CC BY
47
Сотникова С.Ю., Увайсов С.У., Абрамешин А.Е.
Московский государственный институт электроники и математики
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ БОРТОВЫХ ИСТОЧНИКОВ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСИРОВАНИЯ МОДЕЛЕЙ
При проектировании любой бортовой радиоэлектронной системы, всегда необходимо тщательно подходить к вопросу обеспечения ее гарантированного электропитания. Как бы сложна ни была система эффективность ее работы во многом зависит от электроснабжения. Последствия некачественного электроснабжения могут быть очень велики: от небольших сбоев до порчи оборудования.
Бортовые источники вторичного электропитания (ИВЭП), входящие в составбортовых радиоэлектронных систем часто подвергаются воздействиям высоких значений дестабилизирующих факторов (в основном тепловых и механических). Перечисленные процессы в наибольшей степени влияют на характеристики надежности бортовых ИВЭП, при этом защита от их негативного влияния является наиболее сложной.
От качественной разработки ИВЭП с необходимыми запасами по нагрузкам зависит работоспособность всей системы. Причиной разработки некачественныхИВЭП может явиться проведение неточного моделиро-вания.Т.к. до сих пор компьютерное моделирование проводится по номинальным (средним) значениям внутренних параметров моделей электрорадиоизделий (ЭРИ) и конструктивных материалов или по параметрам, взятым из аналогов, то моделирование даёт результаты с погрешностями. Это приводит к неопределенности в принятии решений по запасам нагрузок, поэтому возникает необходимость в снижении погрешности данных информационного обеспечения автоматизированного проектировании бортовых ИВЭП.
Идентификация позволит снять неопределенность значений геометрических и физических параметров ЭРИ и конструкционных материалов в силу наличия у них разбросов [1] . Это возможно, т.к. заводы-изготовители бортовых ИВЭП и их поставщики ЭРИ и специальных конструктивных материалов для конкретных предприятий авиационно-космической техники и других подобных объектов заранее известны.
На сегодняшний день существует много САПР, позволяющих проводить моделирование указанных выше физических процессов, однако проведенный анализ показал, что во всех рассмотренных программных комплексах моделирования не реализована возможность проведения идентификации параметров ЭРИ и материалов конструкции бортовых ИВЭП. Входные значения параметров моделей имеют только номинальные значения.
Идентификацию предлагается проводить, используя алгоритм, приведенный на рисунке, приведенном ниже. Идентификация проводится на основе комплексирования физической модели фрагмента печатного узла (ФПУ) бортового ИВЭП (блок 2) с математическими моделями электрических, тепловых и механических процессов, протекающих в данном фрагменте (блок 4).
Рисунок - Алгоритм идентификации параметров бортовых ИВЭП с использованием комплексированной модели фрагмента печатного узла
При создании бортовых ИВЭП можно выделить два типа используемых разработчиками моделей. Первый тип - математические модели физических процессов (электрических, тепловых и механических), протекающих в схемах и конструкциях создаваемых бортовых ИВЭП. Данные модели чаще всего рассчитываются с помощью соответствующих программных комплексов на ЭВМ. Второй тип - физические модели, в виде специально изготовленных фрагментарных макетов бортовых ИВЭП, испытываемых на воздействие электрических, тепловых и механических факторов. Физическая модель представляет собой фрагмент конструкции ИВЭП, на которой размещается только небольшое количество радиоэлементов (по одному из повторяющихся каждого типоразмера), параметры которых необходимо идентифицировать.
Совместное использование двух типов моделей при автоматизированном проектировании бортовых ИВЭП будем называть комплексированием моделей бортовых ИВЭП.
Таким образом, предлагаемый алгоритм идентификации параметров модели печатного узла ИВЭП на этапе проектирования предполагает совмещение двух подходов к решению данной задачи - макетирование и моделирование (соответственно, блоки 2 и 4). Причем изготавливается макет не всего печатного узла, а его фрагмента, и на основе модели фрагмента печатного узла уточняются параметры для модели полноразмерного печатного узла ИВЭП.
В результате идентификации получаются значения параметров ЭРИ и материалов конструкции бортового ИВЭП, которые затем используются при моделировании всего печатного узла.
Как показали проведенные исследования, моделирование с учётом реальных идентифицированных геометрических и физических параметрах ЭРИ и материалов несущих конструкций бортовых ИВЭП позволяет снизить на 15 - 30 % погрешности расчётов выходных характеристик, по сравнению с моделированием, проведенным по номинальным значениям параметров или с взятыми из аналогов ЭРИ и конструктивных материалов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кофанов Ю. Н., Сотникова С. Ю., Увайсов С. У. Комплексирование физического и математического моделирования при автоматизации проектирования бортовых электронных средств. - М.: Энергоатом-издат, 2011. - 119с., ил. 29, таб. 10.
