Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время рынок радионавигационной аппаратуры является одним из наиболее динамично развивающихся в сегменте высоких технологий. Разработка не только глобальных систем спутниковой навигации, таких как ГЛОНАСС, GPS, GALILEO, по и небольших узкофунщиональных радионавигационных приборов, постоянное расширение их номенклатуры требует соответствующего повышения качества технологических процессов и проектных решений. Дальнейшее развитие этой области инженерной деятельности возможно только с применением последних достижений в сфере вычислительной техники, математического обеспечения и информационных технологий.
В связи с постоянно высоким темпом развития рынка возрастают требования к технологиям конструирования и производства. Возникает потребность в регулярном внедрении инновационных технологий, тесно связанных с использованием совремешгой вычислительной техники и методов математического моделирования. Присутствует необходимость комплексной автоматизации на всех этапах проектирования аппаратуры и, соответствешю, потребность в системах, возможно более полно реализующих такую автоматизацию.
Особо важной составляющей радионавигационных систем представляются устройства приёма и передачи сигнала. Одним из наиболее широко используемых классов является приёмо-измерительная аппаратура.
Данная работа посвящена автоматизации принятия проектных решений в сфере проектирования радионавигационной аппаратуры, и особое внимание отведено разработке подобных модулей.
Разработка соответствующих САПР для различных сфер деятельности является одной из наиболее востребованных специальностей в данной области, однако в ходе освоения разнообразных специализированных источников информации, в том числе и опубликованных в периодических профильных изданиях, было установлено, что в настоящее время в Российской Федерации не описано и не внедрено ни одной системы принятия решений для цикла проектирования радионавигационной аппаратуры в целом и приёмо-измерительной аппаратуры в частности. Соответствешю, тема настоящей работы является актуальной.
Цель работы
Разработать метод автоматизированного принятия проектных решений в области конструирования приёмо-измерительной бортовой космической радионавигационной аппаратуры с учётом специфических условий эксплуатации.
Задачи
изучить и обобщить опыт автоматизированного проектирования и инженерного расчёта радионавигациошюй аппаратуры;
разработать алгоритм вынесения проектного решения на базе разработанного метода для системы принятия проектных решений (СППР) конструкторского проектирования;
разработать алгоритм автоматизированного теплового расчёта, учитывающий особенности бортовой космической радионавигационной аппаратуры.
разработать и внедрить метод конечно-разностной дискретизации трёхмерной модели, алгоритмы ее' визуализации.
Предметом исследования данной работы являются метод принятия решений и алгоритмы автоматизированной системы принятия решений в сфере принятия проектных решений конструирования радионавигационных средств.
Методы исследования: Для решения поставленных задач использованы: теория, методы и алгоритмы автоматизированного проектирования, конечно-разностного и конечно-элементного анализа, методы объектно-ориентированного программирования, методы теории принятия решений.
Положения, выносимые на защиту
Метод принятия проектных решений в сфере разработки приёмо-измерителыгой бортовой радионавигационной аппаратуры, состоящий в применении визуализации моделирования с использованием общих окон с равными правами доступа как источника исходных данных для принятия решений с помощью критерия ожидаемого значения;
Алгоритм СППР на основе разработанного метода.
Алгоритм автоматического построения конечно-разностных сеток на конструкциях сложной формы путем объединения, вычитания и/или пересечения геометрических объектов, поверхность которых аппроксимирована ансамблем структурных элементов.
Научная новизна
Научная новизна диссертационной работы заключается в разработанном методе принятия решений для СППР конструкторского проектирования заявленного класса аппаратуры. Отличительной особенностью данного метода является внедрение процесса автоматизированных расчётов, моделирования и испытаний з единый цикл принятия и корректировки проектного решения с возможностью минимизации вмешательства пользователя.
Практическая ценность
Разработано программное обеспечение для построения пространственной конечно-разностной сетки и решения контактных задач на основе компонентно-объектной модели. Предложенный алгоритм дискретизации может быть применён при всех видах инженерных расчётов радиоэлектронных конструктивов.
Область применения результатов
Автоматизированные климатические и механические испытания;
Конструкторское проектирование бортовой космической радионавигационной аппаратуры.
Апробация результатов
Основные положения диссертационной работы докладывачись и обсуждались на конференциях:
-XXXVI научная конференция СПбГУ ИТМО, Санкт-Петербург, 30 января-2 февраля 2007.
-Научная конференция СПбГУ ИТМО, Санкт-Петербург: 2008,2009 гг.
- Научная к учебно-методическая конференция СПбГУ ИТМО: 2010 г.
-Межвузовская конференция молодых учёных СПбГУ ИТМО, Санкт-
Петербург, 10-13 апреля 2007 г.
-Всероссийская межвузовская конференция молодых учёных СПбГУ ИТМО: 2008,2009 гг.
Апробация результатов представляемой работы была произведена з ОАО «РИРВ» (Российский Институт Радионавигации и Времени). Разработанная система принятия проектных решений (СППР) была внедрена па производстве инженерных расчётов, в частности, расчётов тепловых режимов. Представляемая работа была выполнена при поддержке Правительства Санкт-Петербурга (гранты Санкт-Петербурга для студентов и аспирантов серия ПСП № 070305 (2007 г.) и серия ПСП № 090052 (2009 г)). Опубликовано пять статей, из них две - в рецензируемых журналах. Структура н объём диссертационной работы
Диссертационная работа изложена на 101 машинописной странице, состоит из введения, трёх глав и заключения. Список литературы состоит из 72 наименований. Рукопись содержит 8 таблиц, 18 рисунков, 1 приложение.
Публикации
Боголюбов Д.А., Кармановский Н.С. Интерпретация результатов расчётов тепловых режимов ЭВС в приложении COSMOSWorks // Научно-технический вестник СПб ГУ ИТМО. Выпуск 32. СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. - С. 202-205.
Боголюбов Д.А., Григорьева Н.С, Елисеев О.В., Когай Н.В. Автоматизация тепловых расчётов электронных блоков с помощью САПР SolidWorks/COSMOSWorks на этапе конструкторского проектирования. // Научно-технический вестник СГО1"У ИТМО. Выпуск 40. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. - С. 4-8.
Боголюбов Д.А., Кармановский Н.С. Исследование тепловых режимов различных радиоэлектронных конструктивов с помощью системы COSMOSWorks. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 44. СПб, 2007. С. 234-238.
Боголюбов Д.А. Применение элементов теории графов в конечно-элементном анализе. // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 51. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. - С. 4-8.
Боголюбов ДА., Кармановский Н.С. Автоматизированный расчет тепловых режимов радиоэлектронных конструктивов нриемо-измерительных модулейШаучно-технический вестник СПбГУ ИТМО. Выпуск 3(67). СПб: СПбГУ ИТМО, 20Ю.-С.86-91.
