САПР. Создавался как инструмент помощи инженерам для ускорения и повышения качества проектирования.
В нашем случае, это очередные инновационные CALS-технологии, нанослучайные числа, получаемые табличным методом, И - каким боком только засунут - критерий хиквадрат!
Итак, вопросы:
Вопросы к зачёту по дисциплине «Теоретические основы САПР и моделирование»,
гр. 04401:402,2009/10 уч. год.
Введение.
Определение проектирования. Современный подход к проектированию РЭУ на основе CALS-технологии.
Понятия электронного макета, виртуального предприятия.
ТЕМА 1. Задачи и принципы проектирования.
1. Содержание понятия проектирования. Составные части процесса проектирования.
2. Системный подход к проектированию. Основные понятия системотехники.
3. Блочно-иерархический подход к проектированию.
3.1. Иерархические уровни описаний проектируемых объектов.
3.2. Иерархия уровней проектирования. Нисходящее и восходящее проектирование.
3.3. Унификация проектных решений и процедур.
4. Обобщённая структурная схема процесса проектирования.
4.1. Классификация типовых процедур проектирования.
4.2. Типичная последовательность проектных процедур. Этапы проектирования.
4.3. Системы автоматизированного проектирования и их место среди других автоматизированных систем.
ТЕМА 2. Моделирование внешних воздействий и сигналов. Датчики случайных чисел.
1. Моделирование - основной инструмент проектирования РЭУ.
1.1. Классификация математических моделей.
1.2. Требования к математическим моделям: точность (источники погрешностей), адекватность, универсальность, экономичность.
1.3. Методика получения.
2. Способы получения случайных чисел: а) табличный; б) физический; в) программный.
3. Программные методы моделирования случайных величин: а) середины квадрата; б) конгруэнтные.
4. Генераторы случайных величин.
4.1. С непрерывным распределением вероятностей: а) равномерное распределение;
б) нормальное распределение; в) треугольное распределение; г) экспоненциальное распределение.
4.2. С дискретным распределением вероятностей: а) биномиальное распределение;
5. Статистические тесты оценки качества генераторов случайных величин.
5.1. Критерий %2 ¦ Математическая основа.
5.2. Алгоритм применения критерия .
5.3. Расчет теоретической вероятности попадания случайных чисел в заданный интервал: а) равномерное распределение; б) нормальное распределение, функция Лапласа; в) треугольное распределение; г) экспоненциальное распределение.
6. Моделирование случайных величин с непрерывным произвольным распределением вероятностей.
6.1. Метод обратной функции.
6.2. Табличный метод (кусочной аппроксимации).
6.3. Метод Неймана (статистических испытаний).
ТЕМА 3. САПР (англ.: CAD-CAE-CAM) в радиоэлектронике. Программное обеспечение.
1. Пакеты прикладных программ для проектирования цифровых, аналоговых и аналого-цифровых устройств (DC Expert, Micro-Logic, PC-Logic, OrCaD, Auto-CAD, PSpice, Micro-Cap, РАПИРА). Функциональное назначение, режимы работы.
2. Динамика развития программ семейства Micro-Cap. Реализация принципов сквозного проектирования, совместимость с другими пакетами.
3. Micro-Cap 7 (МС7). Назначение, интерфейс, создание чертежа схем.
3.1. Описание схем в формате MC7(.cir) и на языке PSpice (.ckt).
3.2. Библиотека компонентов.
3.3. Режимы работы МС7. Меню Analysis> Transient (анализ переходных процессов), АС (анализ частотных характеристик), DC (анализ передаточных функций по постоянному току), Dynamic DC (расчет режима по постоянному току и отображение на схеме узловых потенциалов, токов ветвей и рассеиваемой мощности). Задание параметров моделирования.
4. Моделирование пассивных компонентов (сопротивление, конденсатор, индуктивность, диод).
Модели компонентов в виде двухполюсников. Форматы МС7 и PSpice.
5. Модель Эберса-Молла для биполярного транзистора.
6. Моделирование источников сигналов (постоянного напряжения Battery, импульсного напряжения Pulse, синусоидального напряжения Sine, постоянного тока Isourse).
ТЕМА 4. Математические модели схем. Методы расчёта и анализа выходных параметров схем.
1. Общее описание электронной схемы. Топологический граф схемы. Дерево графа, сечение,
контур.
2. Топологические матрицы и их основные свойства. Матрицы инциденций, узлов, главных
сечений, главных контуров.
3. Матрично-топологические уравнения.
4. Списочные методы записи топологических матриц. Топологические множества.
5. Системы матричных уравнений для расчета статики (основная система, относительно токов и напряжений ветвей, относительно узловых потенциалов и контурных токов).
6. Методы расчета статического режима (простой итерации, Зейделя, Ньютона). Сходимость, скорость сходимости, оценка погрешности.
7. Расчет динамического режима РЭУ. Анализ переходных процессов. Математическая основа - решение системы ОДУ.
8. Составление уравнений переходных процессов. Метод переменных СОСТОЯНИЯ.
9. Методика получения нормальной формы ОДУ.
10. Методы численного решения ОДУ. Методы Рунге-Кутта полиномиальной аппроксимации (трапеций, явный и неявный метод Эйлера). Точность, устойчивость, скорость вычислений.
