Исследование и разработка методики и программных средств автоматизированного построения математических моделей (на примере силовых полупроводниковых приборов)

• Автор: Сотников, Яков Давидович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Таллин
• Количество страниц: 207 c. : ил

1.1. Процесс исследования и построения математических моделей силовых полупроводниковых приборов
1.2. Формализованное представление процесса построения моделей объектов проектирования и вопросы его автоматизации
1.2.1. Математическая постановка основных задач построениямодейей силовых полупроводниковых приборов
1.2.2. Представление процесса построения математических моделей с помощью аппарата вычислительных моделей .
1.3. Проблемы разработки программного и информационного обеспечения подсистемы автоматизации научных исследований ПАШ.
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ СПП
2.1. Характеристика математических методов и алгоритмов подсистемы автоматизации научных исследований ПАШ

2.1.1. Общие требования к математическим методам и алгоритмам системы ПАШ

стр.

2.1.2. Основные математические методы и алгоритмы системы ПАШ

2.2. Построение эмпирических моделей объектов проектирования
2.3. Выявление аномальных наблюдений .
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И АРХИТЕКТУРА ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Принципы построения программного обеспечения . Тб
3.2. Архитектура программного обеспечения ПАШ
3.3. Назначение и функциональные возможности инвариантных пакетов статистической обработки
данных СТАТИСТИКА, АППРОКС, ПЛАНЭК .
3.4. Структура и входной язык пакета прикладных программ АППРОКС .
3.4.1. Вычислительная модель предметной области ППП АППРОКС
3.4.2. Описание задач на входном языке пакета АППРОКС и других инвариантных пакетов
3.4.3. Использование макросредств системы ПРИЗ для создания входного языка ППП АППРОКС
3.5. Выводы . ЮО
ГЛАВА 4. ГЕНЕРАЦИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПАКЕТОВ ПРИКЛАДНЫХ
ПРОГРАММ . Ю
4.1. Проблема генерации специализированного программного обеспечения Ю
4.2. Методика генерации специализированных программных средств в системах автоматизации проекта
стр.
рования и научных исследований
4.2.1. Особенности использования системы ПРИЗ для генерации специализированных программ статистической обработки экспериментальных данных .
4.2.2. Описание процесса генерации специализированных пакетов прикладных программ с помощью аппарата вычислительных моделейЮЬ
4.3. Особенности описания исходных вычислительных моделей с учетом генерации специализированных пакетов .
4.3.1. Вычислительная модель объекта проектирования
4.3.2. Вычислительная модель математических методов
4.3.3. Библиотека типовых вспомогательных подмоделей
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Генерация специализированного пакета прикладных программ для определения рекомбинационных параметров базовой области диодной структуры
5.1.1. Теоретические основы алгоритма определения энергии активации рекомбинационных центров.
5.1.2. Описание этапов генерации пакета РЕКОМБ
стр.
5.2. Идентификация параметров вольтамперной характеристики диода Шоттки
5.3. Построение эмпирических моделей некоторых зависимостей силовых полупроводниковых приборов.
5.4. Использование средств системы ПАНИ в других предметных областях
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Построение эмпирической модели с использованием рассматриваемой процедуры содержит три этапа определение параметров каждой зависимости из заданного класса с использованием всех рассматриваемых критериев выделение из всех полученных вариантов множества Парето частично формализованный выбор из вариантов, входящих в множество Парето, наилучшего, с использованием формальных критериев, а также ряда дополнительных соображений. Применяемая в ПАНИ процедура выявления аномальных наблюдений основана на использовании распределения максимального относительного отклонения выборки. Отличительной особенностью предлагаемой методики является определение квантилей распределения указанной случайной величины на основе вычисления инверсии ее функции распределения, а не использование соответствующих таблиц, что обеспечивает большую универсальность процедуры. В третьей главе излагаются основные принципы построения программного обеспечения системы ПАНИ, которая ориентирована на решение определенных классов математических задач, возникающих в процессе исследования и построения моделей объектов проектирования. ПАНИ предназначена для автоматизации исследований объектов проектирования, автоматизации построения математических моделей и генерации специализированных пакетов прикладных программ. Программное обеспечение ПАНИ реализовано в среде ОС ЕС и подразделяется на базовое и прикладное. Большая часть прикладного программного обеспечения представляет собой интегрированный средствами системы ПРИЗ комплекс совместимых пакетов программ, входные проблемноориентированные языки которых построены как расширения базового языка УТОПИСТ с использованием для обеспечения наглядности макросистемы. Рассматривается состав и структура программного обеспечения ПАНИ, режимы его эксплуатации и категории пользователей. В четвертой главе излагается методика генерации специализированных ППП обработки экспериментальных данных. Для формального описания процесса генерации применяется аппарат вычислительных моделей. Анализ различных подходов к построению специализированных программных средств позволил сделать вывод о том, что в условиях САПР и АСНИ в большинстве случаев целесообразен подход, при котором осуществляется автоматизированная генерация специализированных ППП разработчикомпрограммистом из имеющегося набора универсальных программных средств с последующей передачей их пользователям для эксплуатации. Для осуществления процесса генерации разработана библиотека типовых вспомогательных подмоделей, содержащая средства для организации ввода, вывода, преобразования вводимой и выводимой информации и других вспомогательных действий. Генерация специализированных программ взамен непосредственного использования инвариантных пакетов по
зволила значительно повысить эффективность автоматизированных процедур обработки экспериментальных данных. Пятая глава иллюстрирует возможности системы ПАШ при решении различных задач исследования и построения математических моделей объектов проектирования, в первую очередь, СПП. Рассматриваются задачи генерации специализированного пакета для определения рекомбинационных параметров базовой области диодной структуры, идентификации параметров вольтамперной характеристики диода Шоттки, построения эмпирических моделей зависимостей остаточного напряжения и времени жизни неосновных носителей заряда в пбазе для различных типов тиристоров. Приводятся примеры построения математических моделей из других предметных областей, в частности, описания температурных зависимостей механических характеристик эпоксидных полимеров и некоторых зависимостей различных узлов и механизмов электропогрузчиков. В заключении излагаются основные результаты диссертационной работы и перспективы их использования. В приложениях приводятся таблицы формул, иллюстрирующих материал второй главы, примеры выходных машинных документов, описания моделей предметных областей и документы, подтверждающие внедрение научных результатов диссертационной работы. СПП, основанная на использовании созданных для этой цели программных средств. ПАШ.