Опис системи автомобіль
Функціональні, морфологічні та інформаційні описи систем. Аналіз системоруйнуючих та системоутворюючих факторів, що впливають на машину. Характеристика ієрархічної структури автомобіля. Особливість забезпечення комфортного та швидкого пересування.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Агентство з освіти РФ
Волгоградський державний технічний університет
з системного аналізу
на тему: «Опис системи «автомобіль»
1.Основні методи опису систем
Існує кілька різних способів опису систем. Кожен їх дає можливість виявити свої особливості описуваної системи. Тому в залежності від цілей і завдань, які ставить перед собою людина, яка будує ту чи іншу модель, вибирається і найбільш вдалий метод. Іноді корисно описувати ту саму систему декількома методами, щоб дати повну картину її устрою та функціонування. Розглянемо основні способи опису систем.
Функціональний опис- це опис, що виявляє особливості функціонування, як усієї системи, загалом, так і її елементів окремо. Головним завданням функціонального опису є визначення основних функцій системи, а також визначення їхньої залежності від зовнішніх та внутрішніх впливів.
Давайте розберемося, що таке функція? Функція - це залежність деяких вихідних значень вхідних параметрів. Якщо вважати, що функція однозначна, тобто певний набір вхідних параметрів відповідає певний набір вихідних значень,то така функція називаєтьсяR-функцією,а залежністьY=R(X)-Rперетворенням. ЯкщоR(X)- детермінована функція (що підкоряється суворим математичним законам), то системи, що мають цю функцію, називають детермінованими абоS1-системами. ЯкщоR(X) -імовірнісна функція, то відповідні системи називають імовірнісними абоS2-системами. І, нарешті, якщо функція неоднозначна і хаотична, тоR-перетворення не виконується, і системи, що характеризуються такими функціями, називаютьS3-системами.Існують також системи, здатні самостійно, залежно стану входів, формувати необхідне R-перетворення; Вочевидь ці системи об'єднують у собі перелічені вище і називаютьсяS0-системами.
Функціональний опис виходить з того, що будь-яка система виконує певні функції: вона може просто існувати, служити областю існування іншої системи, нарешті, бути матеріалом для створення інших систем; Таких різних функцій може бути дуже багато. Система може бути як однофункціональною, тобто виконувати якусь певну функцію, і багатофункціональної. Залежно від характеру взаємодії систем між собою їх функції можна розділити за зростаючими рангами: пасивне існування, матеріал для інших систем, обслуговування систем вищого рівня, протистояння іншим системам та середовищу, поглинання інших систем та середовища, перетворення інших систем та середовища.
Зазвичай функції системи мають ієрархічну структуру, тобто значення функції кожного рівня є числовим функціоналом від нижчих рівнів. Зазвичай функції системи нормально виконуються за якихось обмежень вхідних параметрів, якщо ці параметри виходять завстановлені рамки, система або руйнується, або кардинально змінює свій пристрій. Загалом, функціональний опис полягає у виділенні ієрархії функцій системи та визначенні вхідних та вихідних параметрів даних функцій. Якщо це можливо, функції замінюють будь-якими математичними, імовірнісними або іншими виразами, що дозволяє чисельно стежити за функціонуванням системи. Безпосередньо функціональний опис системи S задається наступною сімкою:
ДеT- безліч моментів часу;х- безліч миттєвих значень вхідних дій;Q- безліч станів;у- безліч значень вихідних величин;Y=y> -безліч вихідних величин;ц=- перехідна функція стану;з=T*Q>y- вихідне відображення; C – відрізок вхідного впливу; u – відрізок вихідної величини.
Основний недолік функціонального опису – неконструктивність; Проблема інтерпретації та практичного застосування.
Морфологічне опис- це опис, що дає уявлення про будову системи, її підсистеми та елементи. Воно не може бути вичерпним. Глибина опису чи деталізація визначається призначенням цього опису. Морфологічне опис - ієрархічно, і має стільки рівнів, скільки необхідно вирішення цієї задачі. Іноді, щоправда, описати наступний рівень неможливо, використовуючи лише морфологічні методи. Вивчення системи у морфології починається з вивчення її елементарного складу (тобто елементів, всередину яких опис не проникає). За складом елементів системи діляться на гомогенні (що складаються з однотипних елементів) і гетерогенні (що складаються з різнотипних елементів).
Важливою ознакою морфології є призначення елементів.Виділяють кілька груп елементів: інформаційні, енергетичні та речові. Інформаційні елементи призначені для прийому, запам'ятовування та перетворення інформації. Енергетичні – для перетворення енергії. Речовинні для перетворення речовини. Але, наприклад, перетворення речовини чи інформації неможливе без надходження енергії, і навпаки, перетворення енергії неможливе без передачі інформації. Тому практично будь-який елемент має перераховані вище властивості, в цьому випадку для опису вибирають найбільш виражене, і підходяще під вимогу розв'язуваної задачі, умова. Також є нейтральні елементи - елементи, призначення яких складно встановити з потрібною точністю.
Наступною важливою ознакою морфології є зв'язки. Існують інформаційні, енергетичні та речові зв'язки. Енергетичні зв'язки служать для перенесення енергії, інформаційні – для перенесення інформації. Тут, як і у випадку з властивостями, спостерігається сильна взаємодія різних типів зв'язків між собою. Внаслідок цього стає можливим утворення змішаних зв'язків. Також виділяють прямі (відбувається перенесення інформації, енергії, речовини від одного елемента до іншого відповідно до виконуваної функції), зворотні (відбувається керування прямою передачею) і нейтральні зв'язки. Якість зв'язків визначається їхньою пропускною спроможністю.
Давайте тепер перейдемо безпосередньо до складання морфологічного опису:
Тут структуридбувають: детерміновані, імовірнісні, хаотичні. КомпозиціяKможе бути слабкою, з ефекторними підсистемами, з рецепторними підсистемами, з рефлексивними підсистемами, повною та невизначеною.
Інформаційний опис системи- опис, що дає інформацію проорганізації системи. Існує досить багато різних визначень інформації, що належать до різних галузей знання, назвемо основні:
1. Інформація - сукупність будь-яких відомостей, знань про що-небудь.
2. У математиці та кібернетиці цей термін є кількісним заходом ентропії.
3. І, нарешті, у філософії інформація - це властивість матеріальних об'єктів зберігати та породжувати певні властивості та стани.
Перше, а також деякі інші, не наведені визначення визначають інформацію як будь-які дані або відомості, що відображають будь-які процеси. Така інформація називається відображуваною і позначаєтьсяI0.
Тутp0- число рівноймовірних наслідків до отримання інформації, аp1- число рівноймовірних наслідків після отримання інформації.
Перейдемо до другого визначення. Ентропія системи є міра її невизначеності, тобто чим більш передбачуваними є наступні стани системи, тим менша у неї ентропія. Кількісно ентропію можна знайти за формулою:
деpi- ймовірність i-го стану.
Інформаційний опис визначає залежність морфологічних та функціональних властивостей системи від якості та кількості внутрішньої (інформації про саму систему та про зовнішнє середовище) та зовнішньої (інформації, що надходить із зовнішнього середовища).
Сукупність функціонального, морфологічного та інформаційного опису дозволяє відобразити основні характеристики систем.
2.Обґрунтуваннявибору функціонального опису системи
Після вибору системи ми стали вибирати метод її опису. Відразу було важко вирішити, який з них краще використовувати, і ми вирішили розглянути їх усі і виділити один шляхом виключення.
Першим ми виключилиінформаційний спосіб опису. Чому? Тому що система «автомобіль» не є засобом сприйняття або обробки інформації і є досить стійкою системою. В інформаційному описі багато цифр, змінних і формул, що дуже ускладнює можливість поняття та осмислення такої роботи. системоутворюючий автомобіль комфортний пересування
Залишається вибрати з морфологічного та функціонального опису. Ми зробили вибір у бік функціонального. На це нас штовхнуло кілька причин:
1. Головна мета будь-якої системи - функціонувати, тобто виконувати якусь основну функцію чи кілька основних функцій, здійснюваних з допомогою виконання підфункцій кожного з його елементів. Тобто для кінцевого користувача системи практично не важливо як влаштована система і з чого вона складається, для нього головне - щоб система виконувала призначену їй функцію, а як це робиться - не його справа.
2. Функціональний опис більш ємний, ніж морфологічний, адже при описі тієї чи іншої функції робиться вказівка на те, від яких параметрів залежить її виконання. І ми відразу отримуємо функціональний опис та список елементів «в одному флаконі». До того ж можна легко додати до функціонального опису ієрархічну структуру системи, і фактично ми втратимо з морфологічного опису лише характеристики зв'язків між елементами (які можна визначити за їх функціями).
3. Функціональний опис більше підходить для порівняння двох систем, тому що морфологічна схожість аж ніяк не означає функціонального, внаслідок того, що незначне морфологічне відхилення може викликати якісну функціональну відмінність. У ряді випадків морфологічну відмінність виявити неможливо, і проявляється вона у суттєвомувідмінності функціональних якостей.
3.Функціональний опис системи
Загальна характеристика системи.
Усі найважливіші вузли системи (двигун, каркас автомобіля, підвіска) виконані із заліза.
1. Механічне вплив (руйнує систему внаслідок неміцності матеріалу);
2. Зайвий перегрів (впливає на роботу двигуна та інших підсистем)
3. Вплив хімічних розчинників (впливають на гальмівну систему (гальмівна рідина), двигун, зокрема на систему охолодження (тосол, антифриз))
4. Надмірна вологість середовища (утворює іржу практично на всіх елементах системи)
5. Надмірно низька температура (при низькій температурі двигун починає споживати більше витратного матеріалу, через це зменшується ККД, під впливом низької температури метал стає більш крихким, що викликає механічні пошкодження елементів системи)
1. Робоча температура (приблизно 90С, за оптимальної температури ККД буде максимальним);
2. Наявність мастила в двигуні, в гальмівній системі, в підвісці та інших малих підсистемах;
3. Наявність достатньої кількості гальмівної рідини, охолоджуючої рідини, паливної рідини та кисню;
4. Наявність достатнього заряду батареї;
5. Міцність кріплення несучих частин автомобіля.
Ієрархічна структура системи
несуча системарешітка радіатора
праве (ліве) переднє крило
праві (ліві) передні двері
стійка вітрового скла
праві (ліві) задні двері
права (ліва) боковина
опора пружини задньої підвіски
ніша запасного колеса
опора пружини передньої підвіски
кронштейн для буксирування
передній (задній)бампер
рушійна системадвигуншків приводу генератора
зубчастий шків насоса охолоджувальної рідини
шків розподільчого валу
сальник переднього валу
корпус допоміжних агрегатів
системаживленняфорсунки
системаохолодженнярадіатор обігрівача