电子系统工程方法

A.D.Hall,A Methodology for System Engineering,D.Van Nostrand Co.Princeton,1962.2100433B

电子系统规模巨大，由多个分系统、多种电子设备组成，并在一个广阔的空间完成信息采集、传递、处理、分析和控制等任务。这种系统的工作好坏可能对国家和社会的政治、经济、军事和科学技术工作有较大的影响。因此,在系统总体,各分系统和各设备的关系，系统同外界政治、经济、军事和科技的关系等方面的研究设计中，要重视系统工程方法，以实现最优的电子系统。常用的方法有决策分析、系统仿真和计划评审技术。

决策分析在研究设计电子系统的过程中,从不同的作法和方案中挑选最优者。过去的直观经验决策，主要是根据决策者的经验、阅历、知识和推理判断能力，而现代的科学系统决策则运用在第二次世界大战中发展起来的运筹学的思想和方法，以优化理论为指导，定量地进行分析，使决策由“艺术”上升为科学。

评价一种决策（或称选择）的优劣，可以用决策问题的目标函数加以描述。根据目标是单一的还是多重的，每种决策是否有明确的结果或是明确的概率，可把决策问题分成许多不同的类型（见电子系统工程理论）。 　对于比较复杂的决策问题,用“决策树”（图1）有助于得出清晰的结果。决策树是一种有根分支网络，反映每作出一种选择所产生的种种后果。这种选择可以是多层次的，例如，某一电子系统为了达到某个目的，系统技术要求可以有几种不同的组合。对于每组技术要求，又可设计出几种不同的实现方案，对应于每一方案，又可选用不同的设备配置等。分析比较每一分支在技术、经济或其他方面的优劣，就可以找出最好的方案。

系统仿真　在电子系统的方案论证、设计和试验的各个阶段都要采用这种技术。为了仿真，首先需要建立系统的模型。所谓模型，就是对客观存在的系统的某种抽象，对所研究的问题来说，它和实际系统具有相同的或类似的特性，因而这种研究可转为对简化模型的研究。如果用数学方程来描述系统中有意义的物理量的相互关系，则称这组方程为系统的数学模型。所研究的量是连续的或是离散的，则构成连续的或离散的模型；所研究的事件是确定的或是有概率的，则构成确定模型或统计模型；所研究的过程是静态的或是动态的，则构成静态模型或动态模型等。

模拟电子计算机技术为连续系统仿真提供了有力的工具,它能直接反映系统结构,人们对它的输出形式比较习惯,解题速度相当快,因而在50年代得到了广泛应用。但是，它的精度不高。数字电子计算机在软件和硬件技术上发展很快，自60年代起已逐渐取代了模拟电子计算机，而用于连续系统和各种其他模型的模拟。根据所研究的系统的数学模型，可用适当的高级语言,如FORTRAN，PASCAL等编写仿真程序。70年代以来，发展了一些专用的仿真语言,如离散系统仿真用的GPSS与SIMSCRIPT等语言，连续系统用的MIMIC等语言。

计划评审技术　电子系统涉及到各种各样的电子设备和各种支援设施的研究、设计、安装和试验，牵涉到很多不同的研制部门。为了使整个工程协调地进行，采用计划评审技术(PERT)，即可用最短的时间和最少的投资完成预定的任务。

计划评审技术利用网络模型对整个工程项目进行规划和控制，能作到统筹兼顾，协调一致。

计划网络图由三个基本要素组成：作业、完成作业所需时间和表示作业起始或结束的时间分界点──事项。在计划网络图中，前两项用线段表示，事项用结点表示。这样,按照系统的研制过程画出的网络图（图2）叫作计划评审技术网络。 　根据网络图上所标出的每项作业所需的时间，很容易找出哪些作业是影响全局的关键性作业，哪些作业可以放宽进度，以节约人力和物力。从某个事项到某个事项如有多条路径时，必有一条所需时间最长，这条路径叫作关键路径，应尽可能增加人力、物力，以缩短关键路径,并对其他路径以关键路径作参考进行统筹调整,尽可能缩短整个工程的进度。

第1章 工程方法引论

1.1 前言

1.2 工程方法的几个特点

1.2.1 综合性的特征

1.2.2 工程方法的知识性

1.2.3 工程方法的实践性

1.2.4 工程方法的创新性

1.3 工程方法的哲学观

1.4 学习、运用工程方法

1.5 工程方法的大趋势

参考文献

第2章 工程中综合方法案例

案例1 机关炮后坐力故障诊断

案例2 无限大平面模拟装置的研制

案例3 航空发动机控制用数学模型

案例4 航空发动机排故

参考文献

第3章 工程中数学分析方法案例

3.1 概论

3.2 数学方法案例

案例1 装配误差的事故“诊断”

案例2 振动研磨机工作时摩擦系数μ的测定方案

案例3 螺旋槽铣削加工中的根切问题

3.3 工程人员如何学、用数学的几点建议

参考文献

第4章 工程中数据处理方法

4.1 引言

案例1 数字滤波

案例2 概率估算的方法

案例3 最小二乘方

4.2 非线性系统参数估计

参考文献

第5章 工程中的模型方法

5.1 概述

5.2 数学模型泛例

5.3 建立数学模型的几个观点

5.4 数学模型案例剖析

5.4.1 数学模型的对偶问题

5.4.2 孤立波数学模型

5.4.3 无量纲分析与建模

5.4.4 具有挡板的水槽流线模型

5.4.5 非线性化模型

5.5 用数学模型拟定大型引进项目验收论证

参考文献

第6章 工程方法中的计算机辅助

6.1 计算机辅助复杂计算

6.2 计算机仿真

6.2.1 面向框图的计算机仿真

6.2.2 面向方程的计算机仿真

6.2.3 面向对象的计算机仿真

6.3 计算机辅助建模

6.4 计算机辅助证明定理

6.5 计算机辅助学、用数学

6.6 数学软件Maple—V简介

参考文献

第7章 工程方法中的信息获取

7.1 如何定义信息

7.2 军事及科技史范例

7.3 信息的层次

7.4 获取信息的方法举例

7.5 用分析、测试等综合方法“侦破”机床振源

7.6 信息的性质

参考文献

第8章 工程中的测试技术

8.1 测试系统简介

8.2 测试系统的品质

8.2.1 测试系统的稳态特性及误差形式

8.2.2 测试系统的动态特性及误差性质

8.3 测试系统框图及特征分析简介

8.4 测试误差算例

8.4.1 稳态误差

8.4.2 动态误差

8.5 负载效应

8.6 减少误差的几种方法

8.6.1 减少误差的方法很多，要根据具体的条件分别处理

8.6.2 实例

参考文献

第9章 信号分析方法

9.1 信号分类

9.2 信号分解

9.2.1 波形的时域分解

9.2.2 波形的频域分解

9.2.3 快速傅里叶变换

9.3 随机信号与功谱分析

9.3.1 相关函数算法

9.3.2 相关函数性质

9.3.3 功率谱简介

9.4 信号分析应用案例

9.5 相干函数和倒谱

9.5.1 相干函数

9.5.2 倒谱

参考文献

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《污水自然净化生态工程方法》主要论述在污水自然净化和回用领域生态工程方法的意义、缘起、演变、原理、技术、设计和实施步骤，着重介绍构造湿地、土壤渗滤、植被处理和地面径流处理等水污染控制生态工程方法及案例。

《污水自然净化生态工程方法》具有较强的系统性和实用性，可供环境科学与工程、生态工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等院校相关专业师生参阅。

电子系统 分为模拟型和数字型或两者兼而有之的混合型电子系统,无论哪一种形式的电 子系统,它们都是能够完成某种任务的电子设备.一般把规模较小,功能单一的称为单元电 路;而功能复杂,由若干个单元电路(功能块)组成规模较大的电子电路称为电子系统.通 常电子系统由输入,输出,信息处理三大部分组成,用来实现对某些信息的处理,控制或带 动某种负载.