Исследование
<<  Исследование Слова Случайные ошибки в структуре электроэнергетики  >>
Структурные методы исследования изобретательских задач
Структурные методы исследования изобретательских задач
Содержание
Содержание
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Структурные модели систем
Динамическая модель преобразования структуры
Динамическая модель преобразования структуры
Динамическая модель преобразования структуры
Динамическая модель преобразования структуры
Динамическая модель преобразования структуры
Динамическая модель преобразования структуры
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Работа со структурными схемами в изобретательстве
Структурные схемы формул изобретений
Структурные схемы формул изобретений

Презентация: «Зачем нужны корабли самолеты 1 класс». Автор: . Файл: «Зачем нужны корабли самолеты 1 класс.ppt». Размер zip-архива: 1805 КБ.

Зачем нужны корабли самолеты 1 класс

содержание презентации «Зачем нужны корабли самолеты 1 класс.ppt»
СлайдТекст
1 Структурные методы исследования изобретательских задач

Структурные методы исследования изобретательских задач

Преподаватель доцент кафедры СУиИ Бушуев Александр Борисович e-mail: BUSHUEV@inbox.ru

Санкт-петербургский государственный университет информационных технологий механики и оптики

Кафедра Систем Управления и Информатики

2 Содержание

Содержание

Структурные модели систем Конструктивно-функциональная схема Потоково-информационная схема Структурно-энергетическая схема Динамическая модель развития структуры Структурные схемы в изобретательстве Минимально необходимая структура. Типы ресурсов структур Синтез структур по законам развития технических систем Пример синтеза обратной связи в структурной схеме Структурные схемы формул изобретений

2

3 Структурные модели систем

Структурные модели систем

Определение 1. Система - это совокупность элементов, способная выполнять определенную функцию. Элемент – неделимая часть системы. Определение 2. Структура системы – это ее элементный состав и связи, объединяющие элементы системы. Типы структурных схем: конструктивно-функциональные; потоково-информационные; структурно-энергетические; веполи. Самой абстрактной структурной моделью является граф-схема технического противоречия в алгоритме решения изобретательских задач (АРИЗ).

Повышение абстрактности

3

4 Структурные модели систем

Структурные модели систем

Конструктивно-функциональная схема

Определение 3. Конструктивно-Функциональная схема (КФС) отражает, главным образом, принцип действия системы и представляет собой граф, вершинами которого являются элементы системы, а ребрами – выполняемые элементами функции. Пример составления КФС для системы автоматической горизонтальной посадки палубных самолетов.

Рисунок 1. Горизонтальная посадка самолета на подвижное основание

4

5 Структурные модели систем

Структурные модели систем

Конструктивно-функциональная схема

Е0 – корабль, Е1 – самолет, Е2 – локатор, Е3 - ЭВМ, Е4 - радиоканал, Е5 - спутная струя Фij – j-ая функция i-ого: Ф01 – корабль Е0 принимает самолет Е1, Ф02 – корабль Е0 несет на себе локатор Е2, Ф03 – корабль Е0 несет на себе ЭВМ Е3, Ф04 – корабль Е0 несет на себе радиоканал Е4, Ф05 - корабль Е0 выдает информацию о качке на ЭВМ Е3, Ф21 - локатор Е2 измеряет координаты самолета Е1, Ф22 – локатор передает координаты на ЭВМ Е3, Ф31 - ЭВМ Е3 обрабатывает координаты и передает сигнал управления в радиоканал Е4, Ф41 - радиоканал Е4 передает сигнал управления на самолет Е1, V51 - спутная струя Е5 сбивает самолет Е1 с необходимой траектории.

Рисунок 2. Конструктивно-функциональная схема системы посадки

Таблица 1. Матрица КФС

Е0

Е1

Е2

Е3

Е4

Е5

Е0

0

Ф01

Ф02

Ф03+ф04

Ф05

0

Е1

0

0

0

0

0

0

Е2

0

Ф21

0

Ф22

0

0

Е3

0

0

0

0

Ф31

0

Е4

0

Ф41

0

0

0

0

Е5

0

Ф51

0

0

0

0

5

6 Структурные модели систем

Структурные модели систем

Потоково-информационная схема

Определение 4. Потоково-информационная схема (ПИС) отражает преобразование системой во времени потоков энергии, вещества, информации, проходящих через систему. Представляет собой модель системы в виде направленного графа, вершинами которого являются элементы системы, а ребрами - потоки энергии, вещества, информации, поступающие на входы элементов и выходящие из элементов.

Рисунок 3. Потоково-информационная схема системы посадки

6

7 Структурные модели систем

Структурные модели систем

Структурно-энергетическая схема

Определение 5. Структурно-энергетическая схема представляет собой направленный граф. Вершинами графа являются чередующиеся вещества и поля, ребра показывают направление прохождения и преобразования энергии устройством.

Рисунок 5. Потоково-информационная схема датчика давления

Рисунок 4. Конструкция датчика давления

Рисунок 6. Структурно-энергетическая схема датчика давления: а) прототип, б) новое решение

7

8 Динамическая модель преобразования структуры

Динамическая модель преобразования структуры

Динамическая структурно-энергетическая схема

Для моделирования процесса преобразования веществом Вi поля Пi-1 в поле Пi используется математический аппарат теории катастроф – катастрофа типа «сборки» с потенциальной функцией:

Vi = 0,25 pi 4 - 0,5 ai pi 2 + bi pi,

(1)

Считая вещество Вi градиентной системой, т.е. такой, которая стремится к минимуму потенциальной функции Vi , из условия -?Vi/?pi=kiTidpi/dt получаем дифференциальное уравнение для эволюции вероятности pi(t) kiTidpi/dt=- pi(t)3 + ai pi(t) - bi,

(2)

Однородное дифференциальное уравнение, определяющее саморазвитие координаты pi(t) от начального условия pi(0)>0 до установившегося значения piуст = (ai)1/2.

bi=0

Для стыковки ячеек определим внешнее воздействие на i-ю ячейку: bi= dipi-1(t),

bi ?0

(3)

Тогда kitidpi/dt=-pi(t)3 + ai pi(t) -dipi-1(t),

(4)

Рисунок 7. Ячейка «поле-вещество-поле»

8

9 Динамическая модель преобразования структуры

Динамическая модель преобразования структуры

Моделирование структурной схемы датчика давления

Для установившегося режима дифференциальное уравнение (4) превращается в алгебраическое: 0 = - pi 3 + ai pi - dipi-1=-1 + ai – di, потенциальная функция Vi = 0,25 pi 4 - 0,5 ai pi 2 + bi pi = 0,25 - 0,5 ai + di = Ci . Для численного моделирования положим, что потенциальные функции полей имеют следующие значения: V0 =-0.25, V1 =-0.75, V2 =-1.0, V3 =0.5, V4 =0.25. Результаты расчета выражений для потенциальных функций представлены формулой (7), а система дифференциальных уравнений для вероятностей приведена в (8) V0 = 0.25 p0 4 - 0.50 p0 2 - 0.0p0 dp0/dt=- p0(t)3 + p0(t) V1 = 0.25 p1 4 - 0.00 p12 - 1.0p1 dp1/dt=- p1(t)3 + (1- K)p0(t) +Kp3(t) V2 = 0.25 p2 4 + 0.25 p22 - 1.5p2 (7) dp2/dt=- p2(t)3 + 1.5p2(t)- 0.5p1(t) (8) V3 = 0.25 p3 4 - 1.25 p32 + 1.5p3 dp3/dt=- p3(t)3 + 2.5p3(t) - 1.5p2(t) V4 = 0.25 p4 4 - 1.00 p42 + 1.0p4 dp4/dt= 0.5[- p4(t)3 + 2.0p4(t) - 1.0p3(t)]

(5)

(6)

9

10 Динамическая модель преобразования структуры

Динамическая модель преобразования структуры

Моделирование структурной схемы датчика давления

Результаты моделирования структуры датчика по уравнениям (8) со следующими начальными условиями: p0(0)=0.7, p1(0)=p2(0)=p3(0)=p4(0)=0.6; коэффициент обратной связи выбран K=0.9, k0T0=k1T1=k2T2=k3T3=1, k4T4=2:

Существуют области начальных условий и параметров, в которых преобразования становятся неустойчивыми. Например, на рис. 9 представлены графики вероятностей pi(t) для p1(0)=p2(0)=p3(0)=p4(0)=0.2 и K= 0.5.

Рисунок 8. Графические результаты моделирования датчика давления: а)графики потенциальных функций, б) графики вероятностей

Рисунок 9. Графики изменения вероятностей неустойчивой структуры

10

11 Работа со структурными схемами в изобретательстве

Работа со структурными схемами в изобретательстве

Минимально-необходимая структура системы. Типы ресурсов структур

Рисунок 10. Структурная схема системы в виде «черного ящика»

Рисунок 11. Структурная схема полной технической системы

Рисунок 12. Структурная схема разомкнутой технической системы

Рисунок 13. Структурная схема замкнутой технической системы

Рисунок 14. Типы соединений: последовательное, параллельное, с обратной связью

11

12 Работа со структурными схемами в изобретательстве

Работа со структурными схемами в изобретательстве

Синтез структур по законам развития технических систем

Рисунок 15. Конструктивная схема оптической системы

Рисунок 16. Структурная схема прохода энергии/информации медленных движений

12

13 Работа со структурными схемами в изобретательстве

Работа со структурными схемами в изобретательстве

Синтез структур по законам развития технических систем

Рисунок 17. Проход линий а) светового излучения, б) пересечения

Рисунок 18. Структурная схема системы, замкнутой по фокусному расстоянию

13

14 Работа со структурными схемами в изобретательстве

Работа со структурными схемами в изобретательстве

Синтез структур по законам развития технических систем

Рисунок 20. Потоково-информационная схема системы

Рисунок 19. Конструктивная схема системы, замкнутой по фокусному расстоянию

Рисунок 21. Конструктивная схема системы регулирования концентрации пара

14

15 Работа со структурными схемами в изобретательстве

Работа со структурными схемами в изобретательстве

Синтез структур по законам развития технических систем

Рисунок 22. Пористая линза как элемент структуры

Рисунок 23. Конструктивно-функциональная схема устройства для регулирования концентрации паров

15

16 Работа со структурными схемами в изобретательстве

Работа со структурными схемами в изобретательстве

Пример синтеза обратной связи в структурной схеме

Рисунок 24. Потоково-информационная структурная схема пьезопривода

Рисунок 25. Принципиальная электрическая схема ПИ-регулятора

16

17 Работа со структурными схемами в изобретательстве

Работа со структурными схемами в изобретательстве

Пример синтеза обратной связи в структурной схеме

Рисунок 26. Ресурсные входы интегрирующего операционного усилителя

Рисунок 27. Структурная схема пьезодвигателя с датчиком обратной связи

Рисунок 28. Пьезопластина линейного двигателя

17

18 Работа со структурными схемами в изобретательстве

Работа со структурными схемами в изобретательстве

Пример синтеза обратной связи в структурной схеме

Рисунок 29. Линейный пьезопривод с параметрической обратной связью

18

19 Структурные схемы формул изобретений

Структурные схемы формул изобретений

Таблица 2. Матрица бинарных отношений признаков изобретения для датчика давления

П1

П2

П3

П4

П5

П6

П7

П8

П9

П10

П11

П1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

П2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

П3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

П4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

П5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

П6

0

R

R

0

0

0

0

0

0

0

0

П7

0

0

R

R

0

0

0

0

0

0

0

П8

0

0

0

R

R

0

0

0

0

0

0

П9

R

R

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Рисунок 30. Граф-схема бинарного отношения

П10

0

R

0

0

R

0

0

0

0

0

0

П11

0

R

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Рисунок 31. Граф-схема формулы изобретения

19

«Зачем нужны корабли самолеты 1 класс»
http://900igr.net/prezentacija/pedagogika/zachem-nuzhny-korabli-samolety-1-klass-212783.html
cсылка на страницу
Урок

Педагогика

135 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по педагогике > Исследование > Зачем нужны корабли самолеты 1 класс