний момент часу процесу функціонування називається станом об’єкта проектування(моделювання).

Під поведінкою(динамікою)будемо розуміти зміну стану об’єкта (системи) в процесі функціонування.

Усі параметри об’єкта моделювання (проектування) можна розділити на чотири основні групи: вхідні параметри (Х_вх.); зовнішні (Х_зов.); внутрішні (Х_вн.); вихідні параметри (Х_вих.).

Отже, вхідними параметрамиоб’єкта проектування будемо називати такі параметри, якими ми можемо керувати або з допомогою яких керуємо об’єктом. В залежності від складності об’єкта проектування, кількість вхідних параметрів може бути різна. Для складних об’єктів кількість може доходити до тисяч, навіть десятків тисяч. Позначимо всі вхідні параметри вектором , а при необхідності виділення конкретного j-го вхідного параметра x_вх.j. В загальному випадку , n – загальна кількість вхідних параметрів.

Рис.1.1 Групи параметрів об’єкта моделювання (проектування)

Для прикладу, якщо в якості об’єкта проектування розглядати електронну схему підсилювача низької частоти, то вхідними параметрами є амплітуда струму вхідного сигналу, частота вхідної напруги, напруга та струм живлення, тощо.

До параметрів зовнішнього середовища відносяться такі параметри: температура оточуючого середовища, вологість, тиск, вібрації та інші. Відповідний вектор для параметрів зовнішнього середовища запишемо як , а у випадку, зазначенняконкретного параметра – . Як правило, при проектуванні будь-якого об’єкта в технічному завданні відведено розділ, в якому задаються граничні значення параметрів оточуючого середовища (кліматичні умови) в яких має функціонувати об’єкт проектування (моделювання).

Внутрішні параметриоб’єкта проектування дають змогу характеризувати його внутрішню структуру та описати функціонування окремих складових даного об’єкта. До них відносяться, у випадку розгляду тієї ж електричної схеми, опори резисторів, ємності конденсаторів, індуктивності котушок, товщини провідників та інше. При описі параметрів цієї групи будемо використовувати наступне позначення .

Вихідні параметриоб’єкта проектування залежать від вхідних, зовнішніх та внутрішніх параметрів, що можна записати вигляді наступної функціональної залежності , де – деяка функція, яка дає змогу встановити зв’язок між вектором вихідних параметрів та векторами вхідними, внутрішніх і зовнішніх параметрів.

У випадку розгляду тієї ж електричної схеми підсилювача, то вихідними параметрами даного об’єкта проектування є вихідна напруга, вихідний струм, коефіцієнт підсилення, вихідна потужність, його маса тощо.