автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Методы, алгоритмы и программные средства моделирования электротехнических устройств и систем

На правах рукописи

ЗАЙЧЕНКО Татьяна Николаевна

МЕТОДЫ, АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ

05 13 18-Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой creí доктора технических Hayjc 3

ООЗОВ5448

Томск 2007

003065448

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»

Научный консультант - доктор технических наук профессор

Шурыгин Юрий Алексеевич

Официальные оппоненты, доктор технических наук профессор

Антамошкин Александр Николаевич, Сибирская аэрокосмическая академия имени академика М Ф. Решетнёва (г Красноярск)

доктор технических наук профессор Веревкин Валерий Иванович, Кузбасская государственная педагогическая академия (г. Новокузнецк)

доктор технических наук профессор Кориков Анатолий Михайлович, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Ведущая организация - Новосибирский государственный

технический университет

Защита состоится 11 октября 2007 года в 15 ч на заседании диссертационного совета Д 212.268.02 Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники по адресу: 634034, г. Томск, ул. Белинского, 53, ауд. 302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники по адресу 634034, г. Томск, ул Вершинина, 74.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета Оути^а — А Я Клименко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Несмотря на то что на смену прошлому столетию, названному веком энергетики, пришел век информации, а общество из индустриального превращается в информационное, большинство технологических процессов в различных областях деятельности человека по-прежнему связано с генерированием, преобразованием и потреблением электрической энергии. Электротехнические устройства и системы (ЭТУС) являются основой комплексной механизации и автоматизации производственных и технологических процессов, определяя технический прогресс и эффективность во всех сферах народного хозяйства, уровень развития вооружения и обороноспособность страны Необходимость разработки новых, модернизации и эксплуатации существующих ЭТУС ставит задачи их проектирования, а также подготовки специалистов в области проектирования и технической эксплуатации

Мощным средством исследования процессов функционирования ЭТУС, интенсификации и повышения производительности научно-исследовательского и инженерного труда является компьютерное моделирование, обеспечивающее оперативный расчет установившихся и переходных режимов работы, анализ во временной и в частотной областях, в штатных и нештатных эксплуатационных режимах Методологическую и методическую основу математического моделирования современных ЭТУС на базе устройств силовой электроники и микропроцессорной техники составляют системный подход, имитационное и аналитическое моделирование, численные методы исследования моделей, причем как имитационных, так и аналитических Выбор способа имитационного моделирования ЭТУС - схемотехническое, функциональное, логическое - определяется классом объекта и постановкой задач исследования С позиций задания исходной информации об объекте автор считает правомочным способы моделирования, для которых эта информация имеет вид схем, назвать в данной диссертационной работе «схемными» Трудности моделирования ЭТУС обусловлены их неоднородной физической природой, топологической и математической сложностью моделей, необходимостью реализации многоуровневого моделирования

Решению вопросов моделирования электромеханических и электроэнергетических систем, полупроводниковых преобразователей и систем управления посвящены работы Н Ф Ильинского, В К Цаценкина, А Е Козярука, Б Н Абрамовича, И Г1 Копылова, А В Башарина, Ю В Постникова, В Н Нуждина, К В Кумунжиева, А.Р Колганова, С В Буренина, А Б Комарова, Н И Кузьмина, ЮВ Никитина, В Г Стеблецова, А В Сергеева, О Г. Камладзе, В.Д Новикова, А Ф Казмиренко, М В Баранова, Ю.В. Илюхина, Д А Аветисяна, П Д Крутько, А И. Максимова, Л М Скворцова, В А Постникова, Г С Сипайлова, А А Воронова, И А Орурка, А.Н Антамошкина, Б П Соустина, В И Пантелеева, С А Бро-нова, В И Иванчуры, А И Чернышева, Ш.Н Исляева, АН. Ловчикова, ЮМ Казанцева, Р Т Шрейнера, Е К Ещина, И Е Наумкина, А.М Корикова, Ю А Шу-рыгина и др В развитие теории и практики моделирования на ЭВМ объектов произвольной физической природы большой вклад внесли И П Норенков,

В Б Маничев, П К Кузьмик, О С Козлов, Д Е Кондаков, К А Тимофеев, Е А Арайс, В M Дмитриев, О И Мухин При этом Е А Арайсом и В M Дмитриевым был разработан универсальный метод моделирования физически неоднородных устройств, получивший название метода компонентных цепей Исследованию численных методов моделирования посвящены работы И П Норенкова, В Б Мани-чева, П Д Крутько, А И Максимова, JI M Скворцова, А И Петренко, А И Власова, А П Тимченко Среди зарубежных фирм ведущее положение в разработке программных средств моделирования занимают MathWorks, MicroSim, Cadence Design Systems, Interactive Image Technologies, National Instruments, Spectrum Software, MathSoft, Wolfram Research В области исследования численных методов следует отметить авторов J Vlach, К Singhai, Leon О Chua, Pen-Min Lin, E Hairer, S P Nersett, G Wanner, С W. Gear, L F Shampine

Широкий круг вопросов общего и частного характера в проблеме моделирования ЭТУС вышеуказанными авторами и коллективами решен, однако ситуация в области моделирования ЭТУС по-прежнему остается проблемной Это связано, с одной стороны, с неэффективностью существующей технологии моделирования, обусловленной невозможностью решения всего спектра задач многоуровневого моделирования ЭТУС в рамках одного программного средства (ПС); с другой стороны, с повсеместным использованием зарубежных ПС, в то время как развитие научно-технического и инновационного потенциала страны, в том числе в области программных продуктов, является приоритетной задачей научно-технической и промышленной политики государства, а компьютерное моделирование - одной их критических технологий федерального уровня В этой связи разработка методов, алгоритмов и ПС моделирования (ПСМ) ЭТУС является важной народно-хозяйственной задачей, решению которой и посвящена данная диссертационная работа

Диссертационная работа выполнена в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУРе) Федерального агентства по образованию и обобщает результаты научных исследований и практических разработок автора и научного коллектива кафедры «Теоретические основы электротехники» в области создания ПС моделирования и проектирования, реализованных на базе метода компонентных цепей, за период с 1985 по 2007 год

Связь темы с планами основных научных работ Работа проводилась в рамках ряда НИР, выполняемых в ТУСУРе, последними и основными из которых являются

-госбюджетная НИР "Разработка методологии проектирования высокоэффективных аппаратно-программных средств автоматизации технологических процессов на базе устройств энергетической электроники и микропроцессорной техники", заказ-наряд № 2 3 97 ф, 1997-2001 гг. ( № ГР 01980002352),

— госбюджетная НИР "Разработка теории и принципов построения интеллектуальных систем автоматизации технологических процессов на базе устройств силовой электроники и регулируемого электропривода", тема 1 1 02,2002-2006 гг ,

- "Система автоматизации функционального проектирования электромеханических систем", программа Министерства образования РФ "Научные исследо-

вания высшей школы в области производственных технологий" на 2000 г (шифр 07.01 02),

-"Автоматизация моделирования и проектирования управляемого электропривода", грант Министерства образования РФ на 2001 - 2002 гг (ТОО-3 2-577) Цель работы состоит в разработке методов, алгоритмов и программных средств схемного и аналитического моделирования ЭТУС, ориентированных на эффективное решение задач исследования ЭТУС неоднородной физической природы на базе устройств силовой электроники и новые информационные технологии проведения вычислительного эксперимента

Достижение цели обеспечивается постановкой и решением следующих основных задач

1 ) выявление требований, предъявляемых к программным средствам моделирования ЭТУС, и разработка концептуальных моделей процессов схемного и аналитического визуального моделирования,

2) разработка теоретических основ визуального схемного моделирования неоднородных ЭТУС на базе метода компонентных цепей,

3) разработка теоретических основ визуального аналитического моделирования, ориентированного на численные методы исследования моделей и метод компонентных цепей,

4) исследование методов формирования математических моделей основных классов ЭТУС и разработка способов формализованного представления ЭТУС в рамках задач схемного моделирования;

5) алгоритмизация концептуальной модели процесса моделирования ЭТУС, исследование и разработка алгоритмов, обеспечивающих достижение максимального быстродействия моделирования,

6) практическая реализация алгоритмов моделирования, исследование надежности, точности и быстродействия программных средств моделирования ЭТУС,

7) исследование подходов к автоматизации процесса разработки компьютерных моделей компонентов ЭТУС, разработка алгоритмов и программных средств автоматической генерации моделей,

8) экспериментальная проверка способов формализованного представления ЭТУС для схемного моделирования, алгоритмов и программ автоматической генерации компьютерных моделей элементов ЭТУС;

9) определение порядка применения программных средств моделирования ЭТУС в рамках задач исследования и обучения

Методы исследования. Для достижения поставленной цели используются методы теории электрических цепей, электропривода, автоматического управления, теории моделирования, алгоритмизации, методы вычислительной математики, методы анализа математических выражений При практической реализации алгоритмов автоматизированного моделирования использовались методы структурного и объектно-ориентированного программирования и проектирования программного обеспечения, языки программирования ФОРТРАН, Pascal, Object Pascal, Microsoft Visual С++, системы программирования и среды разработки приложений Turbo Pascal, Borland Delphi 4 0, Visual Studio NET

Основные результаты, выносимые на защиту

1) методология моделирования ЭТУС, включающая

- метод компонентных цепей (МКЦ) как основу схемного и аналитического моделирования ЭТУС,

- приемы построения моделей ЭТУС в форме компонентных цепей (КЦ),

- приемы разработки моделей компонентов,

- программные средства визуального схемного и аналитического моделирования ЭТУС,

- программные средства разработки компьютерных моделей компонентов,

2) концептуальная модель процесса моделирования ЭТУС, в том числе

- модель процесса схемного моделирования ЭТУС в форме визуального вычислительного эксперимента,

- модель процесса аналитического моделирования ЭТУС в форме обработки математического документа,

- модель процесса генерации моделей компонентов,

3) понятийно-определительный аппарат МКЦ, ориентированный на моделирование структурно сложных ЭТУС неоднородной физической природы в форме визуального вычислительного эксперимента,

4) способы формализованного представления основных классов ЭТУС на базе устройств силовой электроники в виде КЦ для схемного моделирования,

5) алгоритмический аппарат МКЦ, ориентированный на решение задач схемного и аналитического моделирования в форме визуального вычислительного эксперимента,

6) программные средства схемного и аналитического моделирования ЭТУС, созданные на основе МКЦ и разработанных алгоритмов, состав базовой библиотеки моделей компонентов, обеспечивающей решение задач многоуровневого схемного и аналитического моделирования основных классов ЭТУС, методика проведения вычислительного эксперимента,

7) приемы разработки моделей компонентов, базирующиеся на преобразованиях исходных моделей к каноническим формам моделей в рамках МКЦ, и принципы физико-топологической, тополого-геометрической и тополого-мате-матической интерпретации моделей,

8) алгоритмы и программные средства разработки компьютерных моделей компонентов

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем

1) раскрыты предпосылки разработки программных средств схемного и аналитического моделирования ЭТУС на единой теоретической основе в виде МКЦ, состоящие в том, что в составе такого ПС может быть обеспечен системный подход к исследованию ЭТУС, в том числе неоднородной физической природы, за счет реализации многоуровневого схемного моделирования, повышена степень универсальности и гибкости ПС схемного моделирования за счет использования аналитического способа описания функциональных моделей компонентов, сокращены затраты на разработку программных средств за счет

использования унифицированных алгоритмов и программ моделирования,

2) разработан понятийно-определительный аппарат МКЦ применительно к задачам схемного моделирования ЭТУС в форме визуального вычислительного эксперимента в части

- расширения предикатного множества признаков, учитываемых в моделях компонента и КЦ, за счет признаков конструкторского и поведенческого аспекта,

-разработки теоретико-множественных моделей структурных сущностей КЦ, включая субмодели функционирования, условного графического обозначения (УГО) и внешнего вида,

-разработки классификации моделей компонентов и группирующих структурных сущностей,

3) разработаны средства и способы формализованного представления основных классов ЭТУС в виде КЦ, состоящие в том, что на основе исследования моделей ЭТУС и правил выполнения схем выделен базовый набор компонентов ЭТУС, определены характер связей, субмодели функционирования и УГО компонентов, а также установлены правила композиции компонентов в КЦ,

4) предложена и реализована концепция взаимодействия пользователя с моделью КЦ ЭТУС, заключающаяся в том, что для проведения вычислительного эксперимента в естественной для исследователя ЭТУС среде и с использованием традиционных способов представления результатов расчета выделен базовый набор компонентов средств воздействий, измерений и регулирования, спроектированы их связи и субмодели УГО, функционирования и внешнего вида,

5) предложена и реализована концепция взаимодействия пользователя с вычислительным ядром ПС схемного моделирования, состоящая в том, что для получения информации о процессе решения модели КЦ и управления вычислительным экспериментом выделен базовый набор компонентов для контроля выполнения эксперимента, определены характер их связей, субмодели функционирования и УГО;

6) разработаны обобщенная структура алгоритмической модели компонента и алгоритмы

— формирования модели структуры КЦ, учитывающие иерархию структурных сущностей КЦ и изменение ее состава и структуры в процессе создания чертежа КЦ,

- формирования и решения матрично-топологической модели КЦ, в том числе моделей нелинейных и импульсных систем автоматического управления в частотной области,

— формирования и решения модели КЦ, обеспечивающие повышение быстродействия вычислительного эксперимента за счет учета типа компонентных уравнений и выбора точности решения для групп фазовых переменных и интервалов анализа,

-формирования КЦ математических выражений в рамках задач аналитического моделирования,

7) разработаны алгоритмы автоматического формирования моделей, обес-

печивающие автоматическую генерацию блоков моделей компонентов

Практическая ценность результатов диссертационной работы определяется следующим

1) разработанные алгоритмы и программы моделирования реализованы практически в виде ПСМ ЭТУС, состоящих из системы схемного моделирования МАРС-ЭТУ (включающей универсальную систему схемного моделирования МАРС и библиотеку моделей компонентов ЭТУС), универсальной системы автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор», генераторов компьютерных моделей компонентов, данные ПСМ ЭТУС обеспечивают инструментальную поддержку НИР и ОКР в области создания ЭТУС различного функционального назначения,

2) разработанная методология моделирования ЭТУС обеспечивает решение задач многоуровневого схемного моделирования ЭТУС в рамках одной системы МАРС-ЭТУ, что сопровождается повышением уровня системности исследований, сокращением номенклатуры ПС, используемых в процессе моделирования, и снижением затрат материальных ресурсов на их приобретение,

3) система схемного моделирования МАРС-ЭТУ обеспечивает организацию циклов виртуальных лабораторных работ и может применяться в вузах технического профиля при подготовке бакалавров, дипломированных специалистов и магистров по специальностям, объект профессиональной деятельности которых включает ЭТУС как неотъемлемую составную часть,

4) система автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор» обеспечивает организацию циклов практических занятий и расчетных работ в образовательных учреждениях различного уровня и профиля,

5) разработанные принципы взаимодействия пользователя с моделью ЭТУС обеспечивают реализацию процесса моделирования ЭТУС в форме вычислительного эксперимента при вариативности структуры и параметров моделей ЭТУС и внешней среды, естественных способах взаимодействия пользователя с моделью посредством компонентов средств воздействий и измерений и общепринятой форме представления результатов моделирования,

6) ПС разработки моделей компонентов (генераторы моделей компонентов) позволяют автоматизировать, существенно ускорить и упростить процесс разработки компьютерных моделей компонентов,

7) универсальная система схемного моделирования МАРС и генераторы моделей компонентов предоставляют возможность реализации оперативного отраслевого переноса методологии схемного моделирования в предметные области, допускающие декомпозицию исследуемого объекта либо процесса на компоненты и использующие схемные языки для их описания

Внедрение и реализация результатов работы ПСМ ЭТУС внедрены в научно-исследовательских институтах, проектных организациях и вузах, где они используются при проведении НИР и в учебном процессе- Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники при разработке ПСМ ЭТУС и исследовании ЭТУС;

— Федеральном государственном научном учреждении «Научно-исследова-

тельский институт автоматики и электромеханики» (г Томск) для моделирования систем бесперебойного электропитания и электроприводов,

- НИИ электронных систем ЗАО «ЭлеСи» (г. Томск) для исследования асинхронного электропривода,

-ОАО «Иркутскэнерго» (г Иркутск) для моделирования электроэнергетических систем,

- ООО «Инвертор» (г Томск) для исследования систем электропитания и электропривода,

- ООО «Производственно-технологическая компания "Трансэлектро"» (г Томск) для моделирования электроинструмента ударного действия,

-Инженерно-консультационном центре ООО «Тепромес» (г. Томск) для моделирования ЭТУС при проектировании и экспертизе строительных и дорожных машин,

-Томском государственном архитектурно-строительном университете для моделирования строительных и дорожных машин

ПСМ ЭТУС использовались при проектировании ряда разработанных и переданных в эксплуатацию ЭТУС

- систем бесперебойного электропитания средств связи для Норильского горно-металлургического комбината (г Норильск),

- систем бесперебойного электропитания для Кузнецкого металлургического комбината (г Новокузнецк),

- электропривода постоянного тока для Государственной районной электростанции (г Назарове),

-систем бесперебойного электропитания для Томского областного центра телекоммуникаций,

- систем бесперебойного электропитания для муниципального лечебно-профилактического учреждения «Городская детская клиническая больница № 4» (г Новокузнецк).

Достоверность результатов подтверждается строгими математическими выводами, сравнением с результатами моделирования, полученными с использованием систем Matlab/Simnlmk 6 5, Mathcad 2000, Mathematica 4 0, Electronics Workbench 5.12, и данными натурных экспериментов

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 17 конференциях различного уровня, в том числе Международном симпозиуме СИБКОНВЕРС'99 (Томск, 1999), Международной научно-технической конференции "Информационные системы и технологии (ИСТ'2000)" (Новосибирск, 2000), 3-й Международной (14-й Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу "АЭП-2001" (Нижний Новгород, 2001), Международной научно-технической конференции "Электромеханические преобразователи энергии" (Томск, 2001), Всероссийской и Международной научно-практических конференциях "Электронные средства и системы управления" (Томск, 2003, 2004), 4-й Международной (15-й Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу "АЭП-2004" (Магнитогорск, 2004), III Всероссийской научно-практической конференции

"Автоматизированный электропривод и промышленная электроника (АЭПЭ-2006)" (Новокузнецк, 2006), VI Всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике" (Чебоксары, 2006), 7-й Всероссийской научно-технической конференции "Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий" (Улан-Удэ, 2006)

Публикации Основные результаты исследований изложены в 3 монографиях, 27 статьях в научно-технических журналах и сборниках, из них 13 - в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертаций, 56 трудах и тезисах конференций, 4 учебных пособиях, 5 отчетах о НИР

Личный вклад Большинство приведенных в диссертации результатов получены автором лично Последняя версия ПСМ ЭТУС, реализующая визуальную технологию моделирования, разработана коллективом сотрудников ТУСУРа - канд техн наук Т В Ганджой, А Н Кураколовым, канд техн наук, доцентом В М Зюзьковым, при непосредственном участии автора, руководитель работ - д-р техн наук, профессор В М Дмитриев Объектная ориентация системы моделирования МАРС-ЭТУ и внедрение ПСМ на предприятиях проводились автором лично

Вклад автора в работы, опубликованные в соавторстве, состоит в анализе литературных обзоров, определении направлений решения проблемы моделирования ЭТУС, постановке частных задач моделирования и проектирования ЭТУС и их программно-алгоритмической реализации, разработке концептуальных моделей, алгоритмов и компьютерных моделей компонентов ЭТУС, их топологической, математической и геометрической интерпретации и программно-алгоритмической реализации, тестировании алгоритмов и программ и интерпретации полученных результатов

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложений Общий объем работы — 445 страниц, в том числе 59 страниц приложений Основная часть работы изложена на 386 страницах текста, набранного в редакторе Microsoft Word 97 (размер шрифта - 14 пунктов, междустрочный интервал —1,4 пункта, 30 строк на странице), из них 43 страницы рисунков (107 рисунков) и 6 страниц таблиц (10 таблиц), 33 страницы списка использованных источников (341 наименование)

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показаны место и значимость представленных в диссертации разработок, их связь с планами научных работ, выполняемых в ТУСУРе, определены цель и задачи исследований Приводятся основные положения, выносимые на защиту, представлены научная новизна, практическая ценность, апробация и реализация выполненных исследований

Первая глава посвящена вопросам изучения предметной области объекта, задач и методов моделирования ЭТУС, программных средств, применяющихся для исследования ЭТУС в процессах проектирования и обучения

Приводится общая характеристика современных ЭТУС, рассматриваются методологические (системный подход) и методические (математическое моделирование) основы их исследования и проектирования Формулируется концептуальная модель ЭТУС как объекта моделирования (рис 1) На рис 1 приняты обозначения Иэ - источник неэлектрической энергии, П - преобразователи силовой цепи, Пи , Пу - преобразователи вспомогательных цепей измерения и управления,И-э - неэлектрическая и электрическая энергия, Пэ, Пэ - преобразователи неэлектрической и электрической энергии, Пзэ, ПЭз - преобразователи неэлектрической энергии в электрическую и наоборот

К преобразователям цепей контроля и сигнализации Рис 1 Концептуальная модель ЭТУС

Выделяются задачи исследования ЭТУС, типы использующихся моделей (модель структуры Мс, модель, описывающая процесс функционирования, .Щ) и языки их описания (язык схем ¿с, математический язык ¿м) Выявляются требования, предъявляемые к ПСМ ЭТУС со стороны основных субъектов, сопричастных проблеме моделирования ЭТУС - конечных пользователей (разработчиков ЭТУС, преподавателей, студентов), разработчиков ПСМ, Правительства РФ С учетом выявленных задач исследования ЭТУС программные средства их моделирования должны иметь следующие функциональные возможности 1 В области схемного моделирования ЭТУС

1 1 Создание формализованного представления моделей вида МС&.Ц либо Мф&£с в форме чертежей схем

1 2 Задание параметров элементов схем, в том числе автоматическая параметризация элементов с большим числом параметров модели

1 3 Решение задач анализа ЭТУС во временной и в частотной областях, расчет интегральных показателей ЭТУС

1 4 Учет влияния внешней по отношению к ЭТУС среды 1 5 Организация вычислительного эксперимента в удобной форме с использованием моделей средств эксперимента; визуализация результатов анализа в общепринятом виде в форме чисел, таблиц и графиков

1 6 Документирование чертежа схемы и результатов моделирования 1 7 Разработка компьютерных моделей элементов

2 В области аналитического моделирования ЭТУС 2 1 Описание модели Мф в виде A4$&LM 2 2 Решение математической модели

2 3 Визуализация результатов решения в виде чисел, таблиц и графиков 2 4 Документирование математической модели и результатов решения Приводится обзор отечественных и зарубежных ПСМ, применяющихся в задачах исследования и обучения Анализ показал, что лидирующие позиции на рынке программных продуктов в настоящее время занимают ПС зарубежных фирм в области имитационного моделирования - система MatLab с дополнением Simulink и программа PSpice, среди ПС автоматизации математических вычислений — система Mathcad Из отечественных систем схемного моделирования наибольшую известность в настоящее время получили системы ПА9 и МВТУ (обе - разработки Московского государственного технического университета им Н Э Баумана), Stratum (Пермский государственный технический университет), МИК-АЛ (Ивановский государственный энергетический университет), системы моделирования электронных схем и устройств силовой электроники Parus-ParGi aph (Новосибирский государственный технический университет), МАЭС (Сибирский НИИ энергетики, г Новосибирск), отечественные ПС автоматизации математических вычислений не известны При этом ПС имитационного моделирования, реализованные на базе методов функционального моделирования, имеют ограниченные возможности в области схемотехнического моделирования, а при использовании программ, построенных на основе методов схемотехнического моделирования, возникают трудности при анализе функциональных схем Кроме того, система MatLab/Simulink и программа PSpice имеют низкую надежность при схемотехническом моделировании схем с ключевыми элементами

На основе проведенного анализа сделаны выводы о теоретико-множественной, топологической, математической, алгоритмической и вычислительной сложности моделей ЭТУС и необходимости разработки методов и ПС моделирования ЭТУС, сформулированы задачи исследований

Во второй главе разрабатываются теоретические основы визуального моделирования ЭТУС на базе МКЦ, и формулируются концептуальные модели процессов схемного и аналитического моделирования

Метод компонентных цепей - это метод, предназначенный для моделирования физически неоднородных устройств и систем, исходная информация о которых задана в форме КЦ, т е в виде модели структуры Мцс Основной структурной сущностью МКЦ является многополюсный компонент с произвольным числом связей, которым инцидентны переменные связей Математическая модель компонента - это уравнение либо система уравнений относительно его переменных связей и внутренних переменных Совокупность компонентов, связи которых, именуемые ветвями КЦ, объединены в общих точках, именуемых узлами, определяется в МКЦ как компонентная цепь Ск = {К, S, N}, где К — множество компонентов, S - множество связей компонентов из К, N -множество узлов цепи Методом КЦ предусматриваются четыре типа связей

- связи энергетического типа, которым соответствует пара топологических координат и пара дуальных переменных У„к, Уьк), где пк - номер узла к-й связи, Ьк, л* ~ номер ветви и знак, задающий ориентацию связи, Упк, Уьк — переменные связи потенциального и потокового типа,

- связи информационного типа, которым соответствует одна топологическая координата и одна переменная связи, имеющая произвольный физический смысл 8'к Упк,

-связи скалярного типа, к которым относятся связи энергетического и информационного типов, и связи векторного типа 5", являющиеся объединением связей скалярного типа

Математическая модель КЦ А</цф, описывающая процесс функционирования исследуемого объекта, имеет вид

МдФ={икц> иб> ит} при либо Мцф={икц} при в" =0 , (1)

где 13кц - совокупность уравнений моделей компонентов, входящих в КЦ, и6 -уравнения базового узла, ит - уравнения узловых топологических законов сохранения для переменных потокового типа, записанные для всех узлов КЦ за исключением базового, в6 - множество связей энергетического типа

Методом КЦ предусматривается автоматическое формирование моделей КЦ во временной П, и в частотной 12ш (для линейных непрерывных схем) областях Каноническими формами компонентных уравнений во временной области являются линейное уравнение, нелинейное и обыкновенное дифференциальное первого порядка При моделировании в -области Упк ¥ы ->>(/), где х, у - физические переменные связи При анализе в Г2ы-области Упк ->11еа'(/а)), Ум ->Кеу(у(и), где уса — комплексная частота, а мнимые составляющие реализуются посредством внутренних переменных Устк -*1тх(/(й), КвиМ -»1ту(/ш). В результате алгебраизации и линеаризации дифференциальных и нелинейных уравнений моделей компонентов из (1) модель Мщ для '£2,- и Г2ш-областей принимает вид системы линейных алгебраических уравнений относительно переменных связей КЦ и вспомогательных переменных

ФУ = \У, (2)

где Ф - квадратная матрица коэффициентов, - вектор-столбец правых частей, V - вектор-столбец решения КЦ, У = [У,г,\^,Увн]т, где V,,,У^,Увн -векторы потенциальных, потоковых и внутренних переменных

Анализируются достоинства и недостатки МКЦ Достоинства МКЦ при моделировании ЭТУС обусловлены следующими факторами

- использованием в качестве базовой структурной сущности многополюсного компонента, что позволяет обеспечить совпадение либо близость языка формализованного представления ЭТУС в виде КЦ профессиональному языку схем;

- возможностью одновременного использования всех типов связей компонентов, что позволяет реализовать в рамках единых методических основ как

физический, так и информационный подходы к моделированию ЭТУС,

- возможностью использования в качестве компонентных уравнений линейных, нелинейных и обыкновенных дифференциальных уравнений, что позволяет реализовать широкий спектр моделей элементов ЭТУС в рамках задач схемотехнического, функционального и структурного моделирования,

- алгоритмической простотой формирования модели КЦ вида (2) Недостатком МКЦ является использование полного координатного базиса

КЦ V

Исследуются направления развития МКЦ, обеспечивающие реализацию технологии визуального схемного моделирования С этой целью функциональный аспект моделирования, отраженный в моделях КЦ вида (1), (2), дополняется конструкторским и поведенческим аспектами, и расширяются понятия компонента К и узла КЦ N К=Цк, Мк}. Ыа={Ты, Ми}, где - идентификатор компонента, М\с — модель компонента, - топологическая координата узла КЦ (номер узла), /Цу - геометрическая модель узла

Модель компонента рассматривается в совокупности трех субмоделей

Мк (Е) ={МКФ(ЕФ), Мк> (Е,), МКв (Ев)|, (3)

где Мсф - математическая модель, описывающая процесс функционирования (функциональная субмодель), МКу - геометрическая модель УГО компонента на чертеже КЦ (субмодель УГО), МКо - геометрическая модель внешнего вида (субмодель внешнего вида), Еф, Еу, Ев - множества событий, приводящих к изменениям в субмоделях Мкф, Мщ, соответственно, Е=ЕфиЕуиЕв

Моделью узла КЦ Мы является геометрическая модель линий связи и мест их слияния на чертеже КЦ.

Детализируются теоретико-множественные субмодели компонента

^кф(Еф) = {Рф,Тк,ик,Нф}, (4)

где Рф - множество параметров модели Мкф, Тк - множество топологических характеристик, содержащее информацию о типе связей, ик - множество уравнений математической модели компонента, Нф - множество общих характеристик функциональной модели компонента (количество связей, параметров и уравнений модели компонента Мкф),

Мку(Еу) = {Су,Оп,Ся,Сф,Ру,Рп,Ря,Рф8,Ну}, (5)

где Су - множество геометрических примитивов, образующих геометрическую модель УГО, вп — геометрический примитив позиционного обозначения, С„ -множество геометрических примитивов, соответствующих концам связей компонента, Сф - множество примитивов, соответствующих параметрам модели из Рф; Ру, Р„, Рп, Рфя - множества параметров геометрических примитивов из множеств Су, в«, Сп и соответственно, Ну - множество общих характеристик модели УГО (количество элементов множеств Су, С„, вф),

^кв(Е1) = {С„Рв,Нв}, (6)

где (Зв, Рв, Н8 - множества геометрических примитивов, их параметров и общих характеристик модели

С учетом субмоделей конструкторского аспекта модель процесса визуального схемного моделирования может быть представлена модулем информационного преобразования, изображенным на рис 2, где МКу, Мкф - мно-Рис 2 Модуль информацион- жества субмоделей УГО и функционирования, ного преобразования схемного М'Кв - множество моделей внешнего вида моделирования средств воздействия и регулирования, М^ -

множество моделей внешнего вида средств индикации и измерения, 2„, Ь0 -задание на моделирование и язык его описания, Л - результат моделирования

Установлены правила разработки моделей компонентов в виде совокупности принципов тополого-геометрической, физико-топологической и тополо-го-математической интерпретации Цель тополого-геометрической интерпретации - определение числа связей компонента, геометрических моделей УГО и внешнего вида При решении данных вопросов целесообразно брать за основу общепринятые УГО элементов и реальные физические объекты и устройства Физико-топологическая интерпретация заключается в установлении соответствия между физическими переменными исходной математической модели элемента и переменными, действующими на связях компонента При выборе потенциальных и потоковых переменных связей необходимо учитывать общепринятые аналогии физических переменных. Тополого-математическая интерпретация состоит в определении совокупности компонентных уравнений, вид и число которых должны устанавливаться с учетом способа формирования математических моделей ЭТУС и моделей КЦ вида (1) Соблюдение принципов интерпретации делает компонент удобным для использования и функционально пригодным

Рассматривается классификация компонентов и их моделей, позволяющая установить общие и выявить отличительные признаки моделей Согласно функциональному назначению выделены компоненты-структурные сущности ЭТУС (компоненты принципиальных, структурных и других схем), согласующие компоненты, обеспечивающие согласование частей КЦ, состоящих из компонентов с различным типом связей, компоненты-средства эксперимента (компоненты-источники, компоненты-регуляторы, компоненты-измерители, в том числе регистрирующего типа и функционалы), компоненты контроля вычислительного эксперимента и управления им

По наличию в составе модели компонента (3) субмодели внешнего вида (6) выделены три типа компонентов визуальные (МКе*0), невизуальные (Мкв=0) и квазивизуальные (МКв=0, но функция визуализации внешнего вида реализуется средствами субмодели УГО)

т т

(Мк1) <мКф) <м£.)

т

К.)

Функциональные субмодели (4) классифицируются согласно общепринятым математическим признакам на статические и динамические, непрерывные и дискретные, инерционные и безынерционные, во временной и в частотной областях Геометрические субмодели УГО (5) и внешнего вида (6) также подразделяются на статические и динамические, непрерывные и дискретные

В соответствии с постоянством общих характеристик субмоделей из множеств Нф, Ну, Нв в процессе вычислительного эксперимента и жизненного цикла модели Мк компоненты классифицируются на стационарные (Нф=сош1, Ну—сопБ^ Н^сог^) и нестационарные (Нф=уаг, Ну=уаг, Нв=уаг) По признаку постоянства топологических характеристик связей Тк из (4) выделены компоненты с постоянной и переменной топологией (с постоянным и переменным числом связей), постоянным и переменным рангом векторных связей

Рассматриваются теоретико-множественные модели структурных сущностей КЦ структурно сложных объектов Структурными сущностями Q такой КЦ являются компонент К и подцепь Сп В соответствии с признаками модели структуры выделены

— подцепь нижнего уровня С" — подцепь, не содержащая в своем составе других подцепей,

- подцепь верхнего уровня С„ - подцепь, которая не входит в состав других иерархических подцепей, С„ с Ск,

-подцепь ¡-го уровня С'п — подцепь, которая содержит в своем составе

подцепи (/+1)-го уровня С„+1 и входит в состав подцепи (/ -1)-го уровня

те <=^,<>1

Обобщая определение подцепи на случай / = 0, т. е рассматривая КЦ как подцепь нулевого уровня, получим рекуррентное определение КЦ

сп°, с; о, ={к„п,},

где П, — множество подцепей (г+1)-го уровня, входящих в состав подцепи /-го уровня, К, - множество компонентов подцепи г-го уровня; в, , М, - множества связей и узлов структурных сущностей из О,

Для моделирования ЭТУС по частям введены в рассмотрение автономно моделируемые подцепи — подцепи, активизирующиеся только на определенных временных интервалах. Управление активностью автономно моделируемой подцепи осуществляется с помощью переменной связи информационного типа, которая интерпретируется как управляющая Исследован подход к моделированию взаимодействия ЭТУС с внешней средой Для учета свойств внешней среды выделены климатически обособленные подцепи - подцепи, элементы которых находятся в одинаковых по климатическим воздействиям условиях окружающей среды Исследованы способы реализации взаимодействия пользователя с моделью КЦ и детализированы концептуальные и теоретико-множественные модели компонентов-средств эксперимента, компонентов контроля вы-

числительного эксперимента и управления им, в том числе компонентов для задания точности решения модели КЦ, определения времени расчета и величины шага решения

На основании того, что структурная схема является графическим способом представления математической модели, была исследована возможность применения программно-алгоритмических средств схемного моделирования для решения задач аналитического моделирования Очевидно, что цель может быть достигнута при условии реализации модуля информационного преобразования, изображенного на рис 3, где Мцс, Мщ — структурная и функциональная модели КЦ, соответствующие исходной математической модели ЭТУС Мф, Ь0 — внутренний язык описания моделей в ПСМ Выбраны теоретические основы для выполнения преобразования Ьм)^-{МЦс) в виде

методов анализа и расчета математических выражений, базирующихся на обратной польской записи

В заключение представлена обобщенная схема процесса моделирования ЭТУС на базе МКЦ

В результате исследований, изложенных во второй главе, разработан понятийно-определительный аппарат МКЦ, отражающий особенности объекта и процесса схемного моделирования в форме визуального вычислительного эксперимента Исследованы и разработаны способы взаимодействия пользователя с моделью ЭТУС посредством компонентов-средств эксперимента, что позволит реализовать данное взаимодействие в традиционном для конечных пользователей виде и повысить степень информативности вычислительного эксперимента Разработана концепция аналитического моделирования ЭТУС на базе МКЦ Единые методические основы схемного и аналитического моделирования позволят при практической реализации ПСМ использовать общий программно-алгоритмический аппарат, в том числе алгоритмы и программы создания чертежа КЦ Мцс&Ьс и формирования КЦ математического выражения <Мф&£м>^(МЦс> в рамках программных средств разработки моделей компонентов, заданных в форме схем замещения и в аналитическом виде

В третьей главе исследуются способы формализованного представления аппаратной и программной частей ЭТУС в виде КЦ для схемного моделирования

Основой декомпозиции ЭТУС на компоненты и композиции компонентов в КЦ является модель состава ЭТУС и формализм принципиальных (электрических, кинематических, электрокинематических) и структурных схем, а также схем алгоритмов На основании правил интерпретации моделей компонентов разрабатываются субмодели (4), (5), проектируются их связи, устанавливаются правила композиции компонентов в КЦ Общий признак физико-топологи-

-

I

(мф & д.) ->(мш & 4) (мт) ->(я) Т

К*)

Рис 3 Модуль информационного преобразования аналитического моделирования

ческих свойств компонентов, входящих в состав преобразователей Пэ, Пээ, Пээ и предназначенных для схемотехнического моделирования, - наличие связей энергетического типа, переменные которых имеют смысл напряжения и и тока г Б1 ->(и, г) Компоненты для структурного и функционально-логического моделирования обладают связями информационного типа

Представлены компоненты электрических цепей и электроники, обеспечивающие решение задач схемотехнического моделирования аналоговых электронных устройств, в том числе макромоделирования функциональных узлов Основное внимание уделено компонентам полупроводниковых приборов, исходные модели которых являются комбинированными и отличаются математической сложностью Рассмотрена тополого-математическая интерпретация нелинейных динамических Рфгсе-моделей диода (стабилитрона), биполярного и полевого транзисторов Приведены идеализированные модели диода, управляемого ключа, операционного усилителя Компонент «управляемый ключ» (с топологическими характеристиками Тк={ 5*„5,'2, где ->иу. иу - сигнал

управления, задающий состояние ключа), относящийся к классу компонентов согласующего типа, позволяет реализовать физико-информационное моделирование управляемых устройств силовой электроники

Предложен способ формализованного представления электромагнитных элементов (ЭМЭ), базирующийся на их естественной декомпозиции по функциональному и конструктивному признакам и обеспечивающий решение задач исследования электромагнитных процессов Выделен базовый набор компонентов, включающий компоненты-обмотки и компоненты-участки магнитопро-вода (рис 4) Компоненты имеют два вида связей энергетического типа 5,%

Ф), где м,,, Ф - магнитное

напряжение и магнитный поток Индукция В, напряженность Н и магнитная проницаемость ц рассматриваются как переменные связей информационного типа При принятой концептуальной модели ЭМЭ функциональные б — «нелинейное магнитное сопротивление», субмодели компонентов «магнитен - «обмотка (катушка с сердечником) » ное сопротивление» реализуют закон Ома для магнитной цепи и закон намагничивания для нелинейных моделей В состав модели компонента «обмотка» входит компонентное уравнение, соответствующее закону электромагнитной индукции Топологическим законом сохранения для потоковых переменных является первый закон Кирхгофа для электрической и магнитной цепей ЭМЭ Сформулированы правила построения КЦ ЭМЭ, базирующиеся на объединении компонентов в КЦ связями типа 8"и согласно схеме соединения обмоток, а связями типа — в соответствии с конструкцией магнитопровода, причем базовые узлы должны быть

Ф

"1

ВН М

.999,

"цЧ/ Н> V "2 —*•

Ф

Рис 4 Базовые компоненты ЭМЭ а - «линейное магнитное сопротивление»,

выбраны на стороне первичных и вторичных (рабочих и управляющих) обмоток, а также для узлов связей

Разработана концепция двоичного логического моделирования цифровых устройств, ориентированная на использование типовых процессов формирования и решения модели КЦ вида (2) и базирующаяся на аналогиях логических и числовых значений переменных связей, логических и алгебро-логических уравнений моделей компонентов Представлен подход к моделированию аналого-цифровых устройств

Предложен способ формализованного представления электромеханических систем для схемотехнического моделирования во временной области, базирующийся на формализме принципиальных электрокинематических схем и системе обратных аналогий, при которой момент М и сила ^ являются переменными потокового типа, а круговая скорость т и линейная и - переменными потенциального типа, т е -»(ет, М), 5*-»(к, /*) Концептуальная модель электромеханической системы изображена на рис 5 Здесь компонент «электрическая машина» 1 связями 2 типа 5,% подключен к КЦ электрической подсистемы 3, а связью 4 типа - к КЦ механической подсистемы 5 и компоненту «инерционность» б В данном случае 5°->(стр, 4

Мэ), где ш р, М3 - скорость ротора и Рис 5 КЦ электромеханической системы электромагнитный момент При принятой концептуальной модели электромеханической системы модель электрической машины реализует уравнения электрического равновесия ее контуров, а модель компонента «инерционность» со связью 5^->(йтр, Мтш) — уравнение движения относительно динамического момента Мд„„ Уравнение для момента Мд„„ как алгебраической суммы момента двигателя М3 и механического момента (сопротивления либо движущего) М„ формируется автоматически, будучи узловым топологическим законом для потоковых переменных связей КЦ

Рассмотрены способы реализации моделей электромашинных генераторов и электрических двигателей постоянного и переменного тока со связями энергетического типа соответствующими выводам обмоток и валу электрической машины, и связями информационного типа >75, Б'и —»-Мс, где Мс - ток намагничивания и статическая индуктивность (рис 6) При построении

а п I

у —нв та р

Рис 6 Формализованное представление компонента «трехфазная электрическая машина»

КЦ базовый узел должен быть определен на стороне обмоток как статора, так и ротора Реализована модель синхронно-гистерезисного двигателя в виде компонента, не имеющего S° -связей, но обладающего связями типа S', переменными которых являются параметры питающего напряжения

Приведены компоненты для формализованного представления упрощенных КЦ механического звена электромеханической системы, обеспечивающие решение задач динамики и кинематического анализа Базовый набор компонентов данного класса составляют звенья (вал, редуктор, канат), физические эффекты (трение, жесткость, люфт, инерционность), статическая кусочно-линейная модель приводного двигателя и типовые статические модели механических нагрузок. За исключением односвязного компонента «инерционность» и трехсвязного компонента «люфт» (TK={S* ,,5^2,5'}, где S'—*L, L - зазор) вышеперечисленные компоненты являются двухсвязными, т е }

Сформулированы правила построения КЦ механической части, в том числе выбора базового узла Приведены компоненты для решения задач кинематического анализа «звено» (TK={5,V, S¡}, где Sv - uS'k, ¿=1,3, 5V—>(a% y, z), x, y, z

- координаты точки), кинематические преобразователи перемещения (вращения) (TK-{5,V, S\, S'}, где S' —нр, ф - величина сдвига (поворота))

Предложен способ создания моделей приводного двигателя в виде подцепи (рис 7), состоящей из подцепи структурной схемы 1 с двумя внешними связями

S[ ->М, S'2^>ay, реализующей модель механической характеристики, и универсального компонента «статическая характеристика» 2 согласующего типа (Tk={S*,,S")2,S"}), преобразующего потенциальную переменную Рис 7 Концептуальная модель CB*3H f в потоковые переменные связей приводного двигателя (нагрузки) ,,

Представлены компоненты систем автоматического управления (САУ) и математических блоков для решения задач структурного моделирования ЭТУС. Общим признаком компонентов является наличие связей информационного типа, число которых для подавляющего большинства компонентов неизменно Приведены компоненты линейных и нелинейных САУ Выделена группа компонентов нестационарного типа универсальная тригонометрическая функция, универсальный источник воздействия, передаточная функция с произвольным порядком числителя и знаменателя (TK=const, UK=var, P<¡,=var), сумматор и умножитель с произвольным числом входов, универсальная модель метода переменных состояния (TK=var, UK=var, Рф=уаг), компонент «микшер», обеспечивающий объединение произвольного числа связей скалярного типа в связь векторного типа и расщепление векторной связи на скалярные (TK=var, UK=var) и др Рассмотрены способы реализации их моделей

Разработан подход к моделированию линейных САУ с запаздыванием в Ü.,-

и £2ш-областях Исследованы способы тополого-математической интерпретации модели компонента «запаздывание» (51,' -*у) в виде линеаризованных

моделей, основанных на разложении функции с запаздывающим аргументом в ряды Тейлора и Паде, и в форме нелинейной модели Для практической реализации на основании критериев временной экономичности и универсальности выбран второй подход При этом компонентное уравнение в 12,-области имеет вид уравнения с запаздывающим аргументом, что требует организации модели памяти на хШтт элементов, где т - время запаздывания, Итт — минимальный шаг решения модели КЦ Модель в '£2ю-области включает два уравнения для действительной и мнимой составляющих переменной у вида

Гя2=|*|СО8(ют), К„„„2=-|*|8т((йт) (7)

Предлагается использовать данный подход при построении моделей типовых нелинейных звеньев САУ в Г2щ-области, определяя значения действительной и мнимой составляющих выходной переменной через коэффициенты гармонической линеаризации ц(х), д\х):

К2=Я(х), Уш„г=я\х). (8)

Разработана концепция моделирования импульсных САУ в '£2(0-области, базирующаяся на модели передаточной функции импульсной САУ вида

= 5 г(у(ш + 2тсОТ))^иэ(уш) (9)

т~~тта\

где <^Осо) - амплитудно-фазовая характеристика линейной части, со -относительная частота, т, /ятах - относительное время, И7иэ - амплитудно-фазовая характеристика импульсного элемента, который интерпретируется как звено задержки на время т=у(со + 2дам)/(2со) с коэффициентом передачи

со + 2лт

к=к

со + 2 пт

51п-у

(о+2ят

-|ю+2лт

со + 2пт /со + 2тп ] -¡~7-7 г ' ь ' Т /1П, вш-у/-у е 2 =кхе 4 ' = ,(10)

где к = киу, кК - коэффициент передачи импульсного элемента, у -относительная длительность импульса

В соответствии с выбранной концепцией модель компонента «импульсный элемент» в Х1ш-области включает два компонентных уравнения вида (7).

В большинстве случаев разработанные УГО компонентов для формализованного представления аппаратной части ЭТУС близки к общепринятым УГО элементов на принципиальных и структурных схемах Имеющие место отличия обусловлены, во-первых, необходимостью реализации в моделях ЭТУС математического аспекта путем введения дополнительных связей, во-вторых, разра-

боткой универсальных компонентов, которые могут использоваться при различных схемах включения Например, наличие у компонента «трехфазная электрическая машина» (см рис 6) связей , соответствующих всем выводам обмоток, позволяет изменять схемы соединения обмоток (треугольник, звезда), а также моделировать обрывы фаз, связи Я1-, Б'м служат дели определения с помощью компонентов структурных схем модели электромагнитной связи между обмотками как линейной либо нелинейной

Исследованы подходы к моделированию систем с дискретным временем и программных средств ЭТ У С, базирующиеся на формализме КЦ структурных схем, автономно моделируемых подцепей и схем алгоритмов

В результате исследований, изложенных в третьей главе, реализована объектная ориентация МКЦ Разработаны способы формализованного представления аппаратных и программных средств основных классов ЭТУС в виде КЦ для схемотехнического, функционально-логического и структурного моделирования и обеспечивающие их модели компонентов

В четвертой главе производится алгоритмическая проработка теоретико-множественных моделей структурных сущностей КЦ, процесса формирования и решения модели КЦ

Введены в рассмотрение алгоритмическая модель компонента, являющаяся алгоритмической реализацией математических моделей (3)-(6), и вычислительная модель как программная реализация алгоритмической модели Алгоритмическая модель включает следующие блоки

-блок Б1 инициализации субмодели УГО, формирующий описание модели УГО компонента стационарного типа и исходное описание УГО для компонента с моделью УГО динамического и нестационарного типов,

-топологический блок Б2, предназначенный для задания топологической информации Тк,

- вычислительный блок БЗ, обеспечивающий формирование информации о линеаризованных уравнениях функциональной субмодели ик,

-информационный блок функциональной субмодели Б4, предназначенный для задания общей информации о функциональной субмодели Нф,

- измерительный блок Б5, обеспечивающий предварительную обработку результатов моделирования перед выдачей на компоненты-измерители визуального типа,

- блок задания начальных условий Б6, предназначенный для инициализации переменных связей из вектора решения V,

- блок параметризации Б7, обеспечивающий задание параметров модели Рф,

- блок корректировки геометрической субмодели УГО Б8 для компонентов с моделями УГО нестационарного и динамического типов,

- блок геометрического моделирования УГО Б9 в процессе создания чертежа КЦ, реализующий перемещение, вращение, масштабирование УГО,

- блок корректировки общей информации о функциональной субмодели Б10, обеспечивающий изменение параметров, заданных в блоке Б4, для компонентов

с функциональными субмоделями нестационарного типа,

- блок геометрического моделирования субмодели внешнего вида Б11,

- блок чтения и записи Б12, предназначенный для сохранения информации о компоненте при записи информации о КЦ в файл и, наоборот, для чтения ее из файла,

- блок локальных переменных Б13

Определена структура алгоритмических моделей компонентов, принадлежащих к различным классам Разработан алгоритм визуального схемного моделирования на интервале анализа i;e [Е™„, с шагом h, где — независимая переменная, базирующийся на предложенной структуре модели компонента (рис 8) Выполнена алгоритмическая проработка блоков алгоритма, в том числе автоматического кодирования КЦ с учетом иерархии структурных сущностей

Для реализации концепции моделирования нелинейных САУ разработана структура вычислительного блока моделей нелинейных компонентов с адаптацией по области анализа и двумя компонентными уравнениями вида (7), (8) в 'Пш-области Модифицирован алгоритм формирования модели КЦ в 12ш-области, в котором для нелинейных компонентов исключен шаг автоматического построения уравнения для мнимой составляющей переменной выходной связи

Концепция моделирования импульсных САУ в Х1ю-области согласно модели (9) потребовала разработки алгоритма режима анализа и алгоритмической структуры измерительного блока компонентов-измерителей, совместно реализующих операцию суммирования Так как импульсный элемент (10) при выбранной концепции интерпретируется как звено запаздывания, то структура его вычислительного блока та же, что и у нелинейного элемента САУ, а алгоритм режима анализа базируется на алгоритме формирования модели КЦ нелинейной САУ в '£2м-области

В связи с использованием полного координатного базиса КЦ рассмотрены способы повышения быстродействия вычислительного эксперимента Учет класса КЦ и режима анализа позволяет выделить в матричной модели КЦ вида (2) подматрицы и подвекторы правых частей с постоянными и переменными элементами Разработаны алгоритмы, обеспечивающие повышение быстродействия формирования и решения модели КЦ за счет исключения из обработки уравнений с постоянными элементами в левой и правой частях, решения моделей линейных и инерционных КЦ с постоянными коэффициентами матрицы Ф и переменной правой частью W модели (2), варьирования точности решения модели Предусмотрены задание точности и ее контроль в процессе решения модели КЦ отдельно для потенциальных, потоковых и внутренних переменных.

С целью алгоритмизации процесса аналитического моделирования введены аналогии основных сущностей математических выражений и сущностей МКЦ, ориентированных на использование формализма КЦ структурных схем- знак индивидуального объекта - компонент «константа», -знак индивидуальной операции, отношения - компонент-математический блок,

- знак переменного объекта — до вычисления — компонент-измеритель, после

С

Конец

3

Рис 8 Укрупненная схема алгоритма визуального схемного моделирования вычисления - компонент «константа»,

- переменная операция (функция пользователя) - подцепь, переменные входных связей которой интерпретируются как аргументы, выходной - как результат вычисления функции,

-математическое выражение - подцепь с входными связями, переменные которых имеют смысл значений объектов выражения, и одной выходной

связью, переменная которой имеет смысл значения выражения,

— уравнение — КЦ, состоящая из подцепей математических выражений левой и правой частей уравнения, соединенных между собой путем объединения одноименных входных и выходных связей,

— система уравнений - КЦ, состоящая из подцепей уравнений

Для вычисления выражения и решения системы уравнений (уравнения) необходимо выполнить моделирование их КЦ Представлены алгоритм формирования КЦ математического выражения, базирующийся на алгоритме вычисления выражения, записанного в постфиксной форме, и алгоритм выбора режима анализа КЦ, предусматривающий определение математических признаков класса КЦ на основе анализа ее компонентного состава.

Заключительный раздел главы посвящен вопросам алгоритмизации процесса разработки вычислительных моделей компонентов Модели, записанные на языке программирования, рассматриваются как встроенные, а на языке описания - как модели пользователя. Практическая реализация моделей пользователя предполагает разработку языка описания моделей и программных средств его интерпретации

В связи с многообразием форм исходных моделей элементов ЭТУС представлены приемы разработки функциональных субмоделей Мкф, базирующиеся на предварительном преобразовании исходных моделей к двум каноническим формам - базовой аналитической модели МКф^аб и структурной модели в виде подцепи МКфС„ Базовая аналитическая модель предназначена для описания моделей элементов, характеризующихся признаком непрерывности £>; в ее состав могут входить линейные, нелинейные и обыкновенные дифференциальные уравнения первого порядка относительно переменных связей и внутренних переменных Выделены следующие виды преобразований аналитических моделей к каноническим формам

-модели элемента непрерывного типа А/КфО, заданной в аналитической форме с использованием нелинейных и интегродифференциальных уравнений произвольного вида, - к базовой аналитической форме

( Мсф 5 /"а) ( Мщ В ); (11)

— модели элемента непрерывного типа Мщй, заданной в таблично-графическом виде — к базовой аналитической форме в два этапа переход к аналитической форме записи

( Мсф б /V > < МКф 5 > (12)

и выполнение преобразования (11);

— модели элемента дискретного типа МщО, представленной в аналитическом виде с использованием логических уравнений FaЛ, - к базовой аналитической форме

(Мкф0Гт)^(Мщ01^); (13)

— модели элемента дискретного типа МКфО, представленной в таблично-

графической форме FTr в виде таблицы истинности либо временных диаграмм вход-выходных сигналов, - к базовой аналитической форме в два этапа переход к аналитической форме

( My^DF„ ) —> ( My^DFm ) (14)

и выполнение преобразования (13),

- модели элемента дискретного типа, заданной в виде разностных уравнений F-аР,- к форме подцепи

(M^DF^p )—*■( МщСп), (15)

- модели элемента дискретного типа, заданной в виде дискретной передаточной функции Fz№, - к форме подцепи

{MuDFaW )—>{А/кф^/^ар) —»• (МкфСп) (16)

Определены теоретические и алгоритмические основы преобразований моделей в виде методов анализа и символьного преобразования математических выражений в (11), (15), (16), аппроксимации функций для преобразования (12), синтеза и минимизации булевых функций в (14), алгоритмов формирования КЦ математических выражений (15), (16)

Представлены алгоритмы генерации блоков моделей компонентов невизуального стационарного типа - блока инициализации субмодели УГО, топологического блока, вычислительного блока, реализующего преобразование (11) Приведены приемы разработки моделей компонентов с субмоделями нестационарного и динамического типов

На основании исследований, изложенных в четвертой главе, выполнена алгоритмическая проработка моделей процессов схемного и аналитического моделирования на базе МКЦ, формирования моделей компонентов, что позволило приступить к практической реализации ПСМ ЭТУС

В пятой главе рассматриваются вопросы практической реализации алгоритмов моделирования ЭТУС, в том числе выбора методологии, языка и инструментальных средств программирования

Алгоритмы моделирования ЭТУС и алгоритмические модели компонентов, реализованы в виде программных средств, разработанных с использованием технологии объектно-ориентированного программирования и предназначенных для использования на /ВМ-совместимых компьютерах под управлением операционной системы Windows 95/98/ХР ПСМ ЭТУС включают (рис 9)

-систему схемного моделирования МАРС-ЭТУ в составе универсальной системы МАРС и объектноориентированной библиотеки вычислительных моделей компонентов ЭТУС,

- систему автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор» для аналитического моделирования ЭТУС,

- генераторы моделей компонентов

Приведена информация о базовых вариантах практической реализации ПСМ Основные экранные формы интерфейса пользователя заключительных

версий систем МАРС-ЭТУ, «Макрокалькулятор» и генератора УГО представлены на рис 10 В качестве языка программирования выбран язык Microsoft Visual С++ и среда программирования Visual Studio NET, что позволило создать эффективные и компактные ПС

Система моделирования МАРС-ЭТУ обеспечивает расчет статического и динамического режимов во временной и частотной областях, расчет семейств характеристик, анализ чувствительности, статистический анализ Центральную часть вычислительного ядра ПСМ составляют

- режимы анализа во временной и в частотной областях, в том числе режимы «статика линейная», «статика нелинейная», «динамика», «динамика с рабочей точкой», «динамика с итерациями» для анализа во временной области,

- методы формирования линеаризованной модели КЦ вида (2) во временной и в частотной областях, в том числе с постоянным и переменным шагом,

- явные и неявные схемы алгебраизации дифференциальных уравнений -методы Эйлера, трапеций, Рунге-Кутта, Гира,

- метод Ньютона для линеаризации нелинейных уравнений и свободных членов дифференциальных уравнений,

- методы решения систем линейных алгебраических уравнений

Состав основной части библиотеки встроенных моделей компонентов ЭТУС иллюстрирует рис 11 Предусмотрено взаимодействие с базой данных параметров компонентов, в том числе параметров РБргсе-иорричк полупроводниковых приборов Представлена методика проведения вычислительного эксперимента в системе МАРС-ЭТУ, даны рекомендации по выбору режима анализа и параметров моделирования

Система «Макрокалькулятор» поддерживает работу со стандартными функциями и функциями пользователя, дискретным аргументом, векторами и матрицами, обеспечивает вычисление математических выражений, решение уравнений и систем уравнений, построение графиков функций, и в этой связи она пригодна для исследования аналитических моделей ЭТУС численными методами

Средства схемного моделирования

Графический редактор КЦ

-1Г"

Средства аналитичесн кого моделирования Символьно-графический редактор математических выражений

Вычислительное ядро

моделей компонентов

--I

База данных параметров

Рис 9 Обобщенная структура ПСМ ЭТУС

2И

..... ■ . ттттггягягтттгту^тг:.-:.- .

«И\П Ьтвчн ГИг 1док СтР*:^ ;г 1 г

11 •■-• >« а'^'л'&в а I в; •■ .-"[[б Р'УЩ'в -•■ и =

Ш V Ч I > \§ П Ч * . >' 1Л» » * * В V А «{ V* л *

Рис. 10. Примеры экранных форм I 'ГСМ ЭТУС: общий к ид экрана системы МАРС-ЭТУ (а), йкно выбора режима и параметров моделирования (6); панели компонентов «осциллограф» (е) и «построитель частотных характеристик» (г); обший вид экрана системы «Макрокалькулятор» (д) и генератора УГО (е)

4 А А А- А4

Ф ^ Ф Ф Ф-;

о

¡1 -Й- ЦТ}- 9 ^ -ф- ЧЕ- ф

-аь- з

1

^ <) <>

шь ® в« г?

© © т ®

I _и ,

в-

^ ■ - - -/Ы У

^ -И);

<=> а

л

га- ш

Щ- И- в-

[птп- пшз-

НЙУ- Ш-

-щ-т-Ш'-Ш'

чиь ш ш в

& №

Л

¡гч

аз-

II

-Щ ф

аг> ■

^ Й § ^: свэ- -ежь •Ш* *Ш- О*

•и-' 3

С™}

]

I ^яь -сю- -ПО- -СИ> -ЕШ- ^ • - '•

: <35> -|Тй> лп. (Ж> ■пгт.

■ "ОО*

(ы

£

Рис. 11. Основные разделы библиотеки моделей компонентов МАРС-ЭТУ

Процесс разработки вычислительных моделей компонентов для системы моделирования МАРС-ЭТУ поддерживается программными средствами создания субмоделей УГО {генератор геометрических моделей УГО (см. рис. 10, е)) и функциональных субмоделей, К средствам генерации функциональных субмоделей относятся:

- генератор встроенных моделей, заданных в аналитическом виде, реализующий преобразование вида (11) и генерацию текста программ топологического, информационного и вычислительного блоков модели;

- генератор аналитических моделей элементов непрерывного типа, заданных в таблично-графическом виде, выполняющий преобразование вида (12) и генерацию функциональных зависимостей;

- генератор аналитических моделей элементов цифрового типа, заданных в таблично-графическом виде, реализующий преобразование вида (14) и синтез логических функций;

- программные средства редактора чертежей КЦ системы МАРС-ЭТУ, предусматривающие работу с подцепями и позволяющие создавать модели элементов в виде схем замещения МсфС„,

-компонент «математическая панель» библиотеки моделей компонентов системы МАРС-ЭТУ, обеспечивающий работу с моделями, заданными в аналитическом виде, компонент выполнен на базе системы «Макрокалькулятор» и реализует автоматическое преобразование исходной математической модели к структурной модели в форме подцепи <МКф&£м)—>(МщСп) на этапе кодирования КЦ

Два последних средства совместно с генератором геометрических моделей УГО позволяют разрабатывать модели пользователя и делают систему МАРС-ЭТУ открытой для наполнения на этапе эксплуатации

Материалы, изложенных в пятой главе, подтверждают практическую реализацию алгоритмов и программ, широкий спектр функциональных возможностей и удобство использования разработанных ПСМ ЭТУС - системы схемного моделирования МАРС-ЭТУ, системы автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор», средств генерации моделей компонентов

В шестой главе рассматриваются вопросы проверки корректности разработанных алгоритмов и программ моделирования, моделей компонентов и способов построения КЦ ЭТУС, а также практического применения ПСМ ЭТУС в задачах исследования и обучения

Исходным материалом для оценки корректности моделей является вектор переменных связей КЦ при дискретных значениях независимой переменной В качестве эталонных результатов рассматриваются расчетные и экспериментальные данные К расчетным данным относятся результаты аналитического решения и численного моделирования тестовых задач, полученные с использованием строгих математических выкладок и известных математических моделей процессов и явлений В качестве инструментальных средств аналитического решения применялись системы автоматизации математических вычислений Mathcad 2000 и Mathematica 4.0 Численное моделирование проводилось в принятых за эталонные системах моделирования MatLab/Simulink 6 5, Electronics Workbench 5 12

Представлены тестовые примеры, свидетельствующие об адекватности программ моделирования и моделей отдельных компонентов - источников воздействий, компонентов аналоговой и цифровой электроники (стабилитрона, биполярного транзистора, триггеров, двоичного сумматора), электромагнитных элементов (катушки с ферромагнитным сердечником, однофазного двухобмо-точного трансформатора, магнитного усилителя в режиме вынужденного и свободного намагничивания), электрических машин (синхронного генератора, синхронного, асинхронного и синхронно-гистерезисного двигателей), линейных и нелинейных САУ, компонентов-средств эксперимента В качестве доказательства корректности разработанных способов формализованного представления КЦ ЭТУС представлены примеры

- схемотехнического моделирования однородных электротехнических уст-

ройств с непрерывным регулированием - неуправляемого выпрямителя и параметрического стабилизатора постоянного напряжения;

— физико-информационного моделирования однородного электротехническое устройства с импульсным регулированием - однофазного мостового инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией и выходным напряжением гармонической формы;

— схемотехнического моделирования неоднородных ЭТУ С - асинхронного электропривода, экскаватора с электроприводом постоянного тока;

— физи ко-информационного моделирования неоднородной электротехнической системы с импульсным регулированием - асинхронного электропривода в стартерном режиме при электроптанин от аккумуляторной батареи через инвертор напряжения;

— структурного моделирования ЭТУС - двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя, электропривода постоянного тока с управляемым выпрямителем;

— моделирования САУ с дискретным временем (моделирования разностного уравнения, дискретного цифрового фильтра) и программных средств на примере выполнения циклических вычислений,

В качестве примера на рис. 12 приведены результаты моделирования и осциллограммы напряжения и тока двух электротехнических устройств:

— выходное напряжение

однофазной системы беспе- А

т 2001 реоонного электропитания

на базе аккумуляторной батареи и автономного инвертора при работе на диодный мост со сглаживающим конденсатором: результаты моделирования (рис. 12. а) и осциллограмма напряжения бортовой системы бесперебойного электропитания диагностической компьютеризированной лаборатории (рис. 12,6);

-200,.....Н

0.42

¡1.-13 1, с

Рис. 12. Расчетные временные диаграммы (я, е) и осциллограммы (б, г) напряжения и тока ЭТУС - фазный ток асинхронного двигателя при питании от автономного инвертора напряжения: результаты моделирования (рис. 12,«) и осциллограмма (рис. 52, г).

Произведена оценка алгоритмов моделирования по надежности, быстродействию и точности. Первоначально наибольшее число отказов имело место при моделировании электронных схем с нелинейными инерционными моделями. Задание начальных значений внутренних переменных модели позволило повысить надежность расчетов и исключить критичность вычислительного эксперимента к величине шага и значению точности решения модели КЦ.

Время моделирования и точность в системе МАРС-ЭТУ определяются

характером решаемых задач, размерностью КЦ, выбранным методом решения, шагом и абсолютной точностью решения модели, а также способом представления результатов расчета Быстродействие системы МАРС-ЭТУ характеризуется как высокое, хотя в связи с использованием полного координатного базиса она уступает зарубежным аналогам Для системы автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор» расчет математических выражений осуществляется с нулевой погрешностью При нахождении корней нелинейных уравнений возникает погрешность, величина которой определяется абсолютной точностью решения

В заключительном разделе главы представлены материалы относительно практического применения результатов диссертационной работы и ПСМ ЭТУС систем МАРС-ЭТУ и «Макрокалькулятор» - при решении практических задач исследования ЭТУС распределения, преобразования и потребления электрической энергии в рамках НИР, ОКР и в учебном процессе, генераторов моделей компонентов — при разработке моделей компонентов

Основная часть диссертации заканчивается списком использованных источников В заключении сформулированы основные выводы и представлены результаты работы В приложении приведены пример программной реализации вычислительной модели компонента встроенного типа, раздел библиотеки моделей компонентов структурных схем системы схемного моделирования МАРС-ЭТУ, примеры проверки адекватности моделей компонентов и программ моделирования в системе МАРС-ЭТУ и системе автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор», акты внедрения результатов исследований

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Диссертационная работа является обобщением научных исследований и программно-алгоритмических разработок, направленных на решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное народно-хозяйственное значение и заключающейся в развитии теоретических и программно-алгоритмических основ схемного и аналитического моделирования ЭТУС неоднородной физической природы на базе устройств силовой электроники, ориентированных на использование новых информационных технологий проведения вычислительного эксперимента Решение сформулированной проблемы основано на следующих основных результатах, имеющих самостоятельное научное и практическое значение

1 Проведен углубленный анализ процесса моделирования ЭТУС, выявлены особенности ЭТУС как объекта моделирования и комплекс задач их анализа, что позволило сформулировать требования к программным средствам и методам моделирования

2 Разработана методология моделирования ЭТУС, включающая.

- метод компонентных цепей как единую теоретическую основу схемного и аналитического моделирования,

- приемы построения моделей ЭТУС в форме КЦ,

— приемы построения моделей компонентов,

— программные средства схемного и аналитического моделирования;

— программные средства разработки компьютерных моделей новых компонентов

Данная методология обеспечивает эффективное решение задач исследования процесса функционирования ЭТУС неоднородной физической природы на базе устройств силовой электроники

3 Впервые схемное и аналитическое моделирование ЭТУС, в том числе физический и информационный подходы в схемном моделировании, реализовано на единой методической и программно-алгоритмической основе в форме метода компонентных цепей, что позволило повысить уровень системности при исследовании ЭТУС, сократить номенклатуру программных средств, используемых при моделировании, и обеспечить адаптивность процесса моделирования за счет применения аналитического способа описания моделей компонентов пользователя в рамках задач схемного моделирования

4 Произведено развитие понятийно-определительного аппарата метода компонентных цепей, что обеспечило учет в моделях физических, топологических и математических особенностей ЭТУС как объекта моделирования и конструкторского и поведенческого аспектов процесса моделирования Разработаны принципы взаимодействия пользователя со схемной моделью ЭТУС и вычислительным ядром ПСМ, что позволило реализовать процесс моделирования ЭТУС в форме визуального вычислительного эксперимента и повысить информативность процесса моделирования

5 Разработаны способы формализованного представления моделей компонентов и основных классов ЭТУС (электронных аналоговых, цифровых и аналого-цифровых устройств, электромагнитных элементов, электромеханических систем, систем автоматического управления и программных средств) в виде КЦ для схемного моделирования Данные способы представления обеспечивают адекватное отражение в моделях ЭТУС физической сущности протекающих в них процессов и являются удобными для пользователя за счет близости к общепринятому языку схем (принципиальных, структурных, схем алгоритмов)

6 Разработаны алгоритмы формирования и решения модели КЦ в рамках визуального вычислительного эксперимента, моделирования нелинейных и импульсных систем автоматического управления в частотной области, формирования КЦ математических выражений, что обеспечило расширение предметной области исследований в рамках МКЦ, алгоритмы формирования модели КЦ с учетом типа компонентных уравнений, что позволило повысить быстродействие вычислительного эксперимента

7 Разработанные алгоритмы моделирования реализованы практически в виде системы схемного моделирования МАРС-ЭТУ и системы автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор», обеспечивающих решение задач имитационного и аналитического моделирования ЭТУС Данные системы обладают широким спектром функциональных возможностей, высоким быстродействием и точностью, надежны и удобны в использовании, их применение

эффективно при решении задач исследования ЭТУС в рамках НИР, ОКР и в процессе обучения

8 Исследован процесс разработки моделей компонентов, и реализованы программные средства генерации компьютерных моделей, в том числе условных графических обозначений и моделей функционирования, что позволило существенно упростить процесс их разработки. Это обеспечивает оперативный перенос методологии моделирования в другие предметные области, использующие для исследования объектов и процессов методы и процедуры схемного моделирования (например, машиностроение, экологию, химию).

Представленные результаты свидетельствуют о том, что поставленные задачи решены, а цель достигнута. Разработанные ПСМ ЭТУС обеспечивают решение проблемы моделирования ЭТУС, имеющей важное народно-хозяйственное значение, а разработанная методология моделирования обладает возможностью оперативного отраслевого переноса технологии моделирования, что способствует повышению научного потенциала страны и решению задачи импортозамещения.

Рекомендации ПСМ ЭТУС могут быть рекомендованы к использованию на предприятиях, занимающихся разработкой, эксплуатацией и экспертизой ЭТУС, а также в учебных заведениях различного уровня как средство организации компьютерных лабораторных и расчетно-графических работ в рамках дисциплин направлений 654100 «Электроника и микроэлектроника», 654200 «Радиотехника», 654400 «Телекоммуникации» и т п , предмет изучения которых включает ЭТУС как неотъемлемую составную часть, что подтверждается актами внедрения

Перспективы Дальнейшее развитие исследований связывается с наполнением вычислительного ядра системы схемного моделирования численными методами решения дифференциальных уравнений и совершенствованием алгоритмов и программ графического представления результатов моделирования с целью повышения быстродействия вычислительного эксперимента; разработкой средств алгоритмизации и программирования в рамках системы автоматизации математических вычислений, развитием аспекта внешнего вида моделей компонентов и переходом к решению задач конструкторского проектирования

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Монографии и учебные пособия

1 Система автоматизации моделирования управляемого электропривода / В M Дмитриев, Т Н. Зайченко, В M Зюзьков, А В Шутенков - Томск Изд-во Томск гос ун-та, 1997 -92 с

2 Автоматизация функционального проектирования электромеханических систем и устройств преобразовательной техники / В M Дмитриев, Т H Зайченко, А Г Гарганеев, Ю А Шурыгин - Томск- Изд-во Томск гос ун-та, 2000 -292 с

3 Среда моделирования МАРС / В М. Дмитриев, А В Шутенков, Т H Зай-ченко, Т В Ганджа, А H Кураколов. - Томск Изд-во Томск гос пед унта, 2007 - 297 с

4 Автоматизированное моделирование промышленных роботов метод указания / В M Дмитриев, Т H Зайченко, В А. Игнатьев, О Д Егоров -M Мосстанкин, 1988 - 50 с

5 Многофункциональная система автоматизации моделирования промышленных роботов учеб пособие / В M Дмитриев, В А Игнатьев, О Д Егоров, Т H Зайченко - M Изд-во МПИ, 1989 - 87 с

6 Компьютерный лабораторный практикум по курсу "Теоретические основы электротехники" / В M Дмитриев, А В Шутенков, H В Кобрина, 'I H Зайченко, X 3 Вахитова - Томск Томе гос ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 1997 - 110 с

7 Зайченко Т.Н Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств учеб. пособие Ч 2 ЭПУ параметров электрической энергии и методы проектирования ЭПУ РЭС. - Томск Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003 - 139 с

Статьи

8 Дмитриев В M , Зайченко Т H , Гельфман Б Ш Комплексное моделирование адаптивных промышленных роботов на ЭВМ // Том ун-т — Томск, 1988 - 32 с - Деп в ВИНИТИ 04 04 88, № 2577-В88

9 Зайченко Т H Моделирование робота ГЛАЗ-РУКА с управлением по вектору скорости // Производственно-технический опыт - 1990 - № 11 - С 83-88

10 Дмитриев В M , Шутенков А.В , Зайченко Т H Макрокомпонентное моделирование электромеханических систем // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов сб ст Вып. 1 / под ред Ю А Шурыгина - Томск Изд-во Томск гос ун-та, 1995 - С 77-84

11 Дмитриев В M , Зайченко Т H Автоматизированное рабочее место электромеханика // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов сб ст Вып 2 / под ред Ю А Шурыгина - Томск Изд-во Томск гос ун-та, 1998 - С 77-84

12 Азаров А Г , Зайченко Т H Автоматизированное проектирование преобразователей для систем электропитания // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов: сб ст Вып 2 / под ред Ю А Шурыгина - Томск Изд-во Томск гос ун-та, 1998 - С 91-96

13 Дмитриев В M , Зайченко Т H Мы хотим, чтобы Ваш компьютер проектировал сам // Наука-производству - 1999 - № 7 (20) - С 5-8

14 Ананин В Г , Зайченко Т H Автоматизация функционального моделирования строительных и дорожных машин (СДМ) // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета - 2000 -№1 -С 275-290

15 Дмитриев В M, Зайченко ТН Принципы построения и программная реализация учебно-исследовательских лабораторий электронного университета // Открытое и дистанционное образование - 2000. - № 1-20 - С 28-36

16 Зайченко Т H , Фикс H П Моделирование аналого-цифровых устройств в системе МАРС // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов сб ст Вып 3 / под ред Ю А Шурыгина - Томск Изд-воТомск гос ун-та, 2000 -С 45-50

17 Зайченко Т H, Никитин А П , Шеянов Е А. Интегрированная среда виртуальной лаборатории для исследования технических систем // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов сб ст Вып 3 / под ред Ю А Шурыгина - Томск Изд-во Томск гос ун-та, 2000 -С 51-60

18 Зайченко Т Н., Федотов Д.А Генератор моделей комбинационных цифровых элементов для системы моделирования МАРС // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов сб ст. Вып 3 / под ред Ю А Шурыгина - Томск Изд-во Томск гос ун-та, 2000 -С 77-85

19 Азаров А Г , Гарганеев А Г, Зайченко Т H Автоматизированное исследование электропривода и систем электропитания // Сб тр НПЦ «Полюс» -Томск, [б и.], 2001 -С 445-452

20 Дмитриев В M , Зайченко Т H , Гарганеев А Г. Моделирование статических и электромеханических преобразовательных устройств в системе МАРС // Известия вузов. Приборостроение -2001 -№8 - С 43-49.

21 Зайченко Т H Компьютерное обеспечение практических и лабораторных занятий при изучении устройств электропитания и элементов электромеханики // Компьютерные технологии в образовании- сб ст Вып 1 / под ред В.М Дмитриева - Томск-Изд-во Томск гос ун-та, 2001 -С 28-35

22 Зайченко Т H Программное обеспечение универсального автоматизированного рабочего места студента и преподавателя // Компьютерные технологии в образовании сб. ст Вып. 1 / под ред В М. Дмитриева -Томск Изд-во Томск, гос ун-та, 2001 -С 125-130.

23. Зайченко Т Н. Автоматизация моделирования линейных непрерывных САУ в системе МАРС // Приборы и системы Управление, контроль, диагностика - 2004 - № 9 - С 1-7.

24 Зайченко Т.Н, Ганджа Т В Виртуальная учебная лаборатория по курсу "Теория автоматического управления" // Компьютерные технологии в образовании- сб ст Вып 2 / под ред В.М Дмитриева - Томск Изд-во Томск, гос ун-та, 2004 - С 79-87

25 Зайченко Т Н. Автоматизация схемотехнического моделирования электрических машин в системе МАРС // Приборы и системы Управление, контроль, диагностика -2004 -№11 -С 1-9

26 Зайченко Т Н Решение задач динамики электромеханических систем в среде автоматизированного моделирования МАРС // Известия Томского политехнического университета — 2005. — Т 308 -№4 -С 147-153

27 Зайченко Т Н Автоматизация моделирования электромагнитных элементов в системе МАРС // Приборы и системы Управление, контроль, диагностика-2005 - № 5 - С 1-7

28 Зайченко Т Н Информационное моделирование цифровых устройств в системе МАРС // Вестник Томского государственного педагогического университета Сер Естественные и точные науки (Информационные технологии) -2005 -№7(51) - С 84-90

29. Зайченко Т Н Автоматизация исследования нелинейных непрерывных систем автоматического управления в среде моделирования МАРС // Вестник Томского государственного педагогического университета Сер. Естественные и точные науки (Информационные технологии). - 2005 - № 7(51) -С 91-98

30 Зайченко Т Н Физико—информационное моделирование полупроводниковых преобразователей в системе МАРС // Приборы и системы Управление, контроль, диагностика -2005 — №9 - С. 5-13

31 Зайченко Т.Н Структурное моделирование электротехнических устройств в системе МАРС // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика -2005 -№10 -С 1-9.

32. Зайченко Т Н Объектная ориентация универсального метода компонентных цепей для решения задач моделирования электротехнических устройств и систем//Информационные технологии -2006 -№ 1 -С. 18-26.

33 Зайченко Т Н Схемотехническое моделирование электротехнических устройств в задачах исследования и обучения // Известия вузов Физика Приложение -2006.-Т 49 -№9 - С 196-201

34 Зайченко Т Н Концептуальная модель комплекса программ функционального проектирования электротехнических устройств и систем // Автоматизация и современные технологии - 2007. - № 8.

Материалы и тезисы докладов

35 Дмитриев В М , Зайченко Т Н Применение комплекса программ МАРС-ЭП при обучении студентов электромеханических специальностей // Тез. докл. 2-й обл науч -практ конф молодежи и студентов "Современные техника и технологии" - Томск-Изд-во Томск политехи, ун-та, 1996 — С 105

36 Дмитриев В М., Зайченко Т Н , Шутенков А В. Компьютерный лабораторный стенд для специальностей электротехнического профиля КЛАСС-ЭП // Тез докл. конф. "Образовательный стандарт вуза Совершенствование содержания технологий учебного процесса". — Томск Изд-во Томск политехи ун-та, 1997 - С 44-45

37 Дмитриев В М., Зайченко Т Н , Шутенков А В Компьютерный лабораторный стенд для студентов электротехнических специальностей// Тез докл. науч -метод конф "Дистанционное образование Состояние, проблемы,

перспективы" - Томск- Томск гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 1997 -С 74-76

38 Дмитриев В M , Зайченко Т H Автоматизированное проектирование управляемых электромеханических систем// Тез докл. 3-й Междунар науч -практ конф "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (Сибре-сурс-3-97), Красноярск, 1997" - Томск Том гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 1997 - С 194-195

39 Дмитриев В М., Зайченко Т H , Шутенков А В Универсальная моделирующая среда для создания виртуальных лабораторий // Тез докл Междунар науч -практ конф "Технический университет дистанционное инженерное образование" — Томск Изд-во Томск политехи ун-та, 1998 - С 194-195

40 Dmitriev VM, Zaichenko TN, Schutenkov A V The Universal Simulating Environment for the Creature of Virtual Laboratories // The 2-d Russian-Korean Internat Symposium on Science and Technology KORUS'9% — Tomsk - P 239

41. Дмитриев В M, Зайченко ТН Организация самостоятельной работы студентов при изучении электротехнических дисциплин // Тез докл науч -метод конф "Самостоятельная работа студентов. Дидактическое и программное обеспечение" — Томск Томск гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 1999 -С 34-38

42 Дмитриев В M, Зайченко Т Н. Виртуальная лаборатория по электротехнике, электромеханике и электропреобразовательным устройствам // Тр науч -метод конф "Образовательные технологии состояние и перспективы" -Томск Изд-во Томск, политехи ун-та, 1999 - С 123-124

43 Dmitriev УМ, Zaithenko TN Functional designing automation of controllable mechanical systems // Application of the Conversion Research Results for International Cooperation (SIBCONVERS'99) The 3-d International symposium, Tomsk, may 18-20, 1999 Proceedings, Vol 1 —Tomsk Tomsk State University of Control Systems and Radioelectromcs, 1999 — P 208-211

44 Дмитриев В M , Зайченко Т H Многоаспектное автоматизированное моделирование управляемых механических систем // Тез докл. 5—й Междунар науч.-практ конф "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (Сибресурс-5-99), Омск, 1999" - Томск Томск гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 1999 -С 184-185

45 Зайченко Т H, Никитин А П. Интегрированная среда виртуальных компьютерных лабораторий // Тез докл регион науч -техн конф молодых специалистов "Радиотехнические и информационные системы и устройства" Ч. 1 Автоматизированные системы обработки информации, управления и проектирования - Томск Томск гос. ун-т систем упр и радиоэлектроники, 1999 - С 67-69

46 Шеянов Е.А , Зайченко Т H Визуализация и обработка результатов моделирования в среде виртуальной лаборатории // Тез. докл регион науч -техн конф молодых специалистов "Радиотехнические и информационные системы и устройства" Ч 1 Автоматизированные системы обработки ин-

формации, управления и проектирования — Томск Томск гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 1999 - С 69-71

47 Гарганеев А Г , Дмитриев В M , Зайченко Т H , Шурыгин Ю А Применение интегрированной среды АРМ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА для анализа электроприводов // Тр II Междунар науч -теорет и практ конф "Проблемы и перспективы автоматизации производства и управления" «Автомати-зация-99» ".-Ташкент [б и.], 1999 - С 94-100

48 Автоматизированное рабочее место инженера-исследователя электромеханических систем // В В Аржанов, В M Дмитриев, Т H Зайченко и др // Тр IV Междунар конф "Электротехника, электромеханика и электротехнологии МКЭЭ-2000 (ICEE-2000), Клязьма" - M • Изд-во МЭИ, 2000 -С 249-250

49 Азаров А Г, Зайченко Т H Автоматизированное исследование систем электропитания // Тез докл XVI науч -техн конф "Электронные и электромеханические системы и устройства" - Томск НПЦ "Полюс", 2000 - С 210-212

50 Гарганеев А Г, Зайченко Т H Автоматизированное исследование электропривода // Тез докл XVI науч -техн конф "Электронные и электромеханические системы и устройства" -Томск НПЦ "Полюс", 2000 - С 208-210

51 Гарганеев А Г, Зайченко Т H Системный подход к проектированию и моделированию систем автономного электроснабжения на базе полупроводниковых преобразователей напряжения // Материалы докл. 6-й Всеросс науч -техн конф "Энергетика экология, надежность, безопасность". Т 2 -Томск Изд-во Томск политехи ун-та, 2000 - С 15-16

52 Зайченко Т H Автоматизированное моделирование в системе МАРС для решения задач анализа электромеханических систем // Тр V междунар. конф "Актуальные проблемы электронного приборостроения" Т 7 Радиотехника Моделирование и вычислительная техника— Новосибирск Изд-во Новосиб гос техн ун-та, 2000 - С 169-174

53 Зайченко Т H Автоматизированное моделирование систем "преобразователь-двигатель" // Материалы Междунар науч -практ конф "Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах" Ч 6 - Новочеркасск H АБ Л А, 2000 - С 6-13

54 Зайченко Т H Автоматизированное моделирование электромеханических устройств в системе МАРС// Proceedings of the 2"'' International Workshop on Computer Science and Information technologies (CSIT'2000), Ufa, 2000 Vol 2 - Ufa Ufa State Aviation Technical University, 2000 - P 347-358

55 Зайченко T H. Информационно-вычислительный комплекс АРМ электромеханика // Междунар науч -техн конф "Информационные системы и технологии ИСТ'2000" Т. 1. — Новосибирск Новосиб гос техн ун-т, 2000 - С 173-178

56 Зайченко T H Информационно-вычислительный комплекс для функционального проектирования электропривода и устройств преобразовательной

техники // Материалы VI Междунар. науч -техн конф "Новые информационные технологии и системы ("НИТиС-2000")" - Пенза Пенз гос унт, 2000 - С 158-159

57 Зайченко Т H Информационное обеспечение процесса автоматизированного проектирования электромеханических систем // Докл. 6-й Междунар науч.-практ конф "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (Сибресурс-6-2000), Тюмень, 2000" - Томск Томск гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 2000 - С 200-201

58 Зайченко Т H Применение виртуальной лаборатории при изучении курса "Электрические машины" //Тез докл науч -метод конф "Современное образование качество и новые технологии"- Томск Томск гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 2000 - С 73-74

59 Зайченко Т H Применение системы автоматизации функционального проектирования при изучении устройств электропитания и элементов электромеханики // Материалы Междунар конф "Научное и методическое обеспечение системы дистанционного образования" - Томск- [б и ], 2000 — С 133-134

60 Зайченко Т H Современные информационные технологии в проектировании электромеханических систем // Сб науч тр Междунар науч =практ конф. "Информационные технологии в образовании, технике, медицине" 4 2- Волгоград Волгоград гос техн ун-т - 2000 - С 60-64

61. Никитин А П , Зайченко Т.Н Интегрированная среда виртуальной лаборатории для решения задач анализа механических систем // Тр. VI Междунар. науч.-практ конф "Современные техника и технологии СТТ'2000" -Томск Томск политехи ун-т, 2000 - С 248-250

62 Шеянов Е А , Зайченко Т Н. Графический редактор твердотельных моделей механических систем // Тр VI Междунар науч -практ конф "Современные техника и технологии СТТ'2000" - Томск Томск политехи ун-т, 2000 - С. 247-248

63 Автоматизация проектирования электромеханических систем / А Г Гар-ганеев, В M Дмитриев, Т H Зайченко, И.В. Целебровский, Ю А Шурыгин // Тр Междунар. конгресса "Искусственный интеллект в XXI веке". Т 2 — M Физматлит, 2001 -С. 776-782

64 Автоматизированное моделирование в решении задач электромеханики/ А Г Гарганеев, В.М Дмитриев, Т.Н Зайченко, Ю А. Шурыгин // Материалы Междунар науч -техн конф "Электромеханические преобразователи энергии" - Томск- Изд-во Томск политехи ун-та, 2001 - С 71

65 Моделирование и оптимизация электромеханических систем / В В Аржанов, В М. Дмитриев, Т H Зайченко, Ю А Шурыгин // Тр 3-й Междунар (14-й Всеросс ) конф по автоматизированному электроприводу "АЭП-2001" /подред С.В Хватова - Нижний Новгород Векгор-ТиС, 2001 -С 64-66

66 Ганджа Т В , Зайченко Т Н. Блок обработки результатов вычислительного эксперимента в системе автоматизации функционального проектирования

электромеханических систем // Тр VII Междунар науч -практ конф студентов, аспирантов и молодых ученых "Современная техника и технологии СТТ'2001" - Томск, Изд-во Томск политехи ун-та, 2001 -С 23-25

67 Ганджа Т В , Зайченко Т H , Дмитриев В M Автоматизированный синтез в задачах функционального проектирования технических систем // Тез докл регион науч. конф студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука. Техника Инновации" В 5 ч Ч 1 — Новосибирск Изд—во Новосиб гос техн ун-та, 2001 -С 54-55

68 Гарганеев А Г, Зайченко Т H Автоматизированное моделирование вен-тильно—машинных систем // Материалы IV Всеросс науч -техн. конф "Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем (ДНДС-2001)" - Чебоксары Изд—во Чуваш гос. ун-та, 2001 — С 108-110

69 Гарганеев А Г, Зайченко Т H , Шурыгин Ю А Системы бесперебойного электропитания НИИ автоматики и электромеханики / Тез докл Всеросс науч —практ конф "Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока" В 2-х т Т 1 / под ред СМ Гончарука - Хабаровск Изд-во ДВГУПС, 2001 -С 207-208

70 Зайченко Т H Автоматизированное моделирование в электромеханике // Сб науч тр «Научная сессия МИФИ—2001». Т 12 Компьютерные системы и технологии -М МИФИ, 2001 -С 51-52

71 Зайченко Т H Автоматизированное моделирование переходных процессов в электромеханических системах // Материалы II Междунар науч -практ конф "Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы" В 2-х ч Ч 1 - Новочеркасск. ООО НПО "ТЕМП", 2001 - С 22-27

72 Зайченко Т H Решение задач синтеза в системе автоматизации функционального проектирования электромеханических систем // Материалы Междунар науч -практ конф "Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике". 4 2- Новочеркасск НАБЛА, 2001 -С 26-30

73 Романюк А.И., Зайченко Т H Моделирование электромеханической системы ударного электроинструмента // Докл 7-й Междунар. науч -практ конф "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (Сибресурс-7-2001), Барнаул, 2001" В2ч Ч 1.-Томск-Изд-во Томск гос ун-та, 2001 -С 221-224

74 Зайченко Т H Применение системы автоматизации функционального проектирования электромеханических систем в курсе "Электромеханические устройства РТС" // Тез докл регион науч -практ конф "Информатизация учебного процесса в образовательных учреждениях" - Томск Томск гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 2002 - С 20-23

75 Азаров А Г, Зайченко Т H Автоматизированное проектирование статических преобразователей для автономных систем электропитания // Тез

докл 2-й Всеросс науч -техн конф по проблемам создания перспективной авионики "Авионика - 2003" - Томск, Томск гос ун-т систем упр и радиоэлектроники, 2003 - С 93

76 Разработка аппаратно-программных средств автоматизации технологических процессов на базе устройств энергетической электроники и методов их проектирования / В M Дмитриев, Т H Зайченко, И В Целебровский, Ю А Шурыгин // Материалы Всеросс науч -практ конф "Электронные средства и системы управления" - Томск Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2003 - С 49

77 Зайченко Т H Автоматизированное решение задач динамики электротехнических и электронных систем // Материалы V Всеросс науч конф "Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем" — Чебоксары. Изд-во Чуваш ун-та, 2003 —С 142-144

78 Зайченко Т Н. Применение метода компонентных цепей для моделирования аналого-цифровых устройств // Материалы III Междунар науч -практ конф "Микропроцессорные, аналоговые и цифровые системы проектирование и схемотехника, теория и вопросы применения" - Новочеркасск ЮРГТУ (НПИ), 2003 - С 57-61

79 Зайченко Т H Формализованное представление и автоматизированное моделирование электромагнитных элементов// Докл 9-й Междунар. науч -практ конф "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (Сибре-сурс-9-2003), Улан-Удэ, 2003" - Томск Изд-во Томск гос ун-та, 2003 -С 291-295

80 Зайченко Т H Радикевич А H Информационное обеспечение моделирования и проектных расчетов в системе автоматизации функционального проектирования электротехнических систем // Материалы Всеросс. науч -практ конф "Электронные средства и системы управления" - Томск Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2003 - С 234-235

81 Теория и практика проектирования систем электропривода в НИИ автоматики и электромеханики/ В В Аржанов, В M Дмитриев, Т H Зайченко, И В Целебровский, Ю А Шурыгин // Тр Всеросс науч -практ. конф "Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горно-топливной отраслях АЭПЭ'2004" - Новокузнецк СибГИУ,2004 -С 6-11

82. Развитие метода компонентных цепей и разработка инструментальных средств автоматизированного моделирования элементов и систем электропривода/ В.В Аржанов, В М. Дмитриев, Т H Зайченко, Ю А Шурыгин // Тр. IV Междунар (XV Всеросс ) конф. по автоматизированному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке пути развития» Ч 1 -Магнитогорск [б. и],2004 -С 126-128.

83 Зайченко Т.Н, Ганджа Т В Виртуальная учебная лаборатория по курсу "Электротехника и электроника" // Материалы Междунар науч -практ

конф "Электронные средства и системы управления" 4 2- Томск Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2004.- С 183-186

84. Зайченко Т Н Концептуальная модель автоматизированного моделирования нелинейных САУ в системе МАРС II Материалы Междунар науч -практ конф. "Электронные средства и системы управления" Ч. 2. -Томск Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2004 - С 190-194

85. Компьютерное моделирование на базе расчетно-моделирующей среды РАМОС в задачах обучения и исследования / В М Дмитриев, Т Н. Зайченко, А В Федоров и др. // Тр. 2-й Всеросс науч -практ. конф "Моделирование, программное обеспечение и наукоемкие технологии в металлургии"/ под общ ред. С П. Мочалова - Новокузнецк Изд-во СибГИУ, 2006-С 17-24

86. Теория и практика автоматизированного моделирования устройств силовой электроники и электропривода / В.М. Дмитриев, Т.Н. Зайченко, И В. Целе-бровский и др. // Тр 3-й Всеросс науч.-практ. конф. "Автоматизированный электропривод и промышленная электроника в металлургической и горнотопливной отраслях" / под общ ред. В Ю Островлянчика, П Н. Кунинина-Новокузнецк- Изд-во СибГИУ, 2006 - С 11-15

87. Зайченко Т.Н. Алгоритмы и комплекс программ автоматизированного моделирования электротехнических устройств и систем // Материалы VI Всеросс науч.-техн. конф "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике".- Чебоксары. Изд-во Чуваш, ун-та, 2006.- С 373-378

88 Разработка и практическое применение виртуальных лабораторий для исследования электротехнических устройств на базе системы моделирования МАРС / ВМ. Дмитриев, ТН. Зайченко, ИВ. Целебровский, Ю.А Шурыгин // Материалы VI Всеросс науч-техн конф "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике" - Чебоксары: Изд-во Чуваш ун-та, 2006 - С 369-372

89. Теоретические основы и практическое применение системы компьютерного моделирования электротехнических устройств/ ВМ Дмитриев, ТН Зайченко, И.В. Целебровский, Ю А. Шурыгин // Материалы VII Всеросс науч.-техн. конф. "Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий". Ч. I -Улан-Удэ Изд-воВСГТУ,2006.-С 187-191.

90 Разработка методологии автоматизированного моделирования электротехнических устройств и систем / В М. Дмитриев, Т.Н Зайченко, И В. Целебровский, Ю.А. Шурыгин // X Междунар. науч. конф "Решетневские чтения".- Красноярск Изд-во СГАУ, 2006

Тираж 100. Заказ 1019. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. 634050, г Томск, пр. Ленина, 40

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭТУС.

1Л. Концептуальная модель ЭТУС как объекта моделирования.

1.2. Моделирование ЭТУС в задачах проектирования и обучения.

1.3. Теоретические основы автоматизированного моделирования ЭТУС

1.4. Программные средства моделирования ЭТУС в задачах исследования и обучения.

1.4.1. Анализ требований к ПСМ ЭТУС.

1.4.2. Общая характеристика ПСМ ЭТУС.

Результаты и выводы по первой главе.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭТУС.

2.1. Метод компонентных цепей как теоретическая основа многоуровневого моделирования ЭТУС.

2.1.1. Понятийно-определительный и матрично-топологический аппарат МКЦ.

2.1.2. Сравнительный анализ методов моделирования

2.2. Развитие МКЦ для визуального схемного моделирования ЭТУС.

2.2.1. Модель процесса визуального схемного моделирования.

2.2.2. Теоретико-множественные модели компонента и компонентной цепи.

2.2.3. Принципы разработки моделей компонентов.

2.2.4. Классификация компонентов.

2.2.5. Классификация и теоретико-множественные модели группирующих сущностей КЦ.

2.2.6. Исследование способов взаимодействия с моделью ЭТУС.

2.2.7. Исследование подходов к моделированию взаимодействия ЭТУС и внешней среды.

2.3. Теоретические основы аналитического моделирования на базе МКЦ.

Результаты и выводы по второй главе.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ФОРМАЛИЗОВАННОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ КЛАССОВ ЭТУС ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ СХЕМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

3.1. Компоненты для схемотехнического моделирования электрических цепей и аналоговых электронных устройств.

3.2. Исследование способов формализованного представления электромагнитных элементов.

3.3. Исследование способов моделирования цифровых и аналого-цифровых устройств.

3.4. Исследование способов формализованного представления электромеханических систем.

3.4.1. Концепция моделирования электромеханических систем.

3.4.2. Компоненты электрических машин.

3.4.3. Компоненты механики.

3.5. Компоненты для структурного моделирования ЭТУС.

3.6. Исследование подходов к моделированию программных средств.

Результаты и выводы по третьей главе.

4. АЛГОРИТМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭТУС.

4.1. Общая характеристика требований к алгоритмам моделирования.

4.2. Алгоритмы схемного моделирования.

4.2.1. Базовый алгоритм невизуального схемного моделирования.

4.2.2. Обобщенная структура вычислительной модели компонента и алгоритм визуального схемного моделирования.

4.2.3. Алгоритмы автоматического кодирования КЦ.

4.2.4. Алгоритмы моделирования нелинейных и импульсных САУ.

4.2.5. Алгоритмы, повышающие быстродействие вычислительного эксперимента.

4.3. Алгоритм формирования КЦ математического выражения.

4.4. Алгоритмизация процесса разработки моделей компонентов.

4.4.1. Общая характеристика процесса разработки моделей компонентов.

4.4.2. Алгоритмы генерации моделей компонентов.

4.4.3. Приемы разработки моделей компонентов с моделями УГО нестационарного и динамического типа.

Результаты и выводы по четвертой главе.

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭТУС.

5.1. Общие вопросы практической реализации алгоритмов моделирования ЭТУС.

5.2. Общая характеристика ПСМ ЭТУС на базе МКЦ

5.3. Система схемного моделирования МАРС-ЭТУ.

5.3.1. Общие вопросы программной реализации

5.3.2. Общая характеристика интерфейса пользователя.

5.3.3. Библиотеки моделей компонентов ЭТУС.

5.3.4. Методика проведения вычислительного эксперимента.

5.4. Система автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор».

5.5. Генераторы моделей компонентов.

5.5.1. Генераторы вычислительных блоков встроенных моделей.

5.5.2. Генератор моделей условных графических обозначений.

5.5.3. Генераторы моделей пользователя.

Результаты и выводы по пятой главе.

6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭТУС.

6.1. Исследование достоверности компьютерных моделей компонентов и КЦ ЭТУС.

6.1.1. Общие вопросы проверки достоверности моделей.

6.1.2. Исследование моделей компонентов полупроводниковых приборов и режима многовариантного анализа.

6.1.3. Исследование моделей компонентов электромагнитных элементов.

6.1.4. Исследование моделей компонентов электрических машин.

6.1.5. Исследование моделей компонентов САУ непрерывного типа

6.1.6. Исследование моделей компонентов цифровых устройств.

6.2. Исследование моделей основных классов ЭТУС.

6.2.1. Схемотехническое моделирование однородных ЭТУ с непрерывным регулированием.

6.2.2. Физико-информационное моделирование однородных ЭТУ с импульсным регулированием.

6.2.3. Схемотехническое моделирование неоднородных ЭТУС.

6.2.4. Физико-информационное моделирование неоднородных

ЭТУС с импульсным регулированием.

6.2.5. Структурное моделирование ЭТУС.

6.2.6. Моделирование САУ с дискретным временем и программных средств.

6.3. Оценка алгоритмов моделирования по точности и быстродействию

6.4. Практическое применение ПСМ ЭТУС в задачах исследования и обучения.

Результаты и выводы по шестой главе.

Актуальность работы. Несмотря на то что на смену прошлому столетию, названному веком энергетики, пришел век информации, а общество из индустриального превращается в информационное, большинство технологических процессов в различных областях деятельности человека по-прежнему связано с генерированием, преобразованием и потреблением электрической энергии. Электротехнические устройства и системы (ЭТУС) являются основой комплексной механизации и автоматизации производственных и технологических процессов, определяя технический прогресс и эффективность во всех сферах народного хозяйства, уровень развития вооружения и обороноспособность страны. Необходимость разработки новых, модернизации и эксплуатации существующих ЭТУС ставит задачи их проектирования, а также подготовки специалистов в области проектирования и технической эксплуатации.

Мощным средством исследования процессов функционирования ЭТУС, интенсификации и повышения производительности научно-исследовательского и инженерного труда является компьютерное моделирование, обеспечивающее оперативный расчет установившихся и переходных режимов работы, анализ во временной и в частотной областях, в штатных и нештатных эксплуатационных режимах. Методологическую и методическую основу математического моделирования современных ЭТУС на базе устройств силовой электроники и микропроцессорной техники составляют системный подход, имитационное и аналитическое моделирование, численные методы исследования моделей, причем как имитационных, так и аналитических. Выбор способа имитационного моделирования ЭТУС - схемотехническое, функциональное, логическое - определяется классом объекта и постановкой задач исследования. С позиций задания исходной информации об объекте автор считает правомочным способы моделирования, для которых эта информация имеет вид схем, назвать в данной диссертационной работе «схемными». Трудности моделирования ЭТУС обусловлены их неоднородной физической природой, топологической и математической сложностью моделей, необходимостью реализации многоуровневого моделирования.

Решению вопросов моделирования электромеханических и электроэнергетических систем, полупроводниковых преобразователей и систем управления посвящены работы Н.Ф. Ильинского, В.К. Цаценкина, А.Е. Козярука, Б.Н. Абрамовича, И.П. Копылова, A.B. Башарина, Ю.В. Постникова, В.Н. Нуждина, К.В. Кумунжиева, А.Р. Колганова, C.B. Буренина, А.Б. Комарова, Н.И. Кузьмина, Ю.В.Никитина, В.Г. Стеблецова, А.В.Сергеева, О.Г. Камладзе, В.Д.Новикова, А.Ф. Казмиренко, М.В. Баранова, Ю.В. Илюхина, Д.А. Аветисяна, П.Д. Крутько,

A.И.Максимова, JIM. Скворцова, В.А. Постникова, Г.С. Сипайлова, А.А.Воронова, И.А. Орурка, А.Н. Антамошкина, Б.П. Соустина, В.И. Пантелеева, С.А. Бро-нова, В.И. Иванчуры, А.И. Чернышева, Ш.Н. Исляева, А.Н. Ловчикова, Ю.М. Казанцева, Р.Т. Шрейнера, Е.К. Ещина, И.Е. Наумкина, A.M. Корикова, Ю.А. Шу-рыгина и др. В развитие теории и практики моделирования на ЭВМ объектов произвольной физической природы большой вклад внесли И.П. Норенков,

B.Б. Маничев, П.К. Кузьмик, О.С. Козлов, Д.Е. Кондаков, К.А. Тимофеев, Е.А. Арайс, В.М. Дмитриев, О.И. Мухин. При этом Е.А. Арайсом и В.М. Дмитриевым был разработан универсальный метод моделирования физически неоднородных устройств, получивший название метода компонентных цепей. Исследованию численных методов моделирования посвящены работы И.П. Норенкова, В.Б.Мани-чева, П.Д. Крутько, А.И. Максимова, JI.M. Скворцова, А.И. Петренко, А.И. Власова, А.П. Тимченко. Среди зарубежных фирм ведущее положение в разработке программных средств моделирования занимают MathWorks, Micro Sim, Cadence Design Systems, Interactive Image Technologies, National Instruments, Spectrum Software, MathSoft, Wolfram Research. В области исследования численных методов следует отметить авторов J. Vlach, К. Singhai, Leon О. Chua, Pen-Min Lin, E. Hairer, S. P. Nersett, G. Wanner, C.W. Gear, L.F. Shampine.

Широкий круг вопросов общего и частного характера в проблеме моделирования ЭТУС вышеуказанными авторами и коллективами решен, однако ситуация в области моделирования ЭТУС по-прежнему остается проблемной. Это связано, с одной стороны, с неэффективностью существующей технологии моделирования, обусловленной невозможностью решения всего спектра задач многоуровневого моделирования ЭТУС в рамках одного программного средства (ПС); с другой стороны, с повсеместным использованием зарубежных ПС, в то время как развитие научно-технического и инновационного потенциала страны, в том числе в области программных продуктов, является приоритетной задачей научно-технической и промышленной политики государства, а компьютерное моделирование - одной их критических технологий федерального уровня. В этой связи разработка методов, алгоритмов и ПС моделирования (ПСМ) ЭТУС является важной народно-хозяйственной задачей, решению которой и посвящена данная диссертационная работа.

Диссертационная работа выполнена в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУРе) Федерального агентства по образованию и обобщает, результаты научных исследований и практических разработок автора и научного коллектива кафедры «Теоретические основы электротехники» в области создания ПС моделирования и проектирования, реализованных на базе метода компонентных цепей, за период с 1985 по 2007 год.

Связь темы с планами основных научных работ. Работа проводилась в рамках ряда НИР, выполняемых в ТУСУРе, последними и основными из которых являются:

- госбюджетная НИР "Разработка методологии проектирования высокоэффективных аппаратно-программных средств автоматизации технологических процессов на базе устройств энергетической электроники и микропроцессорной техники", заказ-наряд № 2.3.97 ф, 1997-2001 гг. (№ ГР 01980002352);

-госбюджетная НИР "Разработка теории и принципов построения интеллектуальных систем автоматизации технологических процессов на базе устройств силовой электроники и регулируемого электропривода", тема 1.1.02, 2002-2006 гг.;

- "Система автоматизации функционального проектирования электромеханических систем", программа Министерства образования РФ "Научные исследования высшей школы в области производственных технологий" на 2000 г. (шифр 07.01.02);

- "Автоматизация моделирования и проектирования управляемого электропривода", грант Министерства образования РФ на 2001 - 2002 гг. (ТОО-3.2-577).

Цель работы состоит в разработке методов, алгоритмов и программных средств схемного и аналитического моделирования ЭТУС, ориентированных на эффективное решение задач исследования ЭТУС неоднородной физической природы на базе устройств силовой электроники и новые информационные технологии проведения вычислительного эксперимента.

Достижение цели обеспечивается постановкой и решением следующих основных задач:

1) выявление требований, предъявляемых к программным средствам моделирования ЭТУС, и разработка концептуальных моделей процессов схемного и аналитического визуального моделирования;

2) разработка теоретических основ визуального схемного моделирования неоднородных ЭТУС на базе метода компонентных цепей;

3) разработка теоретических основ визуального аналитического моделирования, ориентированного на численные методы исследования моделей и метод компонентных цепей;

4) исследование методов формирования математических моделей основных классов ЭТУС и разработка способов формализованного представления ЭТУС в рамках задач схемного моделирования;

5) алгоритмизация концептуальной модели процесса моделирования ЭТУС, исследование и разработка алгоритмов, обеспечивающих достижение максимального быстродействия моделирования;

6) практическая реализация алгоритмов моделирования, исследование надежности, точности и быстродействия программных средств моделирования ЭТУС;

7) исследование подходов к автоматизации процесса разработки компьютерных моделей компонентов ЭТУС, разработка алгоритмов и программных средств автоматической генерации моделей;

8) экспериментальная проверка способов формализованного представления ЭТУС для схемного моделирования, алгоритмов и программ автоматической генерации компьютерных моделей элементов ЭТУС;

9) определение порядка применения программных средств моделирования ЭТУС в рамках задач исследования и обучения.

Методы исследования. Для достижения поставленной цели используются методы теории электрических цепей, электропривода, автоматического управления, теории моделирования, алгоритмизации, методы вычислительной математики, методы анализа математических выражений. При практической реализации алгоритмов автоматизированного моделирования использовались методы структурного и объектно-ориентированного программирования и проектирования программного обеспечения, языки программирования ФОРТРАН, Pascal, Object Pascal, Microsoft Visual С++, системы программирования и среды разработки приложений Turbo Pascal, Borland Delphi 4.0, Visual Studio.NET.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1) методология моделирования ЭТУС, включающая:

- метод компонентных цепей (МКЦ) как основу схемного и аналитического моделирования ЭТУС;

- приемы построения моделей ЭТУС в форме компонентных цепей (КЦ);

- приемы разработки моделей компонентов;

- программные средства визуального схемного и аналитического моделирования ЭТУС;

- программные средства разработки компьютерных моделей компонентов;

2) концептуальная модель процесса моделирования ЭТУС, в том числе:

- модель процесса схемного моделирования ЭТУС в форме визуального вычислительного эксперимента;

- модель процесса аналитического моделирования ЭТУС в форме обработки математического документа;

- модель процесса генерации моделей компонентов;

3) понятийно-определительный аппарат МКЦ, ориентированный на моделирование структурно сложных ЭТУС неоднородной физической природы в форме визуального вычислительного эксперимента;

4) способы формализованного представления основных классов ЭТУС на базе устройств силовой электроники в виде КЦ для схемного моделирования;

5) алгоритмический аппарат МКЦ, ориентированный на решение задач схемного и аналитического моделирования в форме визуального вычислительного эксперимента;

6) программные средства схемного и аналитического моделирования ЭТУС, созданные на основе МКЦ и разработанных алгоритмов; состав базовой библиотеки моделей компонентов, обеспечивающей решение задач многоуровневого схемного и аналитического моделирования основных классов ЭТУС; методика проведения вычислительного эксперимента;

7) приемы разработки моделей компонентов, базирующиеся на преобразованиях исходных моделей к каноническим формам моделей в рамках МКЦ, и принципы физико-топологической, тополого-геометрической и тополого-мате-матической интерпретации моделей;

8) алгоритмы и программные средства разработки компьютерных моделей компонентов.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем:

1) раскрыты предпосылки разработки программных средств схемного и аналитического моделирования ЭТУС на единой теоретической основе в виде МКЦ, состоящие в том, что в составе такого ПС может быть обеспечен системный подход к исследованию ЭТУС, в том числе неоднородной физической природы, за счет реализации многоуровневого схемного моделирования; повышена степень универсальности и гибкости ПС схемного моделирования за счет использования аналитического способа описания функциональных моделей компонентов; сокращены затраты на разработку программных средств за счет использования унифицированных алгоритмов и программ моделирования;

2) разработан понятийно-определительный аппарат МКЦ применительно к задачам схемного моделирования ЭТУС в форме визуального вычислительного эксперимента в части:

-расширения предикатного множества признаков, учитываемых в моделях компонента и КЦ, за счет признаков конструкторского и поведенческого аспекта;

- разработки теоретико-множественных моделей структурных сущностей КЦ, включая субмодели функционирования, условного графического обозначения (УГО) и внешнего вида;

-разработки классификации моделей компонентов и группирующих структурных сущностей;

3) разработаны средства и способы формализованного представления основных классов ЭТУС в виде КЦ, состоящие в том, что на основе исследования моделей ЭТУС и правил выполнения схем выделен базовый набор компонентов ЭТУС, определены характер связей, субмодели функционирования и УГО компонентов, а также установлены правила композиции компонентов в КЦ;

4) предложена и реализована концепция взаимодействия пользователя с моделью КЦ ЭТУС, заключающаяся в том, что для проведения вычислительного эксперимента в естественной для исследователя ЭТУС среде и с использованием традиционных способов представления результатов расчета выделен базовый набор компонентов средств воздействий, измерений и регулирования, спроектированы их связи и субмодели УГО, функционирования и внешнего вида;

5) предложена и реализована концепция взаимодействия пользователя с вычислительным ядром ПС схемного моделирования, состоящая в том, что для получения информации о процессе решения модели КЦ и управления вычислительным экспериментом выделен базовый набор компонентов для контроля выполнения эксперимента, определены характер их связей, субмодели функционирования и УГО;

6) разработаны обобщенная структура алгоритмической модели компонента и алгоритмы:

- формирования модели структуры КЦ, учитывающие иерархию структурных сущностей КЦ и изменение ее состава и структуры в процессе создания чертежа КЦ;

- формирования и решения матрично-топологической модели КЦ, в том числе моделей нелинейных и импульсных систем автоматического управления в частотной области;

- формирования и решения модели КЦ, обеспечивающие повышение быстродействия вычислительного эксперимента за счет учета типа компонентных уравнений и выбора точности решения для групп фазовых переменных и интервалов анализа;

- формирования КЦ математических выражений в рамках задач аналитического моделирования;

7) разработаны алгоритмы автоматического формирования моделей, обеспечивающие автоматическую генерацию блоков моделей компонентов.

Практическая ценность результатов диссертационной работы определяется следующим:

1) разработанные алгоритмы и программы моделирования реализованы практически в виде ПСМ ЭТУ С, состоящих из системы схемного моделирования МАРС-ЭТУ (включающей универсальную систему схемного моделирования МАРС и библиотеку моделей компонентов ЭТУС), универсальной системы автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор», генераторов компьютерных моделей компонентов; данные ПСМ ЭТУС обеспечивают инструментальную поддержку НИР и ОКР в области создания ЭТУС различного функционального назначения;

2) разработанная методология моделирования ЭТУС обеспечивает решение задач многоуровневого схемного моделирования ЭТУС в рамках одной системы МАРС-ЭТУ, что сопровождается повышением уровня системности исследований, сокращением номенклатуры ПС, используемых в процессе моделирования, и снижением затрат материальных ресурсов на их приобретение;

3) система схемного моделирования МАРС-ЭТУ обеспечивает организацию циклов виртуальных лабораторных работ и может применяться в вузах технического профиля при подготовке бакалавров, дипломированных специалистов и магистров по специальностям, объект профессиональной деятельности которых включает ЭТУС как неотъемлемую составную часть;

4) система автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор» обеспечивает организацию циклов практических занятий и расчетных работ в образовательных учреждениях различного уровня и профиля;

5) разработанные принципы взаимодействия пользователя с моделью ЭТУС обеспечивают реализацию процесса моделирования ЭТУС в форме вычислительного эксперимента при вариативности структуры и параметров моделей ЭТУС и внешней среды, естественных способах взаимодействия пользователя с моделью посредством компонентов средств воздействий и измерений и общепринятой форме представления результатов моделирования;

6) ПС разработки моделей компонентов (генераторы моделей компонентов) позволяют автоматизировать, существенно ускорить и упростить процесс разработки компьютерных моделей компонентов;

7) универсальная система схемного моделирования МАРС и генераторы моделей компонентов предоставляют возможность реализации оперативного отраслевого переноса -методологии схемного моделирования в предметные области, допускающие декомпозицию исследуемого объекта либо процесса на компоненты и использующие схемные языки для их описания.

Внедрение и реализация результатов работы. ПСМ ЭТУС внедрены в научно-исследовательских институтах, проектных организациях и вузах, где они используются при проведении НИР и в учебном процессе:

-Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники при разработке ПСМ ЭТУС и исследовании ЭТУС;

- Федеральном государственном научном учреждении «Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики» (г. Томск) для моделирования систем бесперебойного электропитания и электроприводов;

- НИИ электронных систем ЗАО «ЭлеСи» (г. Томск) для исследования асинхронного электропривода;

- ОАО «Иркутскэнерго» (г. Иркутск) для моделирования электроэнергетических систем;

- ООО «Инвертор» (г. Томск) для исследования систем электропитания и электропривода;

- ООО «Производственно-технологическая компания "Трансэлектро"» (г. Томск) для моделирования электроинструмента ударного действия;

- Инженерно-консультационном центре ООО «Тепромес» (г. Томск) для моделирования ЭТУС при проектировании и экспертизе строительных и дорожных машин;

-Томском государственном архитектурно-строительном университете для моделирования строительных и дорожных машин.

ПСМ ЭТУС использовались при проектировании ряда разработанных и переданных в эксплуатацию ЭТУС:

- систем бесперебойного электропитания средств связи для Норильского горно-металлургического комбината (г. Норильск);

- систем бесперебойного электропитания для Кузнецкого металлургического комбината (г. Новокузнецк);

-электропривода постоянного тока для Государственной районной электростанции (г. Назарово);

- систем бесперебойного электропитания для Томского областного центра телекоммуникаций;

- систем бесперебойного электропитания для муниципального лечебно-профилактического учреждения «Городская детская клиническая больница № 4» (г. Новокузнецк).

Достоверность результатов- подтверждается строгими математическими выводами, сравнением с результатами моделирования, полученными с использованием систем Matlab/Simulink 6.5, Mathcad 2000, Mathematica 4.0, Electronics Workbench 5.12, и данными натурных экспериментов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 2-й областной научнопрактической конференции "Современные техника и технологии" (Томск,

1996), "Образовательный стандарт вуза. Совершенствование содержания технологий учебного процесса" (Томск, 1997), научно-методической конференции "Дистанционное образование. Состояние, проблемы, перспективы" (Томск,

1997), Международной научно-практической конференции "Технический университет: дистанционное инженерное образование" (Томск, 1998), Международном симпозиуме СИБКОНВЕРС'99 (Томск, 1999); Международной научно-технической конференции "Информационные системы и технологии (ИСТ'2000)" (Новосибирск, 2000); XVI научно-технической конференции "Электронные и электромеханические системы и устройства" (Томск, 2000); 3-й Международной (14-й Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу "АЭП-2001" (Нижний Новгород, 2001); Международной научно-технической конференции "Электромеханические преобразователи энергии" (Томск, 2001); 2-й Всероссийской научно-технической конференции по проблемам создания перспективной авионики "Авионика-2003" (Томск, 2003); Всероссийской и Международной научно-практических конференциях "Электронные средства и системы управления" (Томск, 2003, 2004); 4-й Международной (15-й Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу "АЭП-2004" (Магнитогорск, 2004); III Всероссийской научно-практической конференции "Автоматизированный электропривод и промышленная электроника (АЭПЭ-2006)" (Новокузнецк, 2006); VI Всероссийской научно-технической конференции "Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике" (Чебоксары, 2006); 7-й Всероссийской научно-технической конференции "Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий" (Улан-Удэ, 2006), X Международной научной конференции "Решетневские чтения" (Красноярск, 2006).

Публикации. Основные результаты исследований изложены в 3 монографиях, 27 статьях в научно-технических журналах и сборниках, из них 13 - в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертаций, 56 трудах и тезисах конференций, 4 учебных пособиях, 5 отчетах о НИР.

Личный вклад. Большинство приведенных в диссертации результатов получены автором лично. Последняя версия ПСМ ЭТУС, реализующая визуальную технологию моделирования, разработана коллективом сотрудников ТУСУРа - канд. техн. наук Т.В. Ганджой, À.H. Кураколовым, канд. техн. наук, доцентом В.М. Зюзьковым, при непосредственном участии автора; руководитель работ - д-р техн. наук, профессор В.М. Дмитриев. Объектная ориентация системы моделирования МАРС-ЭТУ и внедрение ПСМ на предприятиях проводились автором лично.

Вклад автора в работы, опубликованные в соавторстве, состоит в анализе литературных обзоров; определении направлений решения проблемы моделирования ЭТУС; постановке частных задач моделирования и проектирования ЭТУС и их программно-алгоритмической реализации; разработке концептуальных моделей, алгоритмов и компьютерных моделей компонентов ЭТУС, их топологической, математической и геометрической интерпретации и программно-алгоритмической реализации; тестировании алгоритмов и программ и интерпретации полученных результатов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы - 445 страниц, в том числе 59 страниц приложений. Основная часть работы изложена на 386 страницах текста, набранного в редакторе Microsoft Word 97 (размер шрифта - 14 пунктов, междустрочный интервал - 1,4 пункта, 30 строк на странице), из них 43 страницы рисунков (107 рисунков) и 6 страниц таблиц (10 таблиц), 33 страницы списка использованных источников (341 наименование).

выход ветствуют ярмам и шунтам броневого магнитопровода, компоненты линейные сопротивления 5 - воздушным зазорам

Рис. 3.5. Примеры КЦ ЭМЭ: однофазного двухобмоточ-ного трансформатора (а, б), КЦ шунт-трансформатора (е)

3.3. Исследование способов моделирования цифровых и аналогоцифровых устройств

Цифровые и аналого-цифровые устройства являются элементной базой устройств управления силовыми преобразователями. В работах [6, 102, 107, 124] развивался информационный подход к моделированию цифровых устройств (ЦУ), предполагающий:

- реализацию двоичного логического моделирования ЦУ [4];

- использование языка принципиальных электрических схем для формализованного представления ЦУ;

- использование языка структурных схем при формировании входных сигналов ЦУ;

- реализацию логического моделирования без изменения типового процесса формирования и решения модели КЦ.

Последнее требование связано с общей направленностью выполняемых работ на решение задачи многоуровневого моделирования ЭТУС, в которых ЦУ моделируются совместно с непрерывной силовой частью УСЭ.

Простейшими ЦУ являются устройства комбинационного типа, выходные сигналы которых в любой момент времени однозначно определяются значениями входных сигналов в тот же момент времени. К более сложным ЦУ относятся последовательностные устройства, обладающие памятью. Их выходные сигналы в течение текущего такта определяются значениями входных сигналов в течение этого и предыдущих тактов. Математические модели ЦУ, осуществляющих логические преобразования в координатах вход-выход, описываются логическими уравнениями *вы*=/л(*вхЬ-*вх2, *вх„вх)>./=1^вых (3-8) для цифровых элементов комбинационного типа и

Хвых/ -/л (ХвхЬ Хвх2> Хвхпвх ' ^-выху )' (3-9) для ЦУ последовательностного типа, где л: ,пвых- выходные сигналы; хвхі, і=\,пВЬІК - входные сигналы, х~ы>д- - состояние ЦУ в предыдущий момент времени.

- Модели ЦУ обладают спецификой математического и топологического аспектов. Особенность математического аспекта связана с логическим типом вход-выходных переменных ЦУ и логическим типом функции, реализуемой ЦУ. Особенность топологического аспекта заключается в векторном типе вход-выходных связей некоторых ЦУ (сумматоров, компараторов, запоминающих устройств, регистров). Решение задачи информационного моделирования ЦУ потребовало исследования способов реализации математических моделей (3.8) и (3.9).

Математическая модель компонента в методе КЦ - это уравнение либо система уравнений относительно вещественных переменных і= 1, пъх + пвых, действующих на связях компонентов. Задача обеспечения инвариантности методов формирования и решения модели КЦ для логического моделирования ЦУ может быть решена путем приведения модели ЦУ к стандартному типу модели компонента. В настоящей работе это обеспечивается введением алгебраических аналогий для логических переменных и базовых логических функций.

Для переменных связей логических элементов выбраны аналогии: = 1 -уровень логической единицы, Уг = 0 - уровень логического нуля. Выбор аналогий математических моделей производился в классе линейных и нелинейных моделей компонентов. Естественный подход к выбору алгебраического аналога логической математической модели ЦУ связан с представлением математических моделей (3.8) и (3.9) в виде линейного уравнения относительно переменной выходной связи компонента с переменной правой частью, реализующей логическую функцию/^, вида выху ~ -^л (-^Л (ГвхОЛ (^вх2 )'•■■> -^л К) Л (^вых/ ) 11' где - функция преобразования логической переменной в вещественную; - обратное преобразование вещественной переменной в логическую.

Реализация данного подхода связана с выполнением в модели компонента дополнительных операций, таких как преобразование вещественных значений входных переменных связей в логические, вычисление булевой функции /л относительно преобразованных в логические вещественных переменных входных связей и обратное преобразование результата в вещественную переменную, значение которой и является правой частью линейного уравнения модели компонента и значением переменной выходной связи. Предложенный способ алгебраизации логических уравнений показал свою работоспособность при моделировании ЦУ как комбинационного, так и по-следовательностного типа, имеющих формализованное представление в виде КЦ без обратных связей. Однако, компьютерные модели ЦУ с обратными связями, а также УСЭ (управляемых инверторов напряжения) оказались неадекватными. Действительно, решение линеаризованной (методом Ньютона) и алгебраизованной (методами Эйлера, трапеций и т.п.) модели КЦ осуществляется методами линейной алгебры. В процессе решения значение переменной выходной связи логического элемента на /-ом шаге решения вычисляется через значения переменных входных связей на предыдущем (/- 1)-ом шаге: х (о) = /з (ГВХ1 ),У«2 (',-1 Ут (*,,)) .

Поэтому при изменении входных переменных связей может возникнуть ошибка в расчете выходной переменной. Погрешности в области фронтов сигналов управления не являются существенными при автономном моделировании ЦУ, а при моделировании ЦУ в составе силовых преобразователей с импульсным регулированием могут приводить к неверному решению.

Второй исследованный подход заключался в выборе алгебраической функции /,*, позволяющей при установленной выше аналогии переменных связей описать логику функционирования элемента/, в классе алгебраических функций/,* относительно всех вход-выходных переменных связей (табл. 3.4). Предложенный способ алгебраизации оказался пригодным при моделировании КЦ с обратными связями. Следующий этап разработки компьютерных моделей компонентов ЦУ предполагает оптимизацию моделей компонентов за счет упрощения математических моделей /л* цифровых элементов. В качестве окончательного варианта выбраны алгебро-логические модели в виде линейного уравнения относительно вход-выходных переменных для компонента Пив форме нелинейных уравнений относительно выходной переменной для компонентов ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ, 2И-ИЛИ-НЕ (см. табл. 3.4). В зависимости от решаемой задачи моделирование ЦУ может быть выполнено в режиме статического анализа в случае постоянных входных воздействий либо в режиме динамического анализа при изменяющихся входных сигналах.

Подход к моделированию аналого-цифровых устройств, базирующийся на использовании их макромоделей, развивался в работах [6, 124], где представлен базовый набор компонентов, предназначенный для создания схем замещения аналого-цифровых устройств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа является обобщением научных исследований и программно-алгоритмических разработок, направленных на решение крупной научно-технической проблемы, имеющей важное народно-хозяйственное значение и заключающейся в развитии теоретических и программно-алгоритмических основ схемного и аналитического моделирования ЭТУ С неоднородной физической природы на базе устройств силовой электроники, ориентированных на использование новых информационных технологий проведения вычислительного эксперимента. Решение сформулированной проблемы основано на следующих основных результатах, имеющих самостоятельное научное и практическое значение.

1. Проведен углубленный анализ процесса моделирования ЭТУ С, выявлены особенности ЭТУС как объекта моделирования и комплекс задач их анализа, что позволило сформулировать требования к программным средствам и методам моделирования.

2. Разработана методология моделирования ЭТУС, включающая:

- метод компонентных цепей как единую теоретическую основу схемного и аналитического моделирования;

- приемы построения моделей ЭТУС в форме КЦ;

- приемы построения моделей компонентов;

- программные средства схемного и аналитического моделирования;

- программные средства разработки компьютерных моделей новых компонентов.

Данная методология обеспечивает эффективное решение задач исследования процесса функционирования ЭТУС неоднородной физической природы на базе устройств силовой электроники.

3. Впервые схемное и аналитическое моделирование ЭТУС, в том числе физический и информационный подходы в схемном моделировании, реализовано на единой методической и программно-алгоритмической основе в форме метода компонентных цепей, что позволило повысить уровень системности при исследовании ЭТУС, сократить номенклатуру программных средств, используемых при моделировании, и обеспечить адаптивность процесса моделирования за счет применения аналитического способа описания моделей компонентов пользователя в рамках задач схемного моделирования.

4. Произведено развитие понятийно-определительного аппарата метода компонентных цепей, что обеспечило учет в моделях физических, топологических и математических особенностей ЭТУС как объекта моделирования и конструкторского и поведенческого аспектов процесса моделирования. Разработаны принципы взаимодействия пользователя со схемной моделью ЭТУС и вычислительным ядром ПСМ, что позволило реализовать процесс моделирования ЭТУС в форме визуального вычислительного эксперимента и повысить информативность процесса моделирования.

5. Разработаны способы формализованного представления моделей компонентов и основных классов ЭТУС (электронных аналоговых, цифровых и аналого-цифровых устройств, электромагнитных элементов, электромеханических систем, систем автоматического управления и программных средств) в виде КЦ для схемного моделирования. Данные способы представления обеспечивают адекватное отражение в моделях ЭТУС физической сущности протекающих в них процессов и являются удобными для пользователя за счет близости к общепринятому языку схем (принципиальных, структурных, схем алгоритмов).

6. Разработаны алгоритмы формирования и решения модели КЦ в рамках визуального вычислительного эксперимента; моделирования нелинейных и импульсных систем автоматического управления в частотной области, формирования КЦ математических выражений, что обеспечило расширение предметной области исследований в рамках МКЦ; алгоритмы формирования модели КЦ с учетом типа компонентных уравнений, что позволило повысить быстродействие вычислительного эксперимента.

7. Разработанные алгоритмы моделирования реализованы практически в виде системы схемного моделирования МАРС-ЭТУ и системы автоматизации математических вычислений «Макрокалькулятор», обеспечивающих решение задач имитационного и аналитического моделирования ЭТУ С. Данные системы обладают широким спектром функциональных возможностей, высоким быстродействием и точностью, надежны и удобны в использовании, их применение эффективно при решении задач исследования ЭТУС в рамках НИР, ОКР и в процессе обучения.

8. Исследован процесс разработки моделей компонентов, и реализованы программные средства генерации компьютерных моделей, в том числе условных графических обозначений и моделей функционирования, что позволило существенно упростить процесс их разработки. Это обеспечивает оперативный перенос методологии моделирования в другие предметные области, использующие для исследования объектов и процессов методы и процедуры схемного моделирования (например, машиностроение, экологию, химию).

Представленные результаты свидетельствуют о том, что поставленные задачи решены, а цель достигнута. Разработанные ПСМ ЭТУС обеспечивают решение проблемы моделирования ЭТУС, имеющей важное народно-хозяйственное значение, а разработанная методология моделирования обладает возможностью оперативного отраслевого переноса технологии моделирования, что способствует повышению научного потенциала страны и решению задачи импортозамещения.

Рекомендации. ПСМ ЭТУС могут быть рекомендованы к использованию на предприятиях, занимающихся разработкой, эксплуатацией и экспертизой ЭТУС, а также в учебных заведениях различного уровня как средство организации компьютерных лабораторных и расчетно-графических работ в рамках дисциплин направлений 654100 «Электроника и микроэлектроника», 654200 «Радиотехника», 654400 «Телекоммуникации» и т. п., предмет изучения которых включает ЭТУС как неотъемлемую составную часть, что подтверждается актами внедрения.

Перспективы. Дальнейшее развитие исследований связывается с наполнением вычислительного ядра системы схемного моделирования численными

354 методами решения дифференциальных уравнений и совершенствованием алгоритмов и программ графического представления результатов моделирования с целью повышения быстродействия вычислительного эксперимента; разработкой средств алгоритмизации и программирования в рамках системы автоматизации математических вычислений; развитием аспекта внешнего вида моделей компонентов и переходом к решению задач конструкторского проектирования.

1. Аветисян Д.А. Автоматизация проектирования электрических систем. М.: Высш. шк., 1998. - 331 с.

2. Аветисян Д.А. Основы автоматизированного проектирования электромеханических преобразователей. М.: Высш. шк., 1988. - 271 с.

3. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств / О.В. Алексеев, A.A. Головков, И.Ю. Пивоваров и др.; Под ред. О.В. Алексеева. М.: Высш. шк., 2000. - 479 с.

4. Автоматизация схемотехнического проектирования / В.Н. Ильин, В.Т. Фролкин, А.И. Бутко и др.; Под ред. В.Н. Ильина. М.: Радио и связь,1987.-368 с.

5. Автоматизация функционального проектирования электромеханических систем и устройств преобразовательной техники / В.М. Дмитриев, Т.Н. Зайчен-ко, А.Г. Гарганеев, Ю.А. Шурыгин. Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 2000. -292 с.

6. Автоматизированное моделирование промышленных роботов: метод, указания / В.М. Дмитриев, Т.Н. Зайченко, В.А. Игнатьев, О.Д. Егоров. М.: Мосстанкин, 1988 - 50 с.

7. Автоматизированное проектирование силовых электронных схем / В .Я. Жуйков, В.Е. Сучик, П. Д. Андриенко, М.А. Еременко. К.: Тэхника,1988,- 184 с.

8. Автоматизированное проектирование следящих приводов и их элементов/ А.Ф. Казмиренко, М.В. Баранов, Ю.В. Илюхин и др.; Под. ред. В.Ф. Каз-миренко. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 240 с.

9. Автоматизированное проектирование цифровых устройств / С.С. Бадулин, Ю.М. Барнаулов, В.А. Бердышев и др.; Под ред. С.С. Бадулина. М.: Радио и связь, 1981. - 240 с.

10. И.Азаров А.Г., Гарганеев А.Г., Зайчеико Т.Н. Автоматизированное исследование электропривода и систем электропитания // Сб. тр. НПЦ «Полюс».- Томск: б.и., 2001. С. 445-452.

11. Алексеев В.П., Коблов H.H., Хрулев Г.М. Современные технологии автоматизации конструкторского проектирования РЭА специального назначения. Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН. - 134 с.

12. Алексенко А.Г., Галицын A.A., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах: Программирование, типовые решения, методы отладки. М.: Радио и связь, 1984 - 272 с.

13. Анализ и оптимальный синтез на ЭВМ систем управления. Под ред.

14. A.A. Воронова, И.А. Орурка. М.: Наука, 1984. - 343 с.

15. Анализ и синтез систем управления / Д.Х. Имаев, 3. Ковальски,

16. B.Б. Яковлев и др. Санкт-Петербург, Гданьск, Сургут, Томск, 1998. - 174 с.

17. Ананин В.Г., Зайченко Т.Н. Автоматизация функционального моделирования строительных и дорожных машин (СДМ) // Вестник ТГАСУ. -2000, №1,-С. 275-290.

18. Антамошкин А.Н., Соустин Б.П., Воловик М.А. Автоматизация проектирования систем управления. Красноярск: 1995. - 61 с.

19. Арайс Е.А., Дмитриев В.М. Автоматизация моделирования многосвязных механических систем. М.: Машиностроение, 1987. -240 с.

20. Арайс Е.А., Дмитриев В.М. Автоматизация моделирования электромеханических систем // Электромеханика. 1985. - № 12. - С. 68-76.

21. Арайс Е.А., Дмитриев В.М. Моделирование неоднородных цепей и систем на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1982. - 160 с.

22. Армстронг Дж. Р. Моделирование цифровых систем на языке VHDL: Пер. с англ. М.: Мир, 1992. 175 с.

23. Балабаев В.В. Комплекс программ для моделирования электроприводов // Тез. докл. V Всесоюзной науч.-техн. конф. "Проблемы преобразовательной техники". Киев: Ин-т электродинамики АН УССР, 1991. - Ч. II-С. 169-171.

24. Балабаев В.В., Бронов С.А., Пантелеев В.И. Моделирование информационного канала прецизионного электропривода // Тез. докл. XIV науч.-техн. конф., посвященной 40-летию НИПКТИ электромеханики НПО "Полюс". -Томск, 1990.-С. 162-164.

25. Башарин A.B., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ: Учеб. пособие для вузов. Л.: Энергоатом-издат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 512 с.

26. Беспалов В .Я., Мощинский Ю.А., Петров А.П. Динамические показатели трехфазных асинхронных двигателей, включаемых в однофазную сеть // Электротехника. 2000. - № 1. - С. 13-19.

27. Борде Б.И. Основы САПР неоднородных вычислительных устройств и систем: учеб. пособие / Красноярск: Изд-во КГТУ, 1996. 248 с.

28. Бродин В.Б., Шагурин М.И. Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс. М.: Изд-во ЭКОМ, 1999. - 400 с.

29. Бронов С.А., Овсянников В.И., Соустин Б.П. Регулируемые электроприводы переменного тока: научное издание / Красноярск: Изд-во КГТУ, 1998.-272 с.

30. Бурцева А.Б., Аршинова А.И. Подход к параллельному моделированию синхронного генератора // Электротехника. 1997. - № 6. - С. 20-26.

31. Бутырин С.А. Моделирование процессов, управляемых событиями, в системе ДИНАМИКА// Программные продукты и системы. 2000. - № 3. - С. 9-13.

32. Буч Г., Рамбо Д., Джекобсон А. Язык UML. Руководство пользователя. М.: ДМК, 2000. - 432 с.

33. Вальвачев А.Н. Графическое программирование на языке Паскаль: Справ, пособие. Мн.: Выш. шк., 1992. - 143 с.

34. Васильев В.А. Принципы построения моделей измерительных приборов и систем // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2003.-№6.-С. 40-45.

35. Васильев В.А., Гутарц Г.С., Шверк Г.А. Средства САПР для разработки электроприводов // Автоматизированный электропривод / Под ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. М.: Энергоатомиздат, 1990. - С. 45-53.

36. Вендров A.M. Проектирование программного обеспечения экономических и информационных систем. М.: Финансы и статистика, 2000. - 352 с.

37. Вершинин И.М. Электротехника и электроника: лабораторный практикум. Томск: UFO-press, 2000. - 94 с

38. Вилячкин Л.В., Галишников Ю.П. Компьютерная модель асинхронного вентильного каскада // Электротехника. 1997. - № 9. - С. 40-45.

39. Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы. М.: Мир, 1985.-406 с.

40. Владимирова Е.С. Синтез фаззи-регулятора для позиционных и следящих электроприводов // Электротехника. 2000. - № 9. - С. 9-14.

41. Влах И., Сингхал К. Машинные методы анализа и проектирования электронных схем: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988. - 560 с.

42. Водовозов В.М., Иванова Е.А. Компьютерные системы моделирования электроприводов // Электротехника. 1996. - № 7. - С. 48-51.

43. Войнова Т.В. Математическая модель для исследования трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором как объекта регулирования и для прямого процессорного управления // Электротехника. 1998. -№ 6.-С. 51-61.

44. Войнова Т.В. Программные средства для моделирования трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором как объекта регулирования // Электротехника. 1998. - № 12. - С. 23-27.

45. Воробьев Е.М. Введение в систему "Математика". М.: Финансы и статистика, 1998. - 262 с.

46. Галашкина J1. 2001: интеграция проектирования в С41)ф-Элект-ротехника // САПР и графика. 2001. - № 5. - С. 12-17.

47. Гарганеев А.Г. Особенности питания электрических машин переменного тока от автономного инвертора/ Тр. 4-й Междунар. конф. по электротехнике, электромеханике и электротехнологии «МКЭЭ-2000».

48. Москва: Изд-во ин-та электротехники МЭИ (ТУ), 2000. С. 342 - 343.

49. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. СПб.: КОРОНАпринт, 2001. - 320 с.

50. Горитов А.Н., Дмитриев В.М. Анализ управляемых механических систем с геометрической интерпретацией рабочего пространства. Геометрический и кинематический анализ. Томск: Томе. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 1998. - 120 с.

51. Горитов А.Н., Кориков A.M. Автоматизированное моделирование управляемых механических систем // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2001. - № 3. - С. 12-16.

52. ГОСТ 28195-89. Оценка качества программных средств, Общие положения.

53. ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93. Информационная технология. Оценка программной продукции. Характеристики качества и руководства по их применению.

54. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения.

55. Грис Д. Конструирование компиляторов для цифровых вычислительных машин. М.: Мир, 1975. - 544 с.

56. Давидян Ж.Д. Динамические и переходные режимы при импульсном пуске синхронных двигателей // Электротехника. 1998. - № 8. - С. 52-57.

57. Демирчян К.С., Бутырин П.А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей. -М.: Высшая школа, 1988.-335 с.

58. Дмитриев В.М., Арайс JI.A., Шутенков A.B. Автоматизация моделирования промышленных роботов. М.: Машиностроение, 1995. - 304 с.

59. Дмитриев В.М., Дмитриев И.В., Шутенков A.B. Автоматизированный учебно-лабораторный комплекс для обучения студентов технических специальностей. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. - 151 с.

60. Дмитриев В.М., Зайченко Т.Н. Автоматизированное рабочее место электромеханика // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов: сб. ст. Вып. 2 / под ред. Ю.А.Шурыгина. Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 1998. - С. 77-84.

61. Дмитриев В.М., Зайченко Т.Н. Мы хотим, чтобы Ваш компьютер проектировал сам // Наука-производству. 1999. - № 7 (20). - С. 5-8.

62. Дмитриев В.М., Зайченко Т.Н. Принципы построения и программная реализация учебно-исследовательских лабораторий электронного университета.- Открытое и дистанционное образование. 2000. - № 1-20. - С. 28-36.

63. Дмитриев В.М., Зайченко Т.Н., Гарганеев А.Г. Моделирование статических и электромеханических преобразовательных устройств в системе МАРС // Изв. Вузов Приборостроение. 2001. - № 8. - С. 43-49.

64. Дмитриев В.М., Зайченко Т.Н., Гельфман Б.Ш. Комплексное моделирование адаптивных промышленных роботов на ЭВМ // Том. ун-т Томск, 1988.-32 е.-Деп. в ВИНИТИ 04.04.88, № 2577-В88.

65. Дмитриев В.М., Шутенков A.B. Цепное представление моделей схем и систем // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов: сб. ст. Вып. 2 / под ред. Ю.А.Шурыгина. Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 1998. - С. 86-94.

66. Дмитриев В.М., Шутенков A.B., Ганджа Т.В. Архитектура универсального вычислительного ядра для реализации виртуальных лабораторий // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. - № 2. -С. 24-28.

67. Дунаевский С .Я., Крылов O.A., Мазия JI.B. Моделирование элементов электромеханических систем. М.: Энергия, 1971. - 287 с.

68. Дьяконов В.П. Simulink 4. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002.-528 с.

69. Егоров В.Н., Корженевский-Яковлев О.В. Цифровое моделирование систем электропривода. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ие, 1986. -168 с.

70. Ерошкин М.А., Ганджа Т.В. Язык представления математических выражений для реализации редактора Макрокалькулятора // Компьютерные технологии в образовании: сб. ст. Вып. 2. / под ред. В.М. Дмитриева. Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 2004. - с. 23 - 28.

71. Жданкин В. Вторичные источники электропитания фирмы Interpoint // Современные технологии автоматизации. 1997. - № 4. - С. 6-15.

72. Жук Д.М., Маничев В.Б., Папсуев А.Ю. Обобщенный метод моделирования динамики технических систем // Информационные технологии. -2004. — № 8. С. 6-14.

73. Завадский В.А. Компьютерная электроника, К.: ВЕК, 1996. - 368 с.

74. Зайченко Т.Н. Автоматизация моделирования линейных непрерывных САУ в системе МАРС // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. - № 9. - С. 1-7.

75. Зайченко Т.Н. Автоматизация моделирования электромагнитных элементов в системе МАРС // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2005. -№ 5. - С. 1-7.

76. Зайченко Т.Н. Автоматизация схемотехнического моделирования электрических машин в системе МАРС // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. - № 11. - С. 1-9.

77. Зайченко Т.Н. Автоматизированное моделирование систем очувствления адаптивных роботов: Дис. . канд. техн. наук.: 05.13.16 / Том. гос. ун-т Томск, 1992.- 235 с.

78. Зайченко Т.Н. Автоматизированное моделирование электромеханических устройств в системе МАРС // Proceedings of the 2nd International

79. Workshop on Computer Science and Information technologies (CSIT'2000), Ufa, 2000. Vol. 2. Ufa\ Ufa State Aviation Technical University, 2000,- P. 347-358.

80. Зайченко Т.Н. Информационно-вычислительный комплекс АРМ электромеханика // Междунар. науч.-техн. конф. "Информационные системы и технологии ИСТ'2000". Т. 1. Новосибирск: Новосиб. гос. техн. ун-т, 2000. -С. 173-178.

81. Зайченко Т.Н. Информационное моделирование цифровых устройств в системе МАРС // Вестник Томского государственного педагогического университета. Сер. Естественные и точные науки (Информационные технологии). 2005. - № 7 (51). - С. 84-90.

82. Зайченко Т.Н. Моделирование робота ГЛАЗ-РУКА с управлением по вектору скорости // Производственно-технический опыт. 1990. - № 11.-С.83-88.

83. Зайченко Т.Н. Объектная ориентация универсального метода компонентных цепей для решения задач моделирования электротехнических устройств и систем// Информационные технологии. 2006. - № 1. - С. 18-26.

84. Зайченко Т.Н. Программное обеспечение универсального автоматизированного рабочего места студента и преподавателя // Компьютерные технологии в образовании: сб. ст. Вып. 1 / под ред. В.М. Дмитриева. Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 2001. - С. 125-130.

85. Зайченко Т.Н. Схемотехническое моделирование электротехнических устройств в задачах исследования и обучения // Известия вузов. Физика. Приложение. 2006. - Т. 49. - № 9. - С. 196-201.

86. Зайченко Т.Н. Решение задач динамики электромеханических систем в среде автоматизированного моделирования МАРС // Изв. Том. политехи, ун-та. 2005. Т. 308. - № 4. - С. 147-153.

87. Зайченко Т.Н. Структурное моделирование электротехнических устройств в системе МАРС // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2005. - № 10. - С. 1-9.

88. Зайченко Т.Н. Физико-информационное моделирование полупроводниковых преобразователей в системе МАРС // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2005. - № 9. - С. 5-13.

89. Зайченко Т.Н. Электропитание и элементы электромеханики: Учебное пособие. Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2001. - 247 с.

90. Зайченко Т.Н. Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств: Учебное пособие. Ч. 1. ЭПУ параметров электрической энергии. Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003. - 177 с.

91. Зайченко Т.Н. Электропреобразовательные устройства радиоэлектронных средств: учеб. пособие. Ч. 2. ЭПУ параметров электрической энергии и методы проектирования ЭПУ РЭС. Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003. - 139 с.

92. Зайченко Т.Н., Ганджа Т.В. Виртуальная учебная лаборатория по курсу "Теория автоматического управления" // Компьютерные технологии в образовании: сб. ст. Вып. 2 / под ред. В.М. Дмитриева. Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 2004. - С. 79-87.

93. Института оптики атмосферы СО РАН, 2003. С. 234-235.

94. Зайченко Т.Н., Фикс Н.П. Моделирование аналого-цифровых устройств в системе МАРС // Аппаратно-программные средства автоматизации технологических процессов: сб. ст. Вып. 3 / под ред. Ю.А. Шурыгина.-Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 2000. С. 45-50.

95. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: учеб. пособие.- Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 2003. 664 с.

96. Зюзьков В.М. Лямбда-трак язык компьютерной алгебры, система математических вычислений и макропроцессор // Программирование. - 1992.- № 1. С. 49-57.

97. Иванов-Смоленский A.B., Кузнецов В.А. Универсальный численный метод моделирования электрических преобразователей и систем // Электричество. 2000. - № 7. - С. 24-33.

98. Иванов-Цыганов А.И. Электротехнические устройства радиосистем.- М.: Высш. шк., 1979. 304 с.

99. Изделия электронной техники: Справочник / О.П. Лебедев и др. -М.: Радио и связь, 1994. 248 с.

100. Иркашов Ф. CADElectro-2001 год // САПР и графика. -2001. № 5. -С. 23-25.

101. Использование Delphi 3. Специальное издание / Т. Миллер, Д. Пауэл, Р. Бучероу и др.: пер. с англ. К.: Диалектика, 1997.- 768 с.

102. Использование виртуальных инструментов LabVIEW/ Ф.П. Жарков,

103. B.B. Каратаев, В.Ф. Никифоров и др.; Под ред. К.С. Демирчяна и В.Г. Миронова. М.: Солон-Р, Радио и связь, Горячая линия-Телеком, 1999. - 268 с.

104. Казанцев Ю.М. Автоматизированное проектирование электронных устройств. Томск: Изд-во Томск, политехи, ун-та, 1999. - 88 с.

105. Казанцев Ю.М., Лекарев А.Ф. Разработка модели и синтез регулятора бесконтактного электропривода // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2003. - № 6. -С. 22-25.

106. Калабеков Б.А., Лапидус В.Ю., Малафеев В.М. Методы автоматизированного расчета электронных схем в технике связи. М. : Радио и связь, 1990.-272 с.

107. Каменев М.А. Автоматизированное проектирование электротехнического комплекса с микропроцессорными средствами управления // Автоматизированный электропривод: сб. ст. / под ред. Н.Ф. Ильинского, М.Г. Юнькова. -М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 38-45.

108. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. М.: Солон-Р, 2000. - 506 с.

109. Карпов Е.А., Марунчак Л.В., Рядинских A.C. Синтез нелинейных преобразователей. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 136 с.

110. Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высш. шк., 1990. -463 с.

111. Клушин Г.М. Состояние и тенденции развития полупроводниковых источников питания кинотехники// Техника кино и телевидения. 1992. -№ 10.-С. 39-44.

112. Ключев В.И. Теория электропривода. -М.: Энергоатомиздат, 1985. -560 с.

113. Колганов А.Р., Таланов В.В. Компьютерный комплекс имитационного моделирования динамических систем: практ. пособие / Иваново: Изд-во Иван. гос. энерг. ун-та, 1997. 76 с.

114. Компьютерный лабораторный практикум по курсу "Теоретические основы электротехники" / В.М. Дмитриев, A.B. Шутенков, Н.В. Кобрина, Т.Н. Зайченко, Х.З. Вахитова. Томск: Томе. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 1997. - 110 с.

115. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин: учеб. для вузов.- М.: Высш. шк., 2001.- 327 с.

116. Копылов И.П. Применение вычислительных машин в инженерно-экономических расчетах (электрические машины). М.: Высш. шк., 1980. -256 с.

117. Крутько П.Д., Максимов А.И., Скворцов JIM. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем. М.: Радио и связь, 1988. -306 с.

118. Кумунжиев К.В., Кузьмин Н.И., Никитин Ю.В. Интеллектуальный интерфейс электромеханика: учеб. пособие. Уфа: Изд-во УАИ, 1984. -100 с.

119. Кураколов А.Н. Работа в среде моделирования «МАРС» // Компьютерные технологии в образовании: сб. ст. Вып. 3 / под ред. В.М. Дмитриева. -Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 2004. С. 93-103.

120. Лебедев Ю.М. Теория автоматического управления. Руководство к лабораторным работам для студентов по специальности 200400. Томск: Томский гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2003. - 36 с.

121. Левицкий В., Колодницкий Н. Обзор основных программных средств для моделирования математических задач // САПР и графика. 1999. -№ 10.-С. 56-65.

122. Ловчиков А.Н. Системы электроснабжения активных космических аппаратов: Дис. . докт. техн. наук.: 05.09.03 / Красноярский гос. техн. ун-т, Сибирская аэрокосмическая академия. Красноярск, 1994. - 301 с.

123. Леоненков А. Самоучитель UML СПб.: БХВ-Петербург, 2001. -304 с.

124. Луковников В.И., Захаренко С.И., Рожков А.И. Опыт применения комплексной тиристорной станции ТСУ-2 для управления пуском асинхронных электроприводов турбомеханизмов // Электротехника. 2000. - № 6. - С. 56-69.

125. Мазурин А. Совместный семинар ведущих российских разработчиков САПР // САПР и графика. 2000. - № 8. - С. 37-47.

126. Макаров Л.Н., Мартынов В.А., Попов В.И. Моделирование электромагнитных процессов трехфазных асинхронных двухскоростных лифтовых двигателей серии RA II Электротехника. 1999. - № 9. - С. 39-43.

127. Мамедов Ф.А., Заводянская Е.А., Курилин С.П. Тенденции развития графических средств электромеханики // Изв. вузов. Электромеханика 2003. -№4.-с. 15-18.

128. Маничев В.Б. Новые алгоритмы для программ анализа динамики технических систем // Вестник МГТУ. Сер. Приборостроение. 1996. - №. 1. -С. 48-50.

129. Миронов В.Г. Синтез электрических и электронных цепей: состояние и проблемы // Электричество. 2000. - № 7. - С. 45-50.

130. Мирошников А.Н., Румянцев С.Н. Моделирование систем управления технических средств транспорта. СПб.: "Элмор", 1999. - 224 с.

131. Многофункциональная система автоматизации моделирования промышленных роботов: учеб. пособие / В.М. Дмитриев, В.А. Игнатьев, О.Д. Егоров, Т.Н. Зайченко. М.: Изд-во МПИ, 1989. - 87 с.

132. Моделирование и оптимизация на ЭВМ радиоэлектронных устройств / З.М. Бененсон, М.Р. Елистратов, Л.К. Ильин и др.; Под ред. З.М. Бе-ненсона. М.: Радио и связь, 1981. - 272 с.

133. Моделирование и основы автоматизированного проектированияприводов: учеб. пособие для студ. втузов / В.Г. Стеблецов, A.B. Сергеев,

134. B.Д. Новиков, О.Г. Камладзе. М.: Машиностроение, 1989. - 224 с.

135. Моделирование много двигательного линейного асинхронного электропривода конвейерного поезда / И.В. Черных, Ф.Н. Сарапулов,

136. C.B. Карась и др. // Электротехника. 2000. - № 8. - С. 40-42.

137. Москаленко В.В. Электрический привод. М.: Мастерство: Высшая школа, 2000. - 368 с.

138. Мощинский Ю.А. Петров А.П. Анализ схем включений трехфазного двигателя при питании от однофазной сети // Электротехника. 1999. - № 9. -С. 47-53.

139. Мощинский Ю.А. Петров А.П. Оптимизация динамических режимов работы асинхронного конденсаторного двигателя с регулируемой емкостью // Электротехника. 2000. - № 8. - С. 55-58.

140. Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск: МП "РАСКО", 1991.-272 с.

141. Муравьев В. Новая жизнь программы для автоматизированного проектирования электрооборудования CADElectro II САПР и графика.- 2001. -№ 10.-С. 98-100.

142. Мухин О.И. Компьютерная инструментальная среда "Слоистая машина". Пермь: Изд-во ППИ, 1991. - 122 с.

143. Мухин О.И. Универсальная инструментальная среда "Stratum Computer" программный продукт нового поколения // Проблемы информатизации высшей школы (Бюллетень Госкомвуза РФ). - М.: ГосНИИ СИ, 1995. -№.2. -С. 10-1-10-4.

144. Назимко А.И. Программный комплекс поддержки проектных работ по системе электроснабжения "АССА" // Тез. докл. XVI науч.-техн. конф. "Электронные и электромеханические системы и устройства". Томск: НПЦ1. Полюс", 2000. С. 12-14.

145. Непейвода H.H., Скопин И.Н. Основания программирования. -Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 868 с.

146. Николаева И., Панченко В. Приложения КОМПАС в проектировании электротехнических устройств // САПР и графика. 2000. - № 3. - С. 7-9.

147. Новиков H.H., Шутько В.Ф. Математическая модель для анализа динамических режимов машинно-вентильных систем //- Электротехника. -1998.-№8.-С. 35-38.

148. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1986. - 304 с.

149. Норенков И.П. Средства автоматизированного проектирования на выставке COMTEK"2001 // Вестник МГТУ, сер. Приборостроение. 2001. -№ 3 (44). - С. 120-126.

150. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. М.: Высш. шк., 1990. - 335 с.

151. Норенков И.П., Маничев В.Б. Системы автоматизированного проектирования электронной и вычислительной аппаратуры. М.: Высш. шк., 1983.-272 с.

152. Нуждин В.Н. Автоматизация проектирования и исследования электроприводов. Ч. 2. Автоматизация моделирования: учеб. пособие-Иваново: Изд-во ИГУ, 1979,- 95 с.

153. Нуждин В.Н., Колганов А.Р., Дурдин М.Ю. Компьютернаятехнология функционального проектирования электропривода // Электротехника. 1993. - № 7. - С. 22-23.

154. Обобщенная электромеханическая система / И.П. Копылов, Ю.П. Сонин, И.В. Гуляев и др. // Электротехника. 1995. - № 2. - С. 2-4.

155. Общая концепция и принципы реализации интерактивной графической среды для расчета параметров сложных энергетических сетей / И.Е. Наумкин, A.A. Челазнов, Д.А. Шкуропацкий и др. // Вычислительные технологии. 1988. - Т. 3. - № 3. - С. 35-47.

156. Пантелеев В.И. Методы исследования точных электромеханических следящих систем // Вестник Красноярского го. техн. ун-та: сб. науч. тр. / под ред. Б.П. Соустина. Красноярск: Изд-во КГТУ 1998. - С. 149-157.

157. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Основы системного анализа. -Томск: Изд-во НТЛ, 1997. 396 с.

158. Переходные процессы в электрических машинах и аппаратах и вопросы их проектирования / О.Д. Гольдберг, О.Б. Буль, И.С. Свириденко, С.П. Хелемская; под ред. О.Д. Гольдберга. -М.: Высш. шк., 2001. 512 с.

159. Петренко А.И. Основы автоматизации проектирования. К.: Техш-ка, 1982.-295 с.

160. Петренко А.И., Власов А.И., Тимченко А.П. Табличные методы моделирования электронных схем на ЭЦВМ. К.: Вища школа, 1977. - 192 с.

161. Петросянц К.О. Математическое моделирование необходимое звено в проектировании электронных компонентов // Изв. вузов. Электроника. -2001,-№5.-С. 15-17.

162. Погребинский А., Павлов А. Сравнительный анализ CAD!СЛМ-систем // САПР и графика. 2000. - № 8. - С. 75-77.

163. Поляков А.Ю., Брусенцев В.А. Методы и алгоритмы компьютернойграфики в примерах на Visual С++. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 560 с.

164. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука. Главная редакция физ.-мат. лит, 1989. - 304 с.

165. Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. -М.: Наука. Главная редакция физ.-мат. лит, 1988. 256 с.

166. Попова Г.Н., Иванов Б.А. Условные обозначения в чертежах и схемах по ЕСКД. Справочное пособие. JL: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1976.-208 с.

167. Применение методов нейронных сетей и генетических алгоритмов в решении задач управления электроприводами / В.Б. Клепиков, С.А. Сергеев, К.В. Махотило и др. // Электротехника. 1999. - № 5. -С. 2-6.

168. Проблемы реализации численно-аналитических методов для задач автоматизации проектирования / Б.В. Бункин, В.Н. Гридин, В.Б. Михайлов и др. // Информационные технологии. 2005. - № 9. - С. 12-19.

169. Программный комплекс для исследования динамики и проектирования технических систем / О.С. Козлов, Д.Е. Кондаков, Л.М. Скворцов и др. // Информационные технологии. 2005. - № 9. - С. 20-25.

170. Проектирование следящих систем с помощью ЭВМ / Под ред. B.C. Медведева. М.: Машиностроение, 1979. - 367 с.

171. Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: в 4 вып. Вып. 1: Общие сведения. Графический ввод схем. М.: Радио и связь, 1992. - 72 с.

172. Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: в 4 вып. Вып. 2: Модели компонентов аналоговых устройств. М.: Радио и связь, 1992. - 64 с.

173. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат Design Center (PSpice). M.: CK Пресс, 1996. - 272 с.

174. Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования Micro-Cap V. M.: Солон, 1997. - 280 с.

175. Рожкова Л.Д., Козулин B.C. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергия, 1980. - 600 с.

176. Секунов Н.Ю. Самоучитель Visual С++ .NET. МПб.: БХВ-Петер-бург, 2002. - 736 с.

177. Силич М.П. Интерфейсы АСОИУ (интерактивные системы). -Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2000.96 с.

178. Система автоматизации моделирования управляемого электропривода / В.М. Дмитриев, Т.Н. Зайченко, В.М. Зюзьков, A.B. Шутенков. Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та, 1997. - 92 с.

179. Система автоматизированного проектирования структурно-сложных технических систем / В.В. Кудрявый, В.Н. Нуждин, А.Г. Салин и др. // Программные продукты и системы. 2001. - № 1. - С. 21-23.

180. Системы автоматизированного проектирования в радиоэлектронике: Справочник / Е.В. Авдеев, А.Т. Еремин, И.П. Норенков, М.И. Песков; под ред. И.П. Норенкова. М.: Радио и связь, 1986. - 368 с.

181. Системы электропитания космических аппаратов / Б.П. Соустин,

182. B.И. Иванчура, А.И. Чернышев, Ш.Н. Исляев. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма, 1994. - 318 с.

183. Скворцов Л.М. Диагонально неявные /^¿-методы Рунге-Кутты для жестких и дифференциально-алгебраических систем // Математическое моделирование. 2002. - т. 14. -№ 2. - С. 3-17.

184. Скворцов Л.М. Явные адаптивные методы численного решения жестких систем // Математическое моделирование. 2000. - Т. 12. - № 12.1. C. 97-107.

185. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высш. шк., 2001.-343 с.

186. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И. Кру-повича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. М.: Энергоиздат, 1982. - 416 с.

187. Справочник по электрическим машинам: в 2-х т. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т. 1. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 456 с.

188. Терехов В.М. Современные способы управления и их применение в электроприводе // Электротехника.- 2000.- № 2.- С. 25-28.

189. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник/ K.M. Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И. Давыдова и др. Под ред. Б.Л. Перельмана-М.: Радио и связь, 1981 656 с.

190. Трушин В. САПР "ЭЛЕКТРИК" + AutoCAD = Электротехнический проект // САПР и графика. -1999. № 6. - С. 10-15.

191. Трушин В. ElectriCS проектируем электрооборудование // САПР и графика. - 2000. - № 3. - С. 73-77.

192. Турчак Л.И. Основы численных методов. М.: Наука, 1987.- 320 с.

193. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. М.: Издательство стандартов, 1992. -316 с.

194. Федоров В.В. Основы построения трансляторов: Учебное пособие. -Обнинск: ИАТЭ, 1995. 105 с.

195. Фельдбаум A.A., Бутковский А.Г. Методы теории автоматическогр управления. М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1971. - 744 с.

196. Филлипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью. -М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. 616 с.

197. Флоренцев С. Н. Современные и перспективные приборы силовой электроники // Тр. IV Междунар. (XV Всеросс.) конф. по автоматизированному электроприводу «Автоматизированный электропривод в XXI веке: пути развития». Ч. 1. Магнитогорск, 2004. - С. 38-51.

198. Хайрер Э., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Жесткие и дифференциально-алгебраические задачи: Пер. с англ. -М.: Мир, 1999.-685 с.

199. Хайрер Э., Нерсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 512 с.

200. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П.П. Мальцев, Н.С. Долидзе, М.И. Критенко и др. М.: Радио и связь, 1994. - 240 с.

201. Цыпкин Я.З., Попков Ю.С. Теория нелинейных импульсных систем. М.: Главная редакция физ.-мат. Лит. Изд-ва "Наука", 1973. - 416 с.

202. Чахмахсазян Е.А., Мозговой Г.П., Силин В.Д. Математическое моделирование и макромоделирование биполярных элементов электронных схем. -М.: Радио и связь, 1985. 144 с.

203. Чуа Л.О., Лин. П.-М. Машинный анализ электронных схем: Алгоритмы и вычислительные методы: Пер. с англ. М.: Энергия, 1980. - 640 с.

204. Чучалин А.И. Математическое моделирование в электромеханике. -Томск: Изд-во ТПУ, 1997. 170 с.

205. Шарапов A.B. Цифровая и микропроцессорная техника. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1997. - 108 с.

206. Шеянов Е.А., Зайченко Т.Н. Графический редактор твердотельных моделей механических систем // Тр. VI Междунар. науч.-практ. конф. "Современные техника и технологии СТТ'2000". Томск: Томск, политехи, ун-т, 2000. - С. 247-248.

207. Шикин Е.В., Боресков A.B., Зайцев A.A. Начала компьютерной графики. -М.: "ДИАЛОГ-МИФИ", 1993. 138 с.

208. Шилдт Г. Теория и практика С++: пер с англ. СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 416 с.

209. Шилин А.Н., Зенина Е.Г., Бедкин С.А. Исследование методов цифрового моделирования аналоговых САУ // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2001. - № 7. - С. 46-50.

210. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты.- Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 654 с.

211. Шурыгин Ю.А. Полупроводниковые преобразователи в системах электропитания и полупроводникового электропривода // Материалы Всеросс. науч.-практ. конф. "Электронные средства и системы управления". -ТомскЛ б.и., 2003. С. 8-15.

212. Шурыгин Ю.А., Иванчура В.И. Использование ЦВМ при анализе электромагнитных процессов в m-фазном инверторе с широтно-импульсной модуляцией // Магнитно-вентильные устройства: сб. статей. Томск, 1978-С. 62-71.

213. Электрические системы. Математические задачи электроэнергетики/ Под ред. В.А. Веникова.-М.: Высш. школа, 1981.-288 с.

214. Электротехника. Терминология: Справочное пособие. -Вып.З. -М.: Изд-во стандартов, 1989. 343 с.

215. Электротехнические устройства/ О.В. Алексеев, В.Е. Китаев, А.Я. Шихин; Под общ. ред. А.Я. Шихина. М.: Энергоиздат, 1981. - 336 с.

216. A dynamic conductance model of fluorescent lamp for electronic ballast design simulation/Ka Hong Loo, Stone D.A., Tozer R.C. //IEEE Trans, on Power Electronics. 2005. - V. 20.-№ 5. - P. 1178-1185.

217. A. new equivalent circuit model of 1GBT for simulation of current sensors/ Chia-Hsiung Kao, Chun-Chieh Tseng, Fong-Ming Lee etc. // IEEE Trans, on Power Electronics. 2005. - V. 20. - № 4. - P. 725-731.

218. A new soft-switching technique using a modified PWMscheme requiring no extra hardware / D.J. Tooth, N. McNeill, S.J. Finney etc. // IEEE Trans, on Power Electronics. 2001. - V. 16. - № 5. - P. 686-693.

219. Amran Y., Huliehel F., Ben-Yaakov S. A unified SPICE compatibleaverage model of PWM converters II IEEE Trans, on Power Electronics. — 1991. -V. 6.- №4. -P. 585-594.

220. Baker C.T.H., Keech M.S. Stability analysis of certain Runge-Kutta procedures for Volterra integral equation s// ACM Trans, on Mathematical Software. 1978. - V. 4. -№ 4. -P. 305-315.

221. Barros F.J. Modeling formalisms for dynamic structure systems //ACM Trans, on Modeling and Computer Simulation. 1997. - V. 1. - № 4. - P. 501— 515.

222. Berzins M., Brankin R. W., Gladwell I. The stiff integrators in the NAG library //ACMSIGNUMNewsletter. 1988. - V. 23. -№ 2. - 16-23.

223. Blanken P. G. A lumped winding model for use in transformer models for circuit simulation //IEEE Trans, on Power Electronics. — 2001. — V. 16. — № 3. -P. 445-460.

224. Brown J. Modeling the switching performance of a MOSFET in the high side of a non-isolated buck converter // IEEE Trans, on Power Electronics. 2006. - V. 21.-№ I.-P. 3-10.

225. Butcher J. C. Towards efficient implementation of singly-implicit methods // ACM Trans, on Mathematical Software. 1988. - V. 14. - № 1 .-P. 6875.

226. Butcher J. C., Cash J. R., Diamantakis M. T. DESI methods for stiff initial-value problems // ACM Trans, on Mathematical Software. 1996. — V. 22. -№ 4. - P. 401-422.

227. Castro Simas M.I., Simoes Piedade M., Costa Freire J. Experimental characterization of power VDMOS transistors in commutation and a derived model for computer-aided design H IEEE Trans, on Power Electronics. 1989. - V. 4. -№3.-P. 371-378.

228. Cho B.H., Lee F.C.Y. Modeling and analysis of spacecraft power systems II IEEE Trans, on Power Electronics. 1988. - K 3. -№ 1. - P. 44-54.

229. Circuit simulator models for the diode and IGBT with full temperature dependent features / Palmer P.R., Santi E., Hudgins J.L. etc. // IEEE Trans, on Power Electronics. 2003. - V. 18. -№ 5. - P. 1220-1229.

230. Computer-aided discrete-time large-signal analysis of switchingregulators / Garcia de Vicuna L., Poveda A., Martinez, L. etc. // IEEE Trans, on Power Electronics. 1992. - V. 1. - № 4. - P. 75-82.

231. Curtice W. GaAsMOSFET Modelling and Non-Linear CAD II IEEE Trans, on Microwave Theory and Techniques. 1988. - Vol. 36. - № 2. — P. 220230.

232. Dmitriev V.M., Zaichenko T.N., Schutenkov A.V. The Universal Simulating Environment for the Creature of Virtual Laboratories// The 2-d Russian-Korean Internat. Symposium on Science and Technology KORUS'9S.-Tomsk- P. 239.

233. Fukase M.-a., Nakamura T., Nishizawa, J.-i. A circuit simulator of the SITh //IEEE Trans, on Power Electronics. 1992. - V. 7. - № 3. - P. 581-591.

234. Gear C. W. Runge-Kutta Starters for Multistep Methods// ACM Trans, on Mathematical Software. 1980. - V 6. -№ 3.-P. 263-279.

235. Gear C. W., Petzold L.R. Singular implicit ordinary differential equations and constrains 11 Lecture Notes in Math. 1983. - Vol. 1005: Numerical Methods. -P. 120-127.

236. Hui S. Y.R., Christopoulos C. Computer simulation of a converter-fed DC drive using thetransmission-line modeling technique H IEEE Trans, on Power Electronics. 1991. - V. 6. - № 4. - P. 636-644.

237. Iannuzzo F., Busatto G. Physical CAD model for high-voltage IGBTs based on lumped-charge approach //IEEE Trans, on Power Electronics. 2004. -V. 19. -№ 4. -P. 885-893.

238. Jackson K. R., Sacks-Davis R. An Alternative Implementation of Variable Step-Size Multistep Formulas for Stiff ODEs // ACM Trans, on Mathematical Software. 1980. - V. 6. - № 3. - P. 295-318.

239. Jadric I., Borojevic D., Jadric M. Modeling and control of a synchronousgenerator with an active DC load // IEEE Trans, on Power Electronics. 2000. -V. 15. -№ 2. - P. 303-311.

240. JilesD.C., Atherton D.h. Theory of ferromagnetic hysteresis II Journal of magnetism and magnetic materials. 1986. - Vol. 61. — № I.- P. 48-60.

241. Lauritzen P.O., Ma C.L. A simple diode model with reverse recovery II IEEE Trans, on Power Electronics. 1991. - V. 6. - № 2. -P. 188-191.

242. Lee Y.-S., Cheng D.K. W., Wong S.C. A new approach to the modeling of converters for SPICE simulation // IEEE Trans, on Power Electronics. 1992. - V. 7. -№ 4. - P. 741-753.

243. Li Q.M., Lee F.C., Jovanovic, M.M. Large-signal transient analysis of forward converter with active-clamp reset // IEEE Trans, on Power Electronics. -2002.- V. 17,- № 1,- P. 15-24.

244. Liang Y.-C., Gosbell V.J. DC machine models for SPICE2 simulation // IEEE Trans, on Power Electronics. 1999. - V. 5. - № 1. - P. 16-20.

245. Liang Y.-C., Gosbell V.J. Diode forward and reverse recovery model for power electronic SPICE simulations //IEEE Trans, on Power Electronics. 1990-V 5.- №3,-P. 346-356.

246. Luciano A.M., Strollo A.G.M. A fast time-domain algorithm for the simulation of switching power converters // IEEE Trans, on Power Electronics. -1990. V 5. - № 3. -p. 363-370.

247. Ludwig G.W., El-Hamamsy S.-A. Coupled inductance and reluctance models of magnetic components II IEEE Trans, on Power Electronics. 1991. - V. 6,-№2. -P. 240-250.

248. Maksimovic D. Computer-aided small-signal analysis based on impulse response of DC/DC switching power converters // IEEE Trans, on Power Electronics.- 2000. -V 15 .-№6.-P. 1183-1191.

249. Maranesi P. Small-signal circuit modeling in the frequency-domain by computer-aided time-domain simulation // IEEE Trans, on Power Electronics. -1992. F. 7. - № 1. -83-88.

250. MATHCAD 6.0 PLUS. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95. -М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1997. -712 с.

251. Model requirements for simulation of low-voltage MOSFET in automotive applications/ C. Buttay, H. Morel, B. Allard etc. // IEEE Trans, on Power Electronics.- 2006.- V. 21.-№ 3.-P. 613-624.

252. Nakmahachalasint P., Ngo K.D.T., Loc Vu-Quoc. A static hysteresis model for power ferrites // IEEE Trans, on Power Electronics. 2002. -V. 17. - № 4. - P. 453-460.

253. Rauber T., Riinger G. Performance predictions for parallel diagonal-implicitly iterated Runge-Kutta methods II ACMSIGSIMSimulation Digest, Proc. of the ninth workshop on Parallel and distributed simulation PADS '95. V. 25. -№1.-P. 21-28.

254. Sacks-Davis R. Fixed Leading Coefficient Implementation of SD-Formulas for Stiff ODEs // ACM Trans, on Mathematical Software. — 1980. V. 6. - № 4. - P. 540-562.

255. Scott R.S., Franz G.A., Johnson J.L. An accurate model for power DMOSFETs including interelectrodecapacitances II IEEE Trans, on Power Electronics.- 1991. -V. 6,- №2. -P. 192-198.

256. Shampine L.F. Evaluation of a Test Set for Stiff ODE Solvers // ACM Trans, on Mathematical Software. 1981. - V. 1. - № 4. - P. 409-420.

257. Shampine L.F. Stability properties of Adams codes// ACM Trans, on Mathematical Software. 1978. - V. 4. - № 4. - P. 323-329.

258. Shampine L.F. Stiffness and Nonstiff Differential Equation Solvers, II: Detecting Stiffness with Runge-Kutta Methods // ACM Trans, on Mathematical Software. 1977. - K 3.-№ l.-P. 44-53.

259. Shenai K. A circuit simulation model for high-frequency power MOS-FETs II IEEE Trans, on Power Electronics. 1991. - V. 6. - № 3. - P. 539-547.

260. Skeel R.D., Vu T.V. Note on blended linear multistep formulas // ACM Trans, on Mathematical Software. 1986. - V. 12. -№ 3. - P. 223-224.

261. Steinbuch M., Bosgra O. Dynamic modeling of a generator/rectifier system //IEEE Trans, on Power Electronics. 1992. - V. 7. - № 1. - P. 212-223.

262. SUNDIALS: Suite of nonlinear and differential/algebraic equation solvers / A.C. Hindmarsh, P.N. Brown, ICE. Grant etc. // ACM Trans, on Mathematical Software. -2005. V. 31. -№ 3. -P. 363-396.

263. Tendier J.M., Bickart Т.A., Picel Z. A stiffly stable integration process using cyclic composite method s// ACM Trans, on Mathematical Software. 1978. -V. 4. -№ 4. - P. 339-368.

264. Thyristor switch model for power electronic circuit simulation in modified SPICE 2 / Taib S.B., Hulley L.N., Wu Z. //IEEE Trans, on Power Electronics. 1992. - V. 7. -№ 3. - P. 568-580.

265. Tichenor J.L., Sudhoff S.D. Drewniak, J.L. Behavioral IGBT modeling for predicting high frequency effects in motor drives // IEEE Trans, on Power Electronics. -2000. V. 15. -№ 2.-P. 354-360.

266. Two-step parameter extraction procedure with formal optimization for physics-based circuit simulator IGBT and p-i-n diode models/ A.T. Bryant, Xiaosong Kang, E. Santi etc. //IEEE Trans, on Power Electronics. 2006. - V. 21. -№ 2. - P. 295-309.

267. Us tun O., Tuncay N. Development of Power and Motor Drives Simulation Toolbox Using VisSim™ Software II Электронное моделирование-2002.-Т. 24.-№4.-С. 113-121.

268. Wanying Kang, Hyungkeun Ahn, Nokali M.A.E. A parameter extraction algorithm for an IGBT behavioral model // IEEE Trans, on Power Electronics. -2004. V. 19.-№ 6.-P. 1365-1371.

269. Xu C.I., Schroder D. A power bipolar junction transistor model describing static and dynamic behavior // IEEE Trans, on Power Electronics. — 1992. -V. 7.- №4. -P. 734-740.

270. Yikang He Yaoming Wang. The state-space analysis of excitation regulation of self controlled synchronous motor with constant margin-anglecontrol //IEEE Trans.s on Power Electronics. 1990. - V. 5. - № 3. - P. 269-275.