Интеллектуальная САПР схем автоматизации с развивающейся базой знаний

• Автор: Требухин, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 243 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Глава 1. Анализ существующих подходов к интеллектуализации САПР систем автоматизации

1.1. Система автоматизации как объект проектирования

1.2. Функциональные характеристики САПР систем автоматизации

1.3. Особенности задачи структурного синтеза схемотехнических

решений

1.3.1. Структурный синтез радиоэлектронных устройств

1.3.2. Морфологический метод синтеза технических решений

1.3.3. Структурный синтез электрических цепей

1.3.4. Структурный синтез схем систем автоматизации

1.4. Обобщение информации как средство формализации
рабочего опыта САПР
1.4.1. Проблема интеллектуализации САПР систем автоматизации
1.4.2. Структурно-логические методы обобщения
1.4.3. Особенности функционирования экспертных САПР
Выводы по главе
2. Глава 2. Автоматическая генерация функциональных схем
систем автоматизации
2.1. Постановка задачи синтеза схем систем автоматизации
2.2. Задача компоновки структурных схем из набора базовых
структур
2.3. Построение и анализ деревьев схемотехнических решений
2.4. Алгоритмы коррекции деревьев схемотехнических решений
2.4.1. Усечение в процессе генерации
2.4.2. Предварительная классификация технических средств
2.5. Генерация шаблонов базовых структур на основе деревьев
схемотехнических решений

2.6. Г енерация функциональных схем на основе шаблонов
2.7. Эвристические правила анализа функциональных схем
Выводы по главе
3. Глава 3. Разработка методики и алгоритмов автоматического расширения базы знаний САПР систем автоматизации
3.1. Особенности обобщения схем систем автоматизации
3.2. Разработка системы признаков для описания схем
систем автоматизации
3.3. Формирование понятий о классах функциональных схем
систем автоматизации
3.4. Алгоритм генерации правил построения цепей
функциональных схем
3.5. Применение базы знаний САПР
3.6. Оценка свойств базы знаний САПР
Выводы по главе
4. Глава 4. Разработка программного и информационного обеспечения для генерации и обобщения функциональных схем систем автоматизации
4.1. Назначение программного комплекса Controlics
4.2. Особенности реализации клиент-серверной
архитектуры Controlics
4.3. Функциональная структура Controlics
4.4. Интерфейс Controlics
4.5. Сравнение функциональных возможностей САПР
ПСАПР, Controlics и AutomatiCS
4.6. Исследование процесса генерации схемотехнических
решений систем автоматизации с помощью Controlics
4.7. Испытание САПР AutomatiCS и Controlics
4.8. Испытание САПР ПСАПР и Controlics
4.9. Тестирование БЗ САПР

Выводы по главе
Заключение
Список сокращений
Список литературы
Приложения
Приложение 1. Представление структурных схем с помощью
набора базовых структур
Приложение 2. Пример решения задачи обобщения цепей
функциональных схем
Приложение 3. Генерация функциональных схем системы автоматизации теплообменного аппарата
(на примере кожухо-трубчатого теплообменника)
Приложение 4. Свидетельства о государственной регистрации
программ для ЭВМ
Приложение 5. Акты внедрения

Таблица 1.7. Пример кодирования хромосомы
Ген 1 Ген 2 ГенЗ Ген 4 Ген 5 Ген 6 Ген 7 Ген
4 1 3 | 2 1 2 2 3 3 1 3 2 1 3 3
R соединить с входом С соединит ь с землей С перейти к новому L соединить с предыдущи м R соединит ь с землей С соединит ь с землей L перейти к новому С соедини ть с землей
В [7] предлагается для оценки полученного схемотехнического решения вычислять его структурную сложность, под которой понимается S=||U||+||E||, где U - множество узлов схемы, Е - множество выводов всех ее элементов. Структурная сложность, согласно [7], должна максимизироваться.
Генетические алгоритмы являются эффективным инструментом для оптимизации проектных решений. В алгоритмах используется вычисление функции количества узлов схемы. Понятие «функциональная связь элементов» не характеризуется никакими атрибутами электрической цепи (число контактов и др.), поэтому генетические алгоритмы проблематично применить к рассматриваемой в диссертации задаче. Также в процессе селекции и мутации, то есть при получении схем-потомков, количество элементов в схемах-потомках не увеличивается по сравнению с числом элементов схем-родителей. Генетические алгоритмы не применяются для «расширения» схемы, то есть наращивания числа ее элементов и связей. Напротив, число ТСА, необходимое для формирования технической реализации структурной схемы, может быть больше числа ее блоков, что также делает генетические алгоритмы трудно применимыми к синтезу схем автоматизации.
1.3.4. Структурный синтез схем систем автоматизации
Одной их первых работ с систематизированным изложением методических приемов проектирования схем систем автоматизации технологических процессов на основе архива типовых решений является книга Емельянова С.В. и др. [28].