Отображение процесса изменения параметров РЭС (радиоэлектронных средств) на основе системологической модели - Статья

1 Криворожский колледж Национального авиационного университета, Кривой Рог 2 Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков В статье представлены особенности системологического подхода к исследованию параметров РЭС, в частности, рассмотрены основные понятия системологии для анализа изменения параметров РЭС. Изложены критерии выбора параметров РЭС, использующихся для построения системологической модели. Разработана методика прогнозирования параметров РЭС и построения модели отказов на основе использования математического аппарата системологии с целью повышения надежности радиоэлектронных модулей.Направления дальнейшего совершенствования способов и средств автоматизации проектирования радиоэлектронных средств (РЭС) сопряжены с необходимостью сокращения трудоемкости создания, адаптации и сопровождения прикладных программных систем автоматизации, сокращения трудоемкости и повышения качества проектирования с внедрением этих систем, обеспечения возможностей накопления и распространения опыта более обученных профессионалов, интеграции действий инженерного проектирования. Системная методология представляет собой совокупность способов исследования параметров разных классов систем и решения системных задач, т.е. задач, касающихся отношений в системах. Системология занимается актуальными проблемами поиска математических методов решения междисциплинарных задач и имеет достаточно гибкий аппарат, позволяющий описывать широкий спектр систем и системных задач. Традиционное использование моделирования подразумевает, что система, воспроизводящая соответствующие свойства объекта исследования, моде-лируется на компьютере для порождения сценариев при различных предположениях относительно среды системы, а также при различных параметрах самой системы. В зависимости от задачи данные могут быть получены из наблюдений или с помощью измерений (как в задаче моделирования систем) или определены как желательные состояния (в задаче проектирования систем).Если речь идет, например, об изменении значения добротности низкочастотного фильтра, то системологии описываются множеством данных. по таблицам, вид которых показан на рис. Важной задачей при построении модели отображения параметров РЭС является выбор данных для столбцов таблицы массива данных, которые позволили бы впоследствии с использованием так называемых масок проследить развитие системы. Оптимальное решение задачи выбора маски дает возможность получения наилучшей функции поведения системы. Ограничения при этом выборе достаточно выражены в описанных ниже требованиях, которым должны удовлетворять правильно выбранные базы; эти ограничения могут служить руководящими принципами в процессе определения системы на интересующем нас объекте. И в-третьих, наблюдения всех свойств системы должны однозначно определяться базами системы, т.е. каждый элемент базового множества (значение определенного момента времени) определяет одно и только одно проявление любого из свойств.Таким образом, благодаря системологическому подходу, использованию табличного представления экспериментальных данных, использованию масок и вычислению функций поведения становится возможным прогнозировать изменение параметров модулей РЭС с течением времени, в частности, определять допустимый диапазон изменения переменных с целью анализа безотказности РЭС.

Содержимое всех клеток таблицы называется данными. Поэтому можно сказать, что объекты в

Направления дальнейшего совершенствования способов и средств автоматизации проектирования радиоэлектронных средств (РЭС) сопряжены с необходимостью сокращения трудоемкости создания, адаптации и сопровождения прикладных программных систем автоматизации, сокращения трудоемкости и повышения качества проектирования с внедрением этих систем, обеспечения возможностей накопления и распространения опыта более обученных профессионалов, интеграции действий инженерного проектирования.

Системная методология представляет собой совокупность способов исследования параметров разных классов систем и решения системных задач, т.е. задач, касающихся отношений в системах.

Анализ предметной области. Системология занимается актуальными проблемами поиска математических методов решения междисциплинарных задач и имеет достаточно гибкий аппарат, позволяющий описывать широкий спектр систем и системных задач. В системологии рассматривается широкое поле системных проблем, среди которых определяющее значение имеют информационные, реляционные и структурные проблемы [1]. Можно выделить следующие типы описания РЭС: - функциональное - отображает основные принципы работы и протекающие в РЭС физические и информационные процессы;

- конструкторское - отображает физическую реализацию РЭС, его геометрические формы, расположение в пространстве, используемые материалы и компоненты;

- технологическое - относится к методам и средствам изготовления РЭС.

Традиционное использование моделирования подразумевает, что система, воспроизводящая соответствующие свойства объекта исследования, моде-лируется на компьютере для порождения сценариев при различных предположениях относительно среды системы, а также при различных параметрах самой системы.

Множество переменных обычно подразделяется на два подмножества, называемые основными переменными и параметрами.

Параметр - переменная величина, имеющая объективную меру. На множестве значений параметров задаются значения характеристик.

Чаще всего в качестве параметров выступают время, пространство и различные совокупности объектов одного типа.

Совокупность состояний всех параметрических переменных образует параметрическое множество, при котором наблюдается изменение в состояниях отдельных основных переменных.

Основные переменные при построении системологической модели отказов РЭС могут быть разделены на входные и выходные переменные. При таком разделении состояния входных переменных рассматриваются как условия, влияющие на выходные переменные.

После того как исходная система дополнена данными, т.е. действительными состояниями основных переменных при определенном наборе параметров, системы этого уровня называются системами данных. В зависимости от задачи данные могут быть получены из наблюдений или с помощью измерений (как в задаче моделирования систем) или определены как желательные состояния (в задаче проектирования систем).

Постановка задачи. На основе системологического подхода может быть разработана модель процесса отказов РЭС.

Так, например, благодаря визуализации процесса изменения параметров РЭС с использованием

8 © А.А. Андрусевич, И.В. Жарикова, В.В. Невлюдова, Н.П. Демская

Обробка інформації в складних технічних системах табличного отображения переменных в системе времени. Состояниями объекта будем называть выданных можно проследить динамику изменения переменных во времени, произвести оценку стабиль-ости параметров системы и характера воздействия на них, а также спрогнозировать отказы РЭС, определив граничные значения параметров. Такие матричные модели могут быть использованы, в частности, при оценке устойчивости параметров НЧ-фильтров в зависимости от паразитных параметров в течение определенного времени. В свою очередь стоит отметить, что устойчивость фильтра является параметром его качества и, в конечном итоге, характеризует безотказность всего устройства в целом.

Табличное представление параметров РЭС

Изменения во внешнем мире системология описывает понятиями «событие» и «состояние». При наблюдении изменения во времени события относят к моменту времени, а состояния к отрезку деленные подмножества значений его характеристик.

Если в момент времени t1 значение индуктивности катушки, входящей в состав фильтра, изменилось, то будем говорить, что произошло событие. При этом произошла также смена состояния.

В терминах события и состояния полное наблюдение за объектом имеет следующую структуру: S1(t1), событие - появление объекта; S(t), состояние - существование объекта; S2(t2), событие - исчезновение объекта, причем t2 > t1; t1 < t < t2.

Поведением объекта будем называть изменение его состояний во времени. Современная системология вырабатывает средства описания, пригодные для передачи как человеку, так и автомату (компьютеру).

Таким наиболее распространенным средством является «табличный язык» - рис. 1.

Рис. 1. Табличное описание объекта ОА, имеющего m характеристик, заданных на n параметрах и f состояний, маска состояния - строка С, окно состояния в характеристике - элемент строки С

Таким образом, благодаря системологическому подходу, использованию табличного представления экспериментальных данных, использованию масок и вычислению функций поведения становится возможным прогнозировать изменение параметров модулей РЭС с течением времени, в частности, определять допустимый диапазон изменения переменных с целью анализа безотказности РЭС.

1. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач / Дж. Клир. - М.: Радио и связь, 1990. - 544 с.

2. Флейшман Б.С. Основы системологии / Б.С. Флейшман. - М.: Радио и связь, 1982. - 368 с.

3. Жарикова И.В. Системологический подход при исследовании параметров РЭС / И.В. Жарикова, В.В. Невлюдова// Технологияприборостроения. -2014. -№2. -С. 40-43.

4. Жарикова И.В. Анализ параметров гибких коммутационных шлейфов на основе системологической модели РЭС / И.В. Жарикова, В.В. Невлюдова, Ж.И. Хоменко // Тези доповідей VII Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні проблеми і досягнення в галузі радіотехніки, телекомунікацій та інформаційних технологій», 17-19 вересня 2014 р., м. Запоріжжя. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2014. - C. 278-279.

Поступила в редколлегию 15.09.2014

Рецензент: д-р техн. наук, проф. А.И. Филипенко, Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков.

ВІДОБРАЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ЗМІНИ ПАРАМЕТРІВ РЕЗ НА ОСНОВІ СИСТЕМОЛОГІЧНОЇ МОДЕЛІ А.О. Андрусевич, І.В. Жарікова, В.В. Невлюдова, Н.П. Демська

У статті представлені особливості системологічного підходу до дослідження параметрів РЕЗ, зокрема, розглянуті основні поняття системології для аналізу процесу зміни параметрів РЕЗ. Описана структура табличного представлення змінних системи з плином часу. Викладені критерії вибору параметрів РЕЗ, що використовуються для побудови системологічної моделі. Розроблена методика прогнозування параметрів РЕЗ і побудови моделі відмов на основі використання математичного апарату системології з метою підвищення надійності радіоелектронних модулів.

Ключові слова: системологія, маска, параметри РЕЗ, прогнозування, масив даних.

REPRESENTATIONOF RADIOELECTRONIC DEVICES PARAMETERS CHANGING PROCESS ON THE BASIS OF SISTEMOLOGY MODEL

А.А. Andrusevich, I.V. Zharikova, V.V. Nevlyudova, N.P. Demskaya

In the article the features of the sistemologic method for radioelectronic devices parameters researching are presented. In particular, the basic concepts of sistemology are considered for the analysis of radioelectronic devices parameters changing. The structure of tabular representation of system variables with the course of time is described. The criteria of radioelectronic devices parameters choosing, used for the sistemologic model construction are expounded. The method of radioelectronic devices parameters prognostication and failures modeling is developed on the basis of sistemology mathematical techniques using for the purpose of radioelectronic modules reliability increase.

Keywords: sistemology, mask, radioelectronic devices parameters, prognostication, data array.

12