Топологический синтез систем электрооборудования при проектировании автомобилей

• Автор: Фадеев, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СИНТЕЗА СИСТЕМ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
1 Л. Анализ и декомпозиция систем ЭО автомобилей как объекта
проектирования
1.2. Исследование процесса проектирования и постановка задачи синтеза систем электрооборудования при автоматизированном проектировании
1.3. Обзор работ, выполненных по теме диссертации
Выводы
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ КАК ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2.1. Системная модель электрооборудования автомобилей
2.2.Логическая схема проектирования систем ЭО
2.3. Общий алгоритм синтеза систем ЭО
Выводы
Глава 3. ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И СИСТЕМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
3.1. Постановка задачи топологического синтеза схем электрических соединений. Анализ электрических цепей и схем электрических соединений
3.1.1. Анализ конфигураций электрических сетей автомобилей
3.1.2. Анализ сложных электрических цепей и схем электрических соединений автомобилей

3.2. Разводка электрических цепей при изменении конфигурации электрической сети
3.3. Алгоритм разводки электрических цепей с учетом конфигурации электрической сети автомобилей
3.4. Разводка электрических цепей при изменении конфигурации электрической сети с оптимальным распределением допустимых потерь напряжения
3.5. Формирование пучков проводов
Выводы
Глава 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ, АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММ САПР ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ
4.1. Упрощенная схема и алгоритм проектирования систем ЭО автомобилей с применением программ САПР
4.2. Единая информационная база данных ЭО автомобилей
4.2.1. База данных проектной информации
4.2.2. База данных нормативно-справочной информации
4.3. Методика выбора аппаратов защиты электрических сетей
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время электрооборудование современных автономных транспортных средств (автомобилей, самолетов, вертолетов и др.) характеризуется все большим усложнением систем оборудования, увеличением степени автоматизации и трудоемкости проектирования.
Наиболее сложными являются системы бортового электрооборудования летательных аппаратов, включающие в себя десятки тысяч взаимосвязанных элементов с суммарной массой проводов 2-3 тонны и общей протяженностью сети 300—400 км. Электрооборудование современных автомобилей также представляет собой сложный комплекс различных систем, приборов, электроприводов и других устройств с суммарной массой проводов 30-40 кг и общей протяженностью сети 1-2 км. При производственной мощности автомобилестроительного предприятия 50-100 тысяч автомобилей в год затраты на производство электрической сети автомобилей и летательного аппарата становятся соизмеримыми. В связи с увеличением количества и мощности потребителей электроэнергии на автомобиле ее производство, передача и распределение значительно усложнились. С ростом рыночной экономики появляются множества новых моделей и различных модификаций автомобилей, сроки проектирования которых должны уменьшаться для повышения их конкурентоспособности на отечественном и мировом рынке.
Противоречие между усложнением систем электрооборудования автомобилей, повышением требований к качеству проектных документов, соответствию проектных решений международным стандартам и нормативам и сжатыми сроками выполнения работ по разработке, созданию и испытанию опытных образцов и перспективных разработок для их внедрения в производство является принципиально неразрешимым при неавтоматизированным проектировании. Выходом из создавшегося положения является широкое внедрение систем автоматизированного проектирования (САПР) в практику разработки электрооборудования автомобилей.

понуемыми в блоки, являются в этом случае аппараты защиты и коммутационная аппаратура.
Для характеристики системы электроснабжения введем дерево строения Су, построенное по функциональным признакам, в котором элементы высших уровней обеспечивают централизованное питание электроэнергией элементов низших уровней. По этому признаку формируются элементы различных уровней и определяются связи между ними. На графе Иу выделены следующие уровни иерархии: 0 - потребители электроэнергии; 1 - цепи питания групп потребителей; 2 - аппараты защиты электрических цепей; 3 - система генерирования электрической энергии; 4 - система электроснабжения.
Формализованное описание деревьев строения Оч и 67 для системы электроснабжения осуществляется аналогично (2.1) - (2.4). Дерево декомпозиции внешнего монтажа системы электроснабжения полностью описывается графом и выражениями (2.5)- (2.8).
Так как система электроснабжения представляет собой динамическую систему, ее описание как сложной системы включает в себя введение графа состояний 6'о =(ф,£/ ) [12], где ф - множество состояний всех элементов системы; и - множество дуг графа, отражающих возможные переходы элементов
системы из одних состояний в другие. Изучение состояния системы электроснабжения с точки зрения потребления электроэнергии потребителями необходимо для выбора мощности источников питания [71, 72], расчета сечений проводов [3, 73], выбора аппаратов защиты [74, 75].
Так как основным параметром потребителя является потребляемый им ток, то для каждого потребителя необходимо вводить множество значений тока при различном его состоянии. При определении множеств состояний элементов высших уровней иерархии системы электроснабжения (цепи питания потребителей, аппараты защиты и т.д.) необходимо учитывать состояния элементов более низших уровней, что приводит к огромному количеству таких состояний. Если еще учесть и случайный характер работы потребителей, что характерно