Классификация параметров проектируемых объектов

Среди свойств объекта, отражаемых в описаниях на определенном иерархическом уровне, различают свойства систем, элементов систем и внешней среды, в которой должен функционировать объект. Количественное выражение этих свойств осуществляется с помощью величин, называемых параметрами. Величины, характеризующие свойства системы, элементов системы и внешней среды, называют соответственно выходными, внутренними и внешними параметрами.

Обозначим количества выходных - внутренних и внешних - параметров через m, n, t, а векторы этих параметров соответственно через Y = (y₁, y₂, ..., y_m), X = (x₁, x₂, ..., x_n), Q = (q₁, q₂, ..., q_t). Очевидно, что свойства системы зависят от внутренних и внешних параметров, т.е. существует функциональная зависимость

F = (y, x, t) (1.1)

Система соотношений F = (y, x, t) является примером математической модели (ММ) объекта. Наличие такой ММ позволяет легко оценивать выходные параметры по известным значениям векторов Y и Х. Однако существование зависимости (1.1) не означает, что она известна разработчику и может быть представлена именно в таком явном относительно векторов Y и Х виде. Как правило, математическую модель в виде (1.1) удается получить только для очень простых объектов. Типичной является ситуация, когда математическое описание процессов в проектируемом объекте задается моделью в форме системы уравнений, в которой фигурирует вектор фазовых переменных V:

LV (Z) = j(Z) (1.2)

Здесь L - некоторый оператор, V - вектор независимых переменных, в общем случае включающий время и пространственные координаты, j(Z) - заданная функция независимых переменных.

Фазовые переменные характеризуют физическое или информационное состояние объекта, а их изменения во времени выражают переходные процессы в объекте.

Следует подчеркнуть следующие особенности параметров в моделях проектируемых объектов:

1. Внутренние параметры (параметры элементов) в моделях k-го иерархического уровня становятся выходными параметрами в моделях более низкого (k + 1)-го иерархического уровня. Так, для электронного усилителя параметры транзистора являются внутренними при проектировании усилителя и в то же время выходными при проектировании самого транзистора.

2. Выходные параметры, или фазовые переменные, фигурирующие в модели одной из подсистем (в одном из аспектов описания), часто оказываются внешними параметрами в описаниях других подсистем (других аспектов). Так, максимальные температуры корпусов электронных приборов в электрических моделях усилителя относятся к внешним параметрам, а в тепловых моделях того же объекта - к выходным параметрам.

3. Большинство выходных параметров объекта являются функционалами зависимостей V(Z), т.е. для их определения необходимо при заданных Х и Q выполнить решение системы уравнений (1.2) и по полученным результатам решения рассчитать Y. Примерами выходных параметров-функционалов служат мощность рассеяния, амплитуда колебаний, длительность задержки распространения сигнала и т.п.

Исходные описания проектируемых объектов часто представляют собой ТЗ на проектирование. В этих описаниях фигурируют величины, называемые техническими требованиями и выходными параметрами (иначе нормами выходных параметров). Технические требования образуют вектор ТТ = (TT₁, TT₂, ..., TT_n), где величины ТТ представляют собой границы диапазонов изменения выходных параметров.