Проектирование устройств электрического транспорта

Глава 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА 1.1. Основные определения Электрический транспорт (ЭТ) это сложная техническая система (ТС), представляющая собой совокупность электротехнических устройств: источники электрической энергии (ИЭ), преобразовательные подстанции (ПТ), контактная сеть (КС), подвижной состав (ЭПС), инфраструктура (депо, рембаза, СЦБ и связь и другие устройства обеспечения), предназначенных для перевозки грузов и пассажиров с целью удовлетворения потребностей общества. Определение проектирования. Проектирование это процесс создания проекта прототипа, прообраза предполагаемого или возможного технического решения изделия в промышленности или сооружения в строительстве; в проекте присутствует описание свойств технического объекта, который предполагается изготовить или соорудить. С проектированием связано конструирование объекта. Конструкция это устройство, построение сооружения. В технике конструкция – это схема, устройство и принцип работы технического предмета, взаимное расположение частей, способ соединения, взаимодействия частей и элементов, а так же материал составных частей. Более общее определение в эпоху автоматизированного проектирования. Проектирование это процесс, при котором исходная информация о проектируемом объекте преобразуется в комплекс конструкторско-технологических документов для его изготовления с помощью соответствующей технологии. Известны и другие определения. Конструирование – вид инженерной деятельности в проектировании технических систем, моделировании и других областях. В технике конструирование является обязательной составной частью процесса проектирования и связано с разработкой конструкции узлов или технической системы в целом, которая затем материализуется при изготовлении на производстве. При конструировании выполняют анализ и синтез различных вариантов конструкции, их расчёты, выполнение чертежей и другие процедуры. При этом разрабатывают технологию изготовления и организацию производства изделия или строительство (монтаж из готовых модулей) объекта. Таким образом, проектирование, конструирование, технологии изготовления или монтажа тесно связаны между собой, доля каждой компоненты может быть определена только индивидуально в каждом проекте. Исходная информация обычно заключена в техническом задании (ТЗ), содержащем помимо выполняемой функции объекта проектирования количественные требования к его функциональным параметрам. Техническое задание это документ, содержащий требования заказчика к объекту проектирования, определяющие условия и порядок его проведения для обеспечения нужд ТС, в соответствии с которыми она будет функционировать. Оно содержит характеристики, отдельных элементов и системы в целом, описание первичных данных, целей и задач проекта, сроков проектирования и выполнения работ. Техническое задание содержит описание того, что нужно заказчику, и процесс достижения необходимого результата. Техническое задание разрабатывается на основании Техникоэкономического обоснования (ТЭО), результатах научно исследовательских работ (НИОКР), опыта эксплуатации аналогов и требований общественно политической обстановки на данном этапе развития государства или внешнего заказа. В заключение отметим, что проектирование устройств электрического транспорта (СЭС, ЭПС, ПРЕДПРИЯТИЙ ЭТ, ИХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ) аналогичны, часто выполнены на базе электротехнических объектов общепромышленного назначения. 1.2. Этапы развития методов и технических средств проектирования Развитие процессов проектирования ТС и их уровень зависят от требований, предъявляемых к результатам проектирования, т.е. к проекту. Требования же определяются имеющимися возможностями технологической реализации проектов и доступными средствами проектирования. Эти факторы меняются в ходе научно-технического прогресса и соответственно, этому совершенствуется, развивается методика и способы проектирования. Для начального периода проектирования (примерно до 40-х гг. прошлого столетия) характерна форма, которую можно назвать ручным индивидуальным проектированием, которое выполнялось в основном по проектам головных проектных институтов, расположенных в основном в Москве. Например, Главтранспроект для железнодорожного транспорта, Гипрокоммундортранс, Мостранспроект для городского транспорта и другие), которые были созданы в 40-е – 60-е годы. Промышленность в этот период производила ограниченную номенклатуру технических изделий сравнительно простой конструкции. Многие изделия создавались впервые, без прототипов, и требовали принятия оригинальных проектных решений. Труд проектировщиков в целом был творческим. Методы и средства проектирования были также простейшими. Технические средства проектирования ограничивались кульманом и готовальней. Расчетные методики в значительной мере опирались на приближенные зависимости и эмпирические коэффициенты и осуществлялись арифмометром и логарифмической линейкой. Проектная документация имела собственную систему оформления и обращения (светокопия) в каждом ведомстве, что затрудняло передачу документации в другие организации. С ростом количества типоразмеров, расширением номенклатуры выпускаемых изделий (например, оборудование ТП, КС, ЭПС) и усложнением их конструкции индивидуальная форма проектирования начала тормозить процесс развития техники, электрификации железнодорожного транспорта, строительство метро и городского транспорта. Противоречия между потребностями в проектировании объектов ЭТ и возможностями индивидуального проектирования были устранены путем перехода к новой форме проектирования, которую принято называть ручным типовым проектированием. Период ручного типового проектирования охватывает примерно 40–60-е гг. и характеризуется внедрением методов группового проектирования, агрегирования и унификации. Метод группового проектирования заключается в том, что проектируется не одно конкретно требуемое изделие, а целое семейство (параметрические ряды) конструктивно подобных изделий, которое удовлетворяет всем существующим и прогнозируемым условиям их использования. Например, были созданы проекты одно, двух и трёх агрегатных ТП, ЭПС разной вместимости, депо на 100, 150 и 200 вагонов, серии асинхронных двигателей и другие). Благодаря однотипности объектов и процессов проектирования производительность группового проектирования параметрических рядов изделий (унификация) значительно возросла по сравнению с индивидуальным проектированием. Осуществлялось многократное использование проекта различных элементов системы. В последующем унификация охватила все сферы проектирования, включая и организационные, и оказала существенное влияние также на организацию специализированных производств составных частей изделий (например, преобразователь, трансформатор для железной дороги, ГЭТ или метро, ряд грузовых электровозов, электропоездов и другие.). Благодаря агрегированию и унификации повысилась не только производительность труда проектировщиков. Появились также новые возможности повышения надежности изделий путем реализации принципов функциональной и монтажной взаимозаменяемости составных частей системы. В 50-е гг. осуществлен переход к Единой системе конструкторской документации (ЕСКД), которая установила единые правила ее оформления и обращения. Одновременно с методами проектирования получили развитие также технические средства проектирования. Появились новые вычислительные средства, быстродействующие печатающие устройства, различные средства быстрого размножения проектной документации. Для привязки типовых проектов к местным условиям организовывались региональные проектные институты (например, Мосгипротранс, Уралгипротранс, Сибгипротранс, Гражданпроект и другие). Наряду с важными преимуществами типового проектирования со временем проявились и его недостатки, связанные в основном с ручной формой обработки информации. Внедрение методов унификации и стандартизации привело к резкому сокращению доли творческого труда в работе проектировщика. Использование многочисленных справочников, стандартов СНИПов и других нормативных документов, а также типовых проектных решений существенно увеличило трудоемкость проектирования. Постоянно растущие потребности в новых проектных разработках нельзя было удовлетворить за счет пропорционального роста проектных организаций при сохранении форм типового проектирования. Возникла необходимость в коренной перестройке форм проектирования, направленной на повышение качества проектов, сокращение сроков и трудоемкости проектирования. Применение принципиально новых технических средств проектирования – ЭВМ и их периферийных устройств позволило радикально преобразовать процесс проектирования. С этого времени (60-е гг.) начался период автоматизированного проектирования, который характеризуется следующими преимуществами: 1. возможностью для практического использования принципиально но- вых методов проектирования: математического моделирования, методов оптимизации, принятия решений и т. п.; 2. использованием сложных, но более точных моделей объектов проектирования; 3. возможность анализа большого числа вариантов проектных решений; 4. исключение ошибок в расчетах и при формировании проектной документации; 5. многократным ростом производительности труда проектировщиков и повышением качества проектов; 6. методы и средства проектирования, характер труда стал творческим. Применительно к электрическим системам, питающим устройства ЭТ, проектирование развивалось следующим образом. В период ручного проектирования основное внимание уделялось математическому описанию электрофизических и электроэнергетических процессов и созданию соответствующих методов расчета. В это время были сформулированы задачи и методы расчета установившихся и переходных процессов, резонансных явлений, автоматического регулирования напряжения и частоты, передачи максимальной мощности, диспетчерского управления и тому подобных задач. В расчётах использовались классические теории электрических цепей, устойчивости и колебаний и др. С целью упрощения и доступности расчетных методов для инженерной практики широко применялись схемы замещения, эквивалентные преобразования и линеаризация проектируемых систем. Появилась тенденция простого перевода на ЭВМ расчетных алгоритмов проектирования. Стали усиленно развиваться численные методы расчета дифференциальных и нелинейных уравнений на ЭВМ. Резко увеличилась производительность труда в части расчетов при проектировании. Но на ЭВМ первого поколения просчитать большее число проектных вариантов было невозможно. Появление ЭВМ второго поколения с более высоким быстродействием и объемом памяти, развитие кибернетических методов принятия решений в сочетании с методами поиска оптимума позволило перейти к решению ряда оптимизационных задач проектирования. Это позволило сократить время и повысить качество проектов. С появлением ЭВМ третьего поколения, оснащенных средствами машинной графики и другими инструментальными средствами, появилась принципиальная возможность автоматизации не только расчетной, но и конструкторско-технологической стадии проектирования. Ускоренными темпами стали создаваться программно-технические средства, ориентированные на коллективную деятельность проектировщиков различного профиля (расчетчиков, сметчиков, конструкторов, технологов), не имеющих глубоких познаний в программировании и вычислительной технике. Проблема конвейерной автоматизации всех процессов проектирования путем создания Систем Автоматизированного Проектирования (САПР) приобрела практическую актуальность. 1.3. Классификация объектов проектирования Техническая система (ТС) - это совокупность технических устройств, предназначенных для преобразования энергии и информации, созданная с целью удовлетворения потребностей общества. Каждую ТС можно разделить на подсистемы, предназначенные для выполнения отдельных функций, необходимых для работы системы в целом (получение, передача, распределение, преобразование электрической энергии, автоматическое управление и защиты, грозозащита и заземление и другие). В сложной технической системе ЭТ выделяют подсистемы: электроподвижной состав, электроснабжение, техническое обслуживание и ремонт, путь и путевое хозяйство и другие).Каждая подсистема при анализе может быть разделена на более мелкие подсистемы в конечном итоге на узлы или детали (см. п. 1.4). Объекты проектирования классифицируют по следующим признакам. 1) По физическим принципам работы ТС: механические, электрические, радиоэлектронные и т. д. в большинстве современных сложных ТС используют­ несколько физических принципов, что отражается и в их названии: электромеханические системы, электронные и т. п. 2) По условиям эксплуатации ТС разделяют на наземные, подземные, в северном исполнении и т. д. 3) По характеру основных физических процессов (и соответственно их математическому описанию) рассматривают непрерывные и дискретные ТС. Объекты проектирования можно разделить на изделия и процессы, а процессы в свою очередь, на технологические и вычислительные. 1.4. Основные принципы проектирования сложных электротехнических объектов: типизация и унификация, Основные принципы проектирования сложных электротехнических объектов состоят в следующем: 1) типизация и унификация проектных решений и средств проектирования; 2) декомпозиция и иерархичность описаний объектов; 3) многоэтапность и итерационность; 4) иерархические уровни описаний объектов проектирования; Разделение описаний по степени детализации отображаемых свойств и характеристик объекта лежит в основе блочно-иерархического подхода к проектированию и приводит к появлению иерархических уровней (уровней абстрагирования). На верхнем уровне (рис.1.1) сложный объект ТС рассматривается как система, состоящая из n взаимосвязанных и взаимодействующих элементов ТСJ. Каждый из элементов ТСj, в свою очередь так же рассматривается как система из n взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, (уровень 1). Элементами системы ТСji являются объекты ТСji, j = 1.2....,mi (mi количество элементов в описании системы ТСj) (уровень 2). Чем сложнее проектируемый объект, тем больше у него иерархических уровней. Как правило, выделение элементов ТСji происходит по функциональному признаку. Подобное разделение продолжается вплоть до получения на некотором уровне z элементов (например, на уровне 3) , описание которых дальнейшему делению не подлежит. Такие элементы по отношению к объекту проектирования ТС, называются базовыми элементами (например, камера ( ячейка) РУ любого напряжения, силовой полупроводниковый прибор ( СПП) в преобразователе энергии, колёсная пара ЭПС и другие). Рис. 1.1. Разделение объекта на иерархические уровни Таким образом, принцип иерархичности заключается в структурировании представлений об объектах проектирования по степени детальности описания. Примеры: 1. Система электроснабжения (СЭС) электрического транспорта, её естественная иерархия: источник (электрическая система, электрическая станция (ЭС)) – тяговая подстанция (ТП) – распределительные устройства (РУ) ––выпрямители (В) – тяговая сеть (КС). К базовым элементам относят элементы принципиальных электрических схем (трансформаторы, кабельные и воздушные линии, коммутационные аппараты, выпрямители и т.д.). Из этих элементов образуются функциональные узлы: РУ разных уровней напряжения, тяговый блок, которые входят в состав более сложных структур в данном примере ТП. В настоящее время заводы-изготовители называют их функциональные блоки, а принцип проектирования объекта (ТП) называют блочно-модульным. Из модулей разного назначения компонуется СЭС электрического транспорта. 2. Электроподвижной состав (ЭПС): базовые единицы это кузов, колёсно- моторные блоки, система регулирования, мотор-вентиляторы, мотор-компрессоры, система управления и защиты (микромпроцессорные устройства или модули); сборочные единицы – пантограф (токоприёмник), быстродействующий выключатель, реостаты или силовые электронные блоки, тяговый двигатель, компрессор… и т. д. Описание проектируемых объектов. Декомпозиция описаний по характеру свойств отображаемого объекта позволяет выделить функциональный, конструкторский и технологический аспекты описаний. Функциональный аспект - связан с отображением основных принципов функционирования, характера физических и информационных процессов, протекающих в объекте. Он находит выражение в принципиальных, структурных, кинематических схемах и сопровождающих их документах. Конструкционный аспект - связан с реализацией результатов функционального проектирования, т. е. с определением геометрических форм объектов и их взаимным расположением в пространстве (например, на плане подстанции или развеска на основании кузова ЭПС, план контактной сети). Технологический аспект относится к реализации результатов конструкторского проектирования, т. е. связан с описанием методов и средств изготовления объектов или методов и механизмов при монтаже ТП, КС, сборке ЭПС и других объектов. В отдельных случаях выполняют дифференцированное описание свойств объектов. Например, функциональный аспект можно разделить, по физическим основам описываемых явлений на аспекты электрический, механический, пневматический и т. п. При этом в описаниях электромеханической системы появляются описания электрической и механической подсистем. 1.5. Стадии проектирования Проектирование как процесс, развивающейся во времени, расчленяется на стадии, этапы, проектные процедуры и операции. При проектировании сложных систем выделяют следующие стадии: 1) предпроектных исследований, технического задания (ТЗ) и технического предложения (стадии научно - исследовательских работ - НИР); 2) эскизного проекта (стадия опытно - конструкторских работ - ОКР); 3) технического проекта; 4) рабочего проекта; 5) испытаний и внедрения. На стадии 1 на основании научно-технических достижений в данной и смежных отраслях промышленности и имеющихся ресурсов определяют назначение, основные принципы построения технического объекта и формируют ТЗ на его проектирование. При этом изучают и учитывают потребности общества в получении проектируемого объекта, устройства, изделия. На стадии 2 проверяют корректность и реализуемость основных принципов и положений, определяют функционирование будущего объекта и создают его эскизный проект. На стадии 3 выполняется всесторонняя проработка всех частей проекта, конкретизируются и детализируются технические решения. Создается техническое задание (ТЗ). На стадии 4 формируется вся необходимая документация для изготовления изделия. На стадии 5 создается и испытывается опытный образец или пробная партия изделий. По результатам испытаний вносятся необходимые коррективы в проектную документацию, после чего осуществляется внедрение в производство на выбранном (проектируемом) предприятии. Возможно стадии 1 и 2 объединить в одну и выполнить НИОКР, а при проектировании ТП, ПС, ППС с использованием модулей заводской готовности не проводить испытаний по пункту 5. Для небольших объектов, например при капитальном ремонте или усилении ТС выполняют двух стадийный проект (стадии 3 и 4) [ СНИП]. 1.6. Этапы проектирования Этапы это часть процесса проектирования, включающая в себя формирование всех требующихся описаний объекта, относящихся к одному или нескольким иерархическим уровням и аспектам. Часто названия этапов совпадают с названиями соответствующих иерархических уровней и аспектов. Пример. Проектирование СЭС: 1. Расчёт нагрузок; 2. Выбор схемы электроснабжения; 3. Выбор напряжения распределительной сети; 4. Расчёт токов КЗ и выбор электрических аппаратов и средств защиты. Составные части этапа проектирования называются проектными процедурами. Проектная процедура - часть этапа, выполнение которой заканчивается получением проектного решения. Пример проектных процедур: 1. Расчёт нагрузок - определение токов поезда, фидеров ТП и мощности тяговой подстанции. 2. Выбор схемы электроснабжения – одностороннее, параллельное, узловое питание, использование бустерных устройств в ТС. Более мелкие составные части процесса проектирования, входящие в состав проектных процедур, называют проектными операциями. Пример проектных операций: 1. Определение стоимости распределительного устройства (внешнее электроснабжение на напряжении 220, 110, 35, 20, 10 (6) кВ; внутреннее электроснабжение на напряжении 3300, 1500, 1200, 825, 600 В; собственные нужды переменного тока 380, 220, 48 В; собственные нужды постоянного тока на напряжении 220, 110, 48 В). 2. Определение категорийности отдельных потребителей. Таким образом, понятия уровня и аспекта относятся к структурированию представлений о проектируемом объекте, а понятие этапа, проектной операции, процедуры – к структурированию процесса проектирования. 1.7.Нисходящее и восходящее проектирование Если решение задач высоких иерархических уровней предшествует решению более низких иерархических уровней, то проектирование называют нисходящим. Если раньше выполняются этапы, связанные с низшими иерархическими уровнями, проектирование называют восходящим. Пример нисходящего проектирования. Для проектирования электродвигателя задают его базовые размеры (габарит), а в процессе проектирования определяют размеры сердечников ротора, статора, выбирают тип обмотки и выполняют расчёт, определяют форму и размер пазов и т.п. Пример восходящего проектирования. При проектировании СЭС определяют нагрузки отдельных присоединений, схему электроснабжения этих присоединений, затем формируется схемы распределительных устройств заданного уровня напряжения, после их объединения с другими модулями создают однолинейную схему тяговой или понизительной подстанции [11]. В обоих случаях из-за отсутствия исчерпывающей исходной информации имеют место отклонения от потенциально возможных оптимальных технических результатов. Так как в том и другом случае принимаемые проектные решения могут не оправдаться с точки зрения проектирования системы в целом, часто требуется повторное выполнение проектных процедур предыдущих этапов после выполнения проектных процедур последующих этапов. Такие повторения обеспечивают последовательное приближение к оптимальным результатам и обуславливают итерационный характер проектирования. Пример с проектированием электродвигателя - выбранные форма и размеры пазов могут не обеспечить необходимого значения электромагнитной индукции. Итерация - это важнейший принцип проектирования. Итерации могут выполняться внутри одного этапа проектирования и между группами этапов. 1.7. Виды описания проектируемых объектов и классификация их параметров Исходные описания проектируемых объектов часто представляют собой техническое задание (ТЗ) на проектирование. Содержание ТЗ см. п.**. В техническом задании отражают: 1. Назначение объекта; 2. Условия эксплуатации (tº– температура окружающей среды, Uc – напряжение питания, Iн , Pн – нагрузка). 3. Требования к выходным параметрам, т. е. величинам, характеризующим свойства объекта, интересующие потребителя, выражены в виде общих условий работоспособности: y1 < T1 ; y2 > T2 ; y3 ≤ T3 ; T'4 80 %, напряжение Uc < Ud0 < Ud0max . Окончательное описание проектируемого объекта представляет собой полный комплект схемной, конструкторской и технологической документации, оформленной в соответствии с ЕСКД и предназначенной для использования в процессе изготовления и эксплуатации этого объекта. Математическое описание объекта. Важнейшее значение имеют математические модели (ММ) объектов проектирования, т. к. выполнение проектных процедур при автоматизированном проектировании основано на оперировании этими моделями с помощью ЭВМ. Математические модели используют для описания проектируемого объекта средства и язык математики. Математические модели технической системы - это набор математических объектов (чисел, переменных, матриц, множеств и т. п.) и отношений между ними, отражающих свойства технической системы, существенные с позиции инженера. Среди свойств системы, отражаемых на определённом иерархическом уровне, в ММ, различают свойства системы, элементов системы и внешней среды, в которой должна функционировать техническая система. Количественное выражение этих свойств осуществляется с помощью величин, которые называются параметрами. Величины, характеризующие свойства системы, элементов системы и высшей среды называются соответственно выходными, внутренними и внешними параметрами. Например, в примере с проектированием ТЭД: - потребляемая мощность, мощность на валу, скорость вращения ротора – выходные параметры, - сопротивление обмоток, параметры сердечников – внутренние параметры, - момент сопротивления нагрузки, напряжение тяговой сети (напряжение на токоприёмнике) – внешние параметры. Если обозначить количество выходных, внутренних и внешних параметров соответственно через m, n, b, а векторы этих параметров соответственно, через Y= ( y1 , y2…ym ) X= ( x1 , x2…xm ) Q= ( q1 , q2…qm ) , то имеет место функциональная зависимость Y = F(X, Q) . (1) Наличие такой математической модели системы позволяет легко оценивать выходные параметры по известным значениям векторов X и Q. Как правило, ММ в виде (1) удаётся получить только для очень простых объектов. Типичной является ситуация, когда математические описания процессов в проектируемом объекте задаётся моделью в форме системы уровней, в которой фигурирует вектор фазовых переменныхV: LV((Z) = f(Z) , (2) где L – некоторый оператор; Z – вектор независимых переменных, в общем случае включающий время и пространственные координаты, f (Z) – заданная функция независимых переменных. Фазовые переменные это: • токи и напряжения в электрических системах; • - силы и скорость в механических системах; • давления и расходы в гидравлических системах. 1.8. Классификация типовых проектных процедур (задач). Проектная процедура называется типовой, если она предназначена для многократного приме­нения при проектировании многих типов объектов. Создать проект объекта означает выбрать структуру объекта, определить значения всех его параметров и представить результаты в установленной форме (чертежи, схемы, пояснительные записки, программы), пример на рис.1.2. Рис.1.2. Типовые проектные процедуры Синтез заключается в создании описания объекта, а анализ в определении свойств и исследовании работоспособности объекта по его описанию. То есть, при синтезе создаются, а при анализе оцениваются проекты объектов. Разработка (выбор) структуры объекта это проектная процедура, называемая структурным синтезом. Целью структурного синтеза является определение структуры объекта, т. е. перечня типов элементов, составляющих объект и способа связи элементов между собой в составе объекта. Конструирование, разработка технологических процессов, оформление проектной документации это частные случаи структурного синтеза. Параметрический синтез заключается в определении числовых значений выходных параметров объекта при заданной структуре и работоспособности. Задачу параметрического синтеза называют параметрической оптимизацией (оптимизацией), если её решают как задачу математического программирования. Следующая после синтеза группа процедур - процедуры анализа. Цель анализа – получение информации о характере функционирования и значения выходных параметров Y при заданных структуре объекта, сведениях о внешних параметрах Q и параметрах элементов X. Если заданы фиксированные значения параметров X и Q, то имеет место процедура одновариантного анализа, которая сводится к однократному решению уравнений ММ и вычислению вектора Y. В процедурах многовариантного анализа определяется влияние внешних параметров, разброса и нестабильности параметров элементов на выходные параметры. Это статистический анализ. Анализ чувствительности это определение влияния изменений параметров элементов, при которых изменяются выходные параметры. Такой анализ требует многократного решения уравнений математической модели объекта с целью выявления степени влияния. 1.9. Последовательность проектных процедур Проектирование начинается с синтеза исходного варианта структуры системы. Для его оценки создаётся: • при автоматизированном проектировании математическая модель; • при неавтоматизированном проектировании физическая модель (стенд). Если полученное проектное решение неудовлетворительно, то выбирается один из трёх возможных путей улучшения проекта: 1. Изменить числовые значения параметров элементов, составляющих вектор X (см. параметрический синтез). Если модификации вектора X целенаправленны и подчинены стратегии поиска наилучшего значения некоторых показателей качества, то такая процедура называется параметрическая оптимизация. Это самый простой путь. 2.Модификация структуры, при этом синтезируется новый вариант структуры и для него повторяются процедуры формирования модели и параметрического синтеза. 3. Корректировка ТЗ, которая может потребовать повторное выполнение ряда процедур k-го уровня. Это итерационный характер проектирования. Изложенные последовательности действий проектировщика обобщены на рис.1.3. Рис. 1.3. Структура последовательности действий проектировщика Взаимосвязь проектных процедур анализа и синтеза имеет характер вложенности. Процедуры анализа вложены в процедуру параметрического синтеза (оптимизации) и процедуры оптимизации вложены в процедуру синтеза, объединяющую синтез структурный и параметрический (рис. 1.4). Рис.1.4. Пояснение принципа вложенности проектных процедур Диаграмму рис.1.4. следует понимать так: анализ входит как составная часть в оптимизацию, а оптимизация в синтез; однократное выполнение процедуры оптимизации требует многократного выполнения процедуры анализа, а однократное решение задачи синтеза требует многократного решения задачи оптимизации. Таким образом, синтез проектного решения на очередном этапе проектирования может потребовать выполнение чрезмерно большого количества вариантов анализа, что возможно только при исследовании ММ на мощной ЭВМ. 1.10. Маршрут проектирования объекта Маршрут проектирования объекта это последовательность этапов и (или) проектных процедур, используемых для проектирования объекта. Маршрут называется типовым, если он применяется для многих объектов, определенного класса. Примеры. Типовой маршрут проектирования СЭС железнодорожного транспорта или то же – промышленного предприятия. Системы автоматизированного проектирования (САПР): • Ручное проектирование – начальный этап развития проектирования (см. п.1.2). • Автоматическое проектирование - без участия человека на промежуточных этапах (возможно для сравнительно несложных объектов). • Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путем взаимодействия человека и ЭВМ, называется автоматизированным. При автоматизированном проектировании реализуется диалоговый (интерактивный) режим проектирования. Система реализующая автоматизированное проектирование называется САПР (Computer Aided Design System - CAD System).