Метод моделирования чувствительных элементов датчиков на основе фрактального подхода

Метод моделирования чувствительных элементов датчиков на основе фрактального подхода

Автор: Шикульская, Ольга Михайловна

Шифр специальности: 05.13.18

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2009

Место защиты: Астрахань

Количество страниц: 459 с. ил.

Артикул: 4311027

Автор: Шикульская, Ольга Михайловна

Стоимость: 250 руб.

Метод моделирования чувствительных элементов датчиков на основе фрактального подхода  Метод моделирования чувствительных элементов датчиков на основе фрактального подхода 

1.1. Анализ состояния и тенденций развития современных преобразователей
1.2. Обзор методов поискового проектирования преобразователей
1.2.1. Комбинаторный метод поиска принципов действия
1.2.2. Метод конструирования Коллера
1.2.3. Компьютерные методы поискового проектирования.
1.2.5. Обзор работ но применению систематизированных физических знаний
1.2.6. Моделирование и автоматизированное использование структурированных физических знаний.
1.2.7. Анализ методов поискового проектирования ЧЭ
1.3. Обзор областей применения теории фракталов
Выводы по первой главе.
Глава 2. Концепция моделирования физического принципа действия ЧЭД на основе
фрактального подхода к описанию явлений и процессов
2.1 Основные понятия концепции.
2.2. Система типовых элементарных соединений звеньев.
2.3. Концептуальные модели функциональных фракталов преобразователей на основе принципов нежесткого и жесткого самоподобия.
2.4. Комплексный метод идентификации функционального фрактала на основе ретроспективной и текущей информации по преобразователям различных физических величин.
2.5. Алгоритм итерационного построения функционального фрактала но ЭИМЦ преобразователя
2.6. Система критериев качества для сравнительной оценки разрабатываемых фрактальные моделей физического ФПД преобразователей.
2.6.1. Метод расчета диапазона измерения функционального фрактала.
2.6.2. Метод расчета нелинейности измерения функционального фрактала
2.7. Рекурсивный алгоритм расчета критериев качества функционального фрактала.
2.8. Выбор класса преобразователей для реализации теоретических положений.
2.8.1. Микроэлектронные датчики.
2.8.2. Волоконнооптические датчики.
Выводы но второй главе.
Глава 3. Моделирование упругих преобразователей механических величин на основе фрактального описания их ФПД.
3.1. Реализация первого этапа комплексного метода идентификации функционального фрактала на основе ретроспективной и текущей информации по упругим чувствительным элементам микроэлектронных датчиков давления
3.1.1. Анализ методов дост ижения требуемых эксплуатационных характеристик
3.1.2. Классификация упругих элементов преобразователей в микроисполнении.
3.1.3. Общие сведения о мембранах.
3.1.4. Обзор методов расчет плоской мембраны
3.2. Реализация второго этапа комплексного метода идентификации функционального фракгала энсргоииформационнос моделирование деформации упругих элементов преобразователей.
3.2.1. ПСС упругих элементов преобразователей
3.2.2. Параметрические структурные схемы плоских мембран.
3.2.3. ПСС плоской мембраны как линия с распределенными параметрами
3.2.4. ПСС плоской мембраны как линии с распределенными параметрами, нагруженной сосредоточенным в центре усилием.
3.2.5. ПСС плоской мембраны как линии с распределенными параметрами, нагруженной гидравлическим или пневматическим давлением
3.2.6. ПСС плоской мембраны как линии с распределенными параметрами, нагруженной гидравлическим или пневматическим давлением и сосредоточенным в центре усилием.
3.2.7. Определение величин и параметров ПСС плоской мембраны из изотропного матсриата
3.2.8. Определение величин и параметров ПСС плоской мембраны из
анизотропного материала
3.3. Реализация третьего этапа комплексного метода идентификации функционального фрактала идентификация самоподобных структур ФПД упругих элементов преобразователей и построения на их основе функциональных фракталов
3.3.1. Расчет выходных параметров лини с распределенными параметрами и величинами.
3.3.2. Разработка универсального образующего элемен т лини с распределенными параметрами и величинами.
3.3.3. Численный метод расчета выходных параметров линии с распределенными параметрами и распределенными величинами на основе использования матриц с элементами фрактальной структуры.
3.3.4. Вывод расчетных соотношений для определения погрешности лини с распределенными параметрами и величинами.
3.3.5. Вывод расчетных соотношений для определения чувствительности лини с распределенными параметрами и величинами.
Выводы по третьей главе
Глава 4. Моделирование волоконнооптических датчиков давления на основе фрактального описания ФПД.
4.1. Реализация первого этапа комплексного метода идентификации функционального фрактала на основе ретроспективной и текущей информации по волоконнооптическим датчикам.
4.1.1. Физический принцип действия волоконнооптических преобразователей
4.1.2. Волоконнооптические датчики фазовой модуляции
4.2. Реализация второго этапа комплексного метода идентификации функционального фрактала энергоинформационное моделирование по волоконнооптических датчиков фазовой модуляции
4.2.1. Разработка энергоинформационной моделей внутрицепных преобразований в волоконнооптических датчиках фазовой модуляции
4.2.2. Разработка энергоинформационной моделей межцепных
преобразований в волоконнооптических датчиках фазовой модуляции
4.3. Реализация третьего этапа комплексного метода идентификации функционального фрактала идентификация самоподобных структур ФПД волоконнооптических датчиков фазовой модуляции давления и построения на
их основе функциональных фракталов
Выводы по четвертой главе.
Глава 5. Практическая реализация теоретических исследований.
5.1. Программа расчета эксплуатационных характеристик элементов преобразователей сложной струкуры
5.2. Алгоритмы структурнопараметрического синтеза новых технических решений
5.2.1. Синтез многофункциональных датчиков на основе построения топограмм
5.2.2. Блочноиерархический синтез ФПД преобразователей
5.3. Оптимизация ФПД новых технических решений
5.4. Автоматизированная система синтеза новых технических решений.
5.5. Инженерная методика расчета деформации плоской мембраны на основе итерационных процедур.
5.6. Итерационный алгоритм расчета деформации плоской мембраны на ЭВМ
5.7. Инженерная методика расчета деформации плоской мембраны на основе численного метода расиста линии с распрделенными параметрами и распределенными величинами на основе использования матриц с элементами фрактальной структуры.
5.8. Система автоматизированного расчета микроэлектронных датчиков давления
5.9. Оптимизация топологии тензорезисторов на поверхности полупроводниковой плоской мембраны
5 Внедрение результатов исследования
Выводы по пятой главе.
Глава 6. Проверка адекватности разработанных моделей
6.1. Проверка адекватности моделей на этапе поискового проектиования. Синтез новых технических решений
Результат реализации задания на синтез 1.
Результат реализации задания на синтез 2.
Результат реализации задания на синтез 3.
Результат реализации задания на синтез 4.
6.2. Анализ погрешности расчета упругой линии с распределенными параметрами методом ПСС по сравнению с классическим методом
6.3.Анализ погрешности расчета упругой линии с распределенными параметрами и распределенными величинами на основе разработанной модели
6.3.1. Анализ погрешности расчета упругой линии с распределенными параметрами и распределенными величинами па основе разработанной модели для
мембраны из материала с анизотропными свойствами
6.3.2 Анализ погрешности расчега упругой линии с распределенными параметрами и распределенными величинами на основе разработанной модели для
мембраны из материала с анизотропными свойствами
Выводы по шестой главе
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Список сокращений.
Приложение 1. Система элементарных звеньев.
Приложение 2. Основные и производные критерии
Приложение 3. Топограмма внутрицеиных зависимостей.
Приложение 4. Таблица величинаналогов и параметрованалогов для цепей различной
физической природы
Приложение 5. Макет страницы паспорта и примеры паспоротов элементов датчиков
Приложение 6. Варианты типовых элементарных соединений элементов цепи
Приложение 7. Расчетные соотношения для определения критериев качества, отождествляемых
с эксплуатационными характеристиками
Приложение 8. Расчетные соотношения для определения погрешности и чувствительности для различных видов соединения звеньев цепи
Приложение 9. Информационнологическая модель функционального фрактала.
Приложение . Орграф функционального фрактала.
Приложение . Дерево ЭББ дня орграфа функционального фрактала.
Приложение . Функциональная модель Программы расчета эксплуатационных характеристик
элементов преобразователей сложной структуры.
Приложение . Информационнологическая модель Программы расчета эксплуатационных
характеристик элементов преобразователей сложной структуры.
Приложение . Интерфейсы Программы расчета эксплуатационных характеристик элементов
преобразователей сложной структуры.
Приложение . Функциональная модель Автоматизированной системы синтеза новых
технических решений
Приложение . Информационнологическая модель Автоматизированной системы синтеза
новых технических решений
Приложение . Интерфейсы Автоматизированной системы синтеза новых технических
решений.
Приложение . Таблица входной информации для различных объектов расчета.
Приложение . Функциональная диаграмма системы автоматизированного расчета
микроэлектронных датчиков
Приложите Дерево узлов системы автоматизированного расчета микроэлектронных
датчиков давления
Приложение Диаграмма Сущностьсвязь системы автоматизированного расчета
микроэлектронных датчиков давления.
Приложение . Интерфейсы системы автоматизированного расчета микроэлектронных
датчиков давления
Приложение . Выходные документы системы автоматизированного расчета
микроэлектронных датчиков давления.
Приложение . Эскиз синтезированного ТУст Многоконтакгное реле давления.
Приложение . Эскиз синтезированного технического устройства Мостовой индуктивный
датчик перемещения.
Приложение . Эскиз синтезированного технического устройства Интегральный
микромсханический тснзорсзнсторный акселеромстрклиномстр
Приложение . Эскиз синтезированного технического устройства Совмещенный
волоконнооптический датчик давления и температуры.
Приложение . Эскиз синтезированного технического устройства Совмещенный волоконнооптический датчик давления и температуры.
Приложение . Вспомогательные таблицы для разработки алгоритма расчета плоской
мембраны.
Приложение . Структуры алгоритмов расчета плоской мембраны
Приложение . Графики расчета плоской мембраны из анизотропного материала.
Приложение . Патенты и свидетельства об официальной регистрации программ.
Приложение . Акты о внедрении программной разработки Система автоматизированного расчета микроэлектронного датчика давления.
Введение


Разработано программное обеспечение, дружественное к конечному пользователю, и позволяющее описать и смоделировать физические процессы, проявляющиеся в заданной технической системе. Программное обеспечение может использоваться для моделирования принципов действия различных объектов электрических цепей, элементов пневматики, тепловых процессов, измерительных устройств. В работе 3. М. Шмакова 7 предложен комплексный метод проектирования датчиков. Первым этапом этого метода является поиск принципа действия датчика. В алгоритме поиска входом являются измерительные преобразования физических величин, реализуемых на основе физических эффектов, а также свойства преобразователей в виде погрешности, частотного диапазона, чувствительности и т. Набор таких преобразований задается матрицей связности совместимости преобразований. Строки и столбцы матрицы соответствуют физическим величинам ток, заряд, электродвижущая сила, напряжение, сопротивление, диэлектрическая проницаемость, перемещение, скорость, ускорение, сила, давление. В клетках матрицы. С помощью матрицы можно строить различные варианты преобразований одних физических величин в другие. В предложенном методе предполагается предварительное рассмотрение всех вариантов преобразований принципов действия и их оценку относительно требований технического задания на проектирование. Эти оценки закладываются в память ЭВМ в табличном виде и используются при выборе подходящего принципа действия. Так как рассматриваемый класс объектов датчики силы, давления, скорости и ускорения, то объем фонда физических эффектов небольшой и содержит эффектов. Метод программно реализован на ЭВМ. В восьмидесятых годах публикации на эту тему в зарубежных источниках информации прекратились. Одним из редких исключений явилась книга , в которой в естественной для физики форме текст с необходимой графикой и математикой содержатся сведения о 0 ФЭ, сгруппированных в восемь групп атомарные и молекулярные эффекты, эффекты в полупроводниках, тепловые эффекты и другие. Данная информация составляет второй уровень описания ФЭ. ФЭ РНУРЯО. На этом уровне описание содержит рубрик номер, наименование, сущность текст, входная величина сформирован список из обобщенных величин, выходная величина, нижняя и верхняя границы входной величины в условных процентах единицы измерения, диапазон от до , нижняя и верхняя граница выходной величины, среда эффекта, граничные условия, связь с другими эффектами, применение, страницы книги где содержится более подробное описание эффекта. Система РНУР1Ю позволяет производить элементарный поиск эффектов по номеру и названию, по названиям входных и выходных величин из списка, по верхним и нижним границам этих величин и т. РУНР0 предназначена для конструирования и совершенствования технических объектов, в частности, для поддержки изобретательской деятельности. ФЭ и универсальностью применения введенных моделей. Кроме того, имеются и другие категории пользователей ученые, учащиеся со своими специфическими ИП. Существующие модели описания ФЭ и фонды ФЭ на их основе плохо приспособлены или совсем не приспособлены для удовлетворения таких ИП. ФЭ, сформированный на базе предложенных моделей описания ФЭ. Создание такого массива самая трудоемкая процедура любого метода, требующая огромных затрат времени, сил и средств. При этом формирование массива ФЭ происходит на основе анализа одних и тех же источников информации, который авторами каждого метода проводится самостоятельно и независимо друг от друга. ФЭ. Отсутствие таких методик не позволяет пользователям данных систем самостоятельно осуществлять пополнение массива ФЭ и, тем самым, адаптировать системы к решению конкретных практических задач. В работе 6 дано определение физического эффекта ФЭ как объективной, закономерно обусловленной связи между двумя или более физическими явлениями, каждое из которых характеризуется соответствующей физической величиной. Функциональная связь между физическими величинами может быть выражена аналитически, графически, таблично или вербально описательно.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.233, запросов: 244