Представление автомобиля как системы

Описание системы «автомобиль»

Функциональные, морфологические и информационные описания систем. Анализ системоразрушающих и системообразующих факторов, влияющих на машину. Характеристика иерархической структуры автомобиля. Особенность обеспечения комфортного и быстрого передвижения.

Рубрика	Транспорт
Вид	практическая работа
Язык	русский
Дата добавления	22.06.2015
Размер файла	24,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Агентство по образованию РФ

Волгоградский государственный технический Университет

по системному анализу

на тему: «Описание системы «автомобиль»

1. Основные методы описания систем

Существует несколько различных методов описания систем. Каждый из них дает возможность выявить свои особенности описываемой системы. Поэтому в зависимости от целей и задач, которые ставит перед собой человек, строящий ту или иную модель, выбирается и наиболее подходящий метод. Иногда полезно описывать одну и ту же систему несколькими методами, чтобы дать полную картину её устройства и функционирования. Рассмотрим основные методы описания систем.

Функциональное описание — это описание, выявляющее особенности функционирования, как всей системы, в общем, так и ее элементов в отдельности. Главной задачей функционального описания является определение основных функций системы, а также определение их зависимости от внешних и внутренних воздействий.

Давайте разберемся, что же такое функция? Функция — это зависимость некоторых выходных значений от входных параметров. Если считать, что функция однозначна, то есть определенному набору входных параметров соответствует определенный набор выходных значений, то такая функция называется R-функцией, а зависимость Y=R(X)-R преобразованием. Если R(X) — детерминированная функция (подчиняющаяся строгим математическим законам), то системы, обладающие этой функцией, называют детерминированными или S1—системами. Если R(X) — вероятностная функция, то соответствующие системы называют вероятностными или S2-системами. И, наконец, если функция неоднозначна и хаотична, то R—преобразование не выполняется, и системы, характеризующиеся такими функциями, называют S3-системами. Существуют также системы, способные самостоятельно, в зависимости от состояния входов, формировать необходимое R-преобразование; очевидно эти системы объединяют в себе все выше перечисленные и называются S0-системами.

Функциональное описание исходит из того, что всякая система выполняет определенные функции: она может просто существовать, служить областью обитания другой системы, наконец, быть материалом для создания других систем; таких различных функций может быть очень много. Система может быть как однофункциональной, то есть выполнять какую-то определенную функцию, так и многофункциональной. В зависимости от характера взаимодействия систем между собой их функции можно разделить по возрастающим рангам: пассивное существование, материал для других систем, обслуживание систем более высокого уровня, противостояние другим системам и среде, поглощение других систем и среды, преобразование других систем и среды.

Обычно функции системы имеют иерархическую структуру, то есть значение функции каждого уровня является числовым функционалом от функции более низких уровней. Обычно функции системы нормально выполняются при каких-то ограничениях входных параметров, если эти параметры выходят за установленные рамки, то система либо разрушается, либо кардинально изменяет свое устройство. В общем, функциональное описание заключается в выделении иерархии функций системы и определении входных и выходных параметров данных функций. Если это возможно, функции заменяют какими-либо математическими, вероятностными или другими выражениями, что позволяет численно следить за функционированием системы. Непосредственно функциональное описание системы S задается следующей семеркой:

Где T — множество моментов времени; х — множество мгновенных значений входных воздействий; Q — множество состояний; у — множество значений выходных величин; Y=<u:T>y> — множество выходных величин; ц=<T*T*T*c> — переходная функция состояния; з=T*Q>y — выходное отображение; C — отрезок входного воздействия; u — отрезок выходной величины.

Основной недостаток функционального описания — неконструктивность; трудность интерпретации и практического применения.

Морфологическое описание — это описание, дающее представление о строении системы, ее подсистемах и элементах. Оно не может быть исчерпывающим. Глубина описания или детализация определяется назначением данного описания. Морфологическое описание — иерархично, и имеет столько уровней, сколько необходимо для решения данной задачи. Иногда, правда, описать следующий уровень не представляется возможным, используя только морфологические методы. Изучение системы в морфологии начинается с изучения ее элементарного состава (то есть элементов, внутрь которых описание не проникает). По составу элементов системы делятся на гомогенные (состоящие из однотипных элементов) и гетерогенные (состоящие из разнотипных элементов).

Важным признаком морфологии является назначение элементов. Выделяют несколько групп элементов: информационные, энергетические и вещественные. Информационные элементы предназначены для приема, запоминания и преобразования информации. Энергетические — для преобразования энергии. Вещественные для преобразования вещества. Но, например, преобразование вещества или информации невозможно без поступления энергии, и наоборот, преобразование энергии невозможно без передачи информации. Поэтому практически любой элемент обладает вышеперечисленными свойствами, в этом случае для описания выбирают наиболее выраженное, и подходящее под требование решаемой задачи, условие. Также существуют нейтральные элементы — элементы, назначение которых сложно установить с нужной точностью.

Следующим важным признаком морфологии является наличие связей. Существуют информационные, энергетические и вещественные связи. Энергетические связи служат для переноса энергии, информационные — для переноса информации. Здесь, как и в случае со свойствами, наблюдается мощное взаимодействие различных типов связей между собой. Вследствие этого становится возможным образование смешанных связей. Также выделяют прямые (происходит перенос информации, энергии, вещества от одного элемента к другому в соответствии с выполняемой функцией), обратные (происходит управление прямой передачей) и нейтральные связи. Качество связей определяется их пропускной способностью.

Давайте теперь перейдем непосредственно к составлению морфологического описания:

Здесь структуры д бывают: детерминированные, вероятностные, хаотические. Композиция K может быть слабой, с эффекторными подсистемами, с рецепторными подсистемами, с рефлексивными подсистемами, полной и неопределенной.

Информационное описание системы — описание, дающее информацию об организации системы. Существует достаточно много различных определений информации, относящихся к различным областям знания, назовем основные:

1. Информация — совокупность каких-либо сведений, знаний о чем-нибудь.

2. В математике и кибернетике этот термин является количественной мерой энтропии.

3. И, наконец, в философии информация — это свойство материальных объектов сохранять и порождать определенные свойства и состояния.

Первое, а также некоторые другие, не приведенные определения, определяют информацию как какие-либо данные или сведения, отражающие какие-либо процессы. Такая информация называется отображаемой и обозначается I0.

Здесь p0 — число равновероятностных исходов до получения информации, а p1 — число равновероятностных исходов после получения информации.

Перейдем ко второму определению. Энтропия системы есть мера ее неопределенности, то есть чем больше предсказуемы последующие состояния системы, тем меньше у нее энтропия. Количественно энтропию можно найти по формуле:

где pi — вероятность i-го состояния.

Информационное описание определяет зависимость морфологических и функциональных свойств системы от качества и количества внутренней (информации о самой системе и о внешней среде) и внешней (информации, поступающей из внешней среды).

Совокупность функционального, морфологического и информационного описания позволяет отразить главные свойства систем.

2. Обоснование выбора функционального описания системы

После выбора системы, мы стали выбирать метод ее описания. Сразу было трудно решить, какой из них лучше использовать, и мы решили рассмотреть их все и выделить один методом исключения.

Первым мы исключили информационный метод описания. Почему? Потому что система «автомобиль» не является средством восприятия или обработки информации и представляет собой достаточно устойчивую систему. В информационном описании много цифр, переменных и формул, что очень сильно затрудняет возможность понятия и осмысления такой работы. системообразующий автомобиль комфортный передвижение

Остается выбрать из морфологического и функционального описания. Мы сделали выбор в сторону функционального. На это нас толкнуло несколько причин:

1. Главная цель любой системы — функционировать, то есть выполнять какую-либо основную функцию или несколько основных функций, осуществляемых за счет выполнения подфункций каждого из его элементов. То есть для конечного пользователя системы практически не важно как устроена система и из чего она состоит, для него главное — чтобы система выполняла предназначенную ей функцию, а уж как это делается — не его дело.

2. Функциональное описание более емко, чем морфологическое, ведь при описании той или иной функции, делается указание на то, от каких параметров зависит ее выполнение. И мы сразу получаем функциональное описание и список элементов «в одном флаконе». К тому же можно легко добавить к функциональному описанию иерархическую структуру системы, и, фактически мы потеряем из морфологического описания лишь характеристики связей между элементами (которые можно определить по их функциям).

3. Функциональное описание больше подходит для сравнения двух систем, так как морфологическое сходство отнюдь не означает функционального, вследствие того, что незначительное морфологическое отклонение может вызвать качественное функциональное различие. В ряде случаев морфологическое различие обнаружить невозможно, и проявляется оно в существенном различии функциональных свойств.

3. Функциональное описание системы

Общая характеристика системы.

Все важнейшие узлы системы( двигатель, каркас автомобиля, подвеска) выполнены из железа.

1. Механическое воздействие (разрушает систему в результате непрочности материала);

2. Излишний перегрев (влияет на работу двигателя и других подсистем)

3. Воздействие химических растворителей(влияют на тормозную систему(тормозная жидкость), двигатель, в частности на систему охлаждения(тосол, антифриз)

4. Избыточная влажность среды (образует ржавчину практически на всех элементах системы )

5. Излишне низкая температура (при низкой температуре двигатель начинает потреблять больше расходного материала, из-за этого уменьшается КПД, под воздействием низкой температуры металл становится более хрупким, что вызывает механические повреждения элементов системы)

1. Рабочая температура (приблизительно 90С, при оптимальной температуре КПД будет максимальным);

2. Наличие смазки в двигателе, в тормозной системе, в подвеске и в других малых подсистемах;

3. Наличие достаточного количества тормозной жидкости, охлаждающей жидкости, топливной жидкости и кислорода;

4. Наличие достаточного заряда батареи;

5. Прочность крепления несущих частей автомобиля.

Иерархическая структура системы

несущая система решетка радиатора

правое (левое) переднее крыло

правая (левая) передняя дверь

стойка ветрового стекла

правя (левая) задняя дверь

правая (левая) боковина

опора пружины задней подвески

ниша запасного колеса

опора пружины передней подвески

кронштейн для буксировки

передний (задний) бампер

движущая система двигатель шкив привода генератора

зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости

шкив распределительного вала

сальник переднего вала

корпус вспомогательных агрегатов

система питания форсунки

система охлаждения радиатор отопителя

Источник статьи: http://otherreferats.allbest.ru/transport/00569060_0.html

Устройство автомобиля для начинающих — что у машины внутри?

Любой современный автомобиль состоит из следующих узлов:

• мотор;
• кузов;
• трансмиссия;
• подвеска;
• тормоза;
• рулевое управление;
• электрооборудование.

Поговорим о каждом механизме машины подробно , чтобы было понятно для начинающего автолюбителя. А в конце бонус — книга про устройство автомобиля.

Двигатель

Двигатель — «сердце» автомобиля. Подавляющее большинство машин оборудованы бензиновым (иногда — дизельным) двигателем внутреннего сгорания. ДВС преобразует часть энергии от сгорания горючего в энергию вращения коленвала.

Двигатель состоит из нескольких тысяч крупных и мелких деталей. Его основные компоненты — это:

• кривошипно-шатунный механизм (поршни, коленвал, маховик и цилиндры);
• механизм газораспределения (впускные и выпускные клапаны, распредвал);
• системы смазки, выхлопа, подачи топлива и охлаждения;
• а также электронные компоненты.

В последние годы все больше новых автомобилей комплектуются гибридным или электрическим двигателем, бесспорные достоинства которых — экономность и экологичность.

Если желаете узнать больше про устройство двигателя — то это можно сделать ЗДЕСЬ .

Кузов

Если продолжать сравнение с телом человека, кузов — это «скелет» авто, соединяющий все узлы и агрегаты.

Кузов состоит из несущей конструкции (обычно это рама и каркас, у некоторых грузовиков и внедорожников только рама) и навесных элементов: крыльев, дверей, капота и дверцы багажника.

Несущий кузов состоит из моторного отсека, переднего и заднего лонжеронов, стоек и крыши. Его изготавливают из прочных и легких материалов — алюминия, стали, карбона.

Трансмиссия

Трансмиссия передает вращение от двигателя к колесам. Она складывается из коробки передач (иногда ее ошибочно называют трансмиссией), сцепления, карданной передачи (также называют карданным валом), ведущего моста и дифференциала.

Коробка передач может быть автоматической (роботизированной, АКПП), механической (работающей только под управлением человека, МКПП) или вариаторной. В автомобилях с АККП педаль сцепления отсутствует и заменена «умным» (например, гидравлическим) сцеплением. Чем выше передача, тем выше скорость движения.

Авто с передним приводом не имеют кардана и его короба, что расширяет пространство салона и снижает общую массу машины.

От характеристик и качества работы коробки передач не в меньшей степени, чем от двигателя, зависят ходовые качества автомобиля.

Подробнее про разные типы коробок передач в разделе — всё про трансмиссию машины .

Подвеска

От качества подвески во многом зависит управляемость автомобиля и комфорт от езды. Благодаря ей машина едет без тряски и укачивания. Существует множество разновидностей подвески: пружинная, торсионная, рессорная, пневматическая, а также независимая и зависимая.

Зависимая подвеска, в отличие от независимой, жестко связывает колеса на одной оси: когда одно натыкается на препятствие, другое ведет себя так, как если бы натолкнулось на него же.

Рулевое управление

Рулевое управление служит для изменения вектора движения машины при помощи руля. Благодаря ей вращение рулевого колеса преобразуется в поворачивание колес.

Больше статей на тему рулевого управления и подвески авто — найдёте ЗДЕСЬ .

Тормоза

Выпускаемые в наше время автомобили оборудуются, как правило, дисковыми тормозами с антиблокировочной системой ABS, повышающей безопасность вождения в гололед и в экстремальных условиях.

Если хотите знать больше про тормоза авто — то пригодиться данная информация .

Электрооборудование

Любой современный автомобиль снабжен множеством электрооборудования: аккумулятором и электрогенератором, стартером, освещением, сигнализацией, датчиками, обогревателем, кондиционером.

Этот список можно продолжать долго. Более подробно в разделе » Устройство автомобиля от А до Я «.

БОНУС. Если Вы начинающий автолюбитель, то можете ознакомиться с книгой про общее устройство автомобиля для «чайников».

Источник статьи: http://zen.yandex.com/media/amastercar/ustroistvo-avtomobilia-dlia-nachinaiuscih-chto-u-mashiny-vnutri-5dd7d666309e201f5e84f456