Системно-структурный синтез

Направление системных исследований, ориентированное на синтез структур в системах различного вида деятельности человека, развивается на протяжении всего периода становления системных исследований. Работы в области синтеза систем базировались па различных подходах. Подход, условно названный целевым (см. гл. 1), можно считать синтезом структур от целей ("сверху") к конечной структуре внизу. При применении подхода, называемого в разных изданиях терминальным, лингвистическим, морфологическим, синтез начинался от анализа пространства состояний, от элементов "снизу" вверх, к способам и принципам построения.

Исследования в этой области начинались на базе математической логики и были посвящены синтезу автоматов и схем путем введения правил взаимодействия логических элементов и минимизации структур на основе логических законов и теорем. В настоящее время такого рода работы продолжают развиваться на базе дискретной математики. Сфера приложений расширилась: синтезируются аналоговые и цифровые блоки электронных устройств, управляющие системы некоторых классов, одни и те же алгоритмы используются при проектировании структур электронных систем, человеко-машинных систем, проектирования баз знаний4, разработки методик решения учебных задач.

Первым наиболее развитым и востребованным на практике не только для технических систем был кибернетический подход Л. А. Растригина, основанный па идее целевого подхода.

Основную идею этого подхода составляет в терминах автора двухстадийная схема принятия решений при управлении:

На первой стадии Р, —" 2* определяется цель 2* управления:

где ер, — алгоритм синтеза цели 2* по потребностям А, и состоянию X среды. Формулируя цель, субъект как бы переводит свои потребности на язык состояния объекта Z*: К —> У*Л-, что позволяет ему передать процедуру реализации управления и*х другому лицу (или даже автомату).

На второй стадии 2* —> II* определяется управление и*х, реализация которого обеспечивает достижение цели Z*:

где ф — алгоритм управления. Этот алгоритм изучает кибернетика как наука об управлении.

Применительно к техническим системам получают формальные алгоритмы. Применительно к социально-экономическим объектам задачу первой стадии Л. А. Растригин предлагает решать на интуитивном уровне, а для второй стадии предлагает последовательность из восьми этапов (рис. 6.8).

Идея организации процесса принятия решений в системах управления, предложенная Л. А. Растригиным, остается актуальной и в настоящее время. Вместе с тем необходимо отмстить, что в этом подходе задача формального синтеза структур объекта и системы управления не ставится, а решается параметрическая задача определения параметров модели системы управления.

Развивались и ведутся исследования по применению концепций системно-структурного синтеза, базирующиеся на подходе "снизу": структурно-функциональный подход А. С. Казарновского; номинально-структурный подход А. С. Лукьянченко. Они ориентированы на обеспечение полноты отображения элементов и связей системы путем различных вариантов формирования структур с помощью комбинаторных и морфологических приемов.

Однако для всех этих подходов характерно отсутствие даже постановки задачи о том, что делать со структурами, если их число будет огромно, как из них выбрать эффективные. Надо иметь в виду, что для реальных систем комбинаторным перебором порождаются структуры, образующие множество огромной мощности. Например, если на всех аспектах проектирования и каждом их этапе рассматривать только девять вариантов, то мощность множества порождаемых структур превышает 4,8 х 10101. В это число входят изоморфные структуры (их на два-три порядка больше неизоморфных), а также структуры, не ведущие к цели. Эта задача относится к так называемым ЛГР полным, т.е. не решаемым простым перебором.

Поэтому путь проектирования снизу вверх от элементов системы к структуре объекта отдается на интуицию разработчика.

Однако потребитель нового объекта может описать его весьма упрощенно: сигналы на входе и выходе, некоторые условия работы, время разработки и вероятную стоимость выполнения проекта. В то же время результат должен быть хорошего качества, надежным и долговечным при малой стоимости и малом времени проектирования.

Поскольку на этом этапе еще нет структуры объекта и тем более численных значений параметров его элементов, то решать задачу структурного анализа невозможно. Более того, даже если известно множество структур объекта, выполнять параметрический синтез их всех и уже после этого сравнивать структуры между собой, чтобы убедиться, что ни одна из них не выполняет заданной функции выбора, экономически нецелесообразно.

Предложенная автором данного параграфа теория системного синтеза структур обоснована в ряде работ. Она позволяет на основе целей, свойств, которыми должна обладать проектируемая система, и ограничений осуществить синтез множества структур, потенциально способных реализовать поставленную цель и свойства на всем множестве возможных решений (на множестве универсум 11п).

Процедура проектирования (сверху — вниз) разбита на семь этапов (рис. 6.9).

Принятые обозначения поясняются в процессе изложения подхода. На первом этапе осуществляется построение функций выбора, выделяющих с помощью лингвистических переменных и численных характеристик из множества Ып подмножество определенного класса структур, потенциально способных выполнить задание (удовлетворить потребность потребителей объектов).

Рис. 6.9

Кроме того, лицо, принимающее решение (ЛПР) па функциональном аспекте (Г), совместно с ЛПР по технологии (7) определяют возможность реализации объекта на существующей технологической базе за заданные время и стоимость. При положительном решении выполняется переход к проектированию на структурном (5), конструкторском (С) и технологическом (Г) аспектах. Этап завершается формированием функции выбора для первого этапа проектирования с учетом всех аспектов.

На последующих этапах осуществляется построение функций выбора, помогающих для следующего этапа отсекать из этого класса те структуры, которые не удовлетворяют требованиям функционирования, изготовления и эксплуатации проектируемой системы в условиях ограничений и взаимодействия с окружающей средой.

Оставшиеся после отсечения решения неразличимы и названы эффективными для конкретного этапа.

Здесь важно подчеркнуть, что предлагаемые "алгоритмы синтеза не требуют указания куда идти, но указывают, куда не надо идти" (В. А. Трапезников), т.е. не требуется рассматривать для каждого уровня иерархии все элементы множества решений. ЛПР на каждом из этапов выбирает одно из решений полученного подмножества, основываясь на своем опыте. В начале каждого 1-го этапа проектирования па функциональном аспекте создаются функции выбора /""тэт;' которые помимо исходных содержат дополнительно сформулированные требования по результатам анализа решений выполнения предшествующих этапов.

Таким образом, отсекаются от исходного Л'/*полного множества с помощью лингвистических переменных и части численных данных решения, не удовлетворяющие исходным и дополнительным требованиям. Число и последовательность этапов обусловлены необходимостью получения всех необходимых данных для решения задач очередного этапа. Принципиальный отказ от нахождения только одного "оптимального" решения обусловлен невозможностью учесть на 1-м этапе проектирования все нюансы ограничений и требований последующих аспектов и этапов. Например, структура может быть отвергнута на конструкторском или технологическом аспекте. Поэтому задачи всех аспектов решаются с небольшим сдвигом по времени параллельно.

Чтобы вновь возникшие данные или ограничения можно было оперативно учесть, введены контуры обратной связи на всех аспектах и этапах. Возврат на 1-й этап сопровождается добавлением на функциональном аспекте в функции выбора предыдущего аспекта нового ограничения или требования, что просто сузит область решений этого этапа и упростит задачу выбора ЛПР.

Если же вновь возникшее требование не может быть реализовано на множестве решений /-го этапа, то по контуру обратной связи оно может быть решено па соответствующем аспекте этого же этапа или же на этапе / - 1, / - 2,1.

Заметим, что эта технология существенно сокращает время проектирования, что особенно важно в областях с высоким уровнем конкуренции, например для электронных систем. Обратите внимание на особенность подхода: проектирование идет от функций выбора с малым числом критериев к большему их числу, что прямо противоположно традиционным методам оптимизации.

Если бы процесс проектирования был нацелен на выработку самого лучшего решения, то в результате задача синтеза множества эффективных структур вообще не могла быть решена в рамках такого подхода.

Как показали исследования качества электронных систем, оно определяется прежде всего их структурой. На конструкторском и технологическом аспектах невозможно улучшить качество системы с плохой структурой. Более того, на последующих аспектах качество системы может только ухудшиться из-за внесения различных дополнительных элементов и связей, отсутствовавших в решениях структурного аспекта.

Рассмотрим этапы проектирования (см. рис. 6.9).

Прежде чем проектировать объект, необходимо по возможности формализовать исходные требования Ртэт, сформулированные потребителями и ЛПР на каждом аспекте проектирования. На первом и последующих этапах функционального аспекта /^-эт формируются для остальных аспектов многоцелевые функции выбора, которые образуют семиэтапное сито с изменяющимися от этапа к этапу размерами и формой ячеек для выделения из множества универсум 11п возможных вариантов объектов, только удовлетворяющих ТЭТ.

Первый этап — синтез целей и их моделей, формализация свойств и ограничений т^эт> второй этап — синтез принципов построения КР,:, третий — аппроксимация А (создание идеального облика (обликов), плана, характеристик предмета проектирования); четвертый — синтез способов построения БМе{, пятый — синтез структуры 5д~р; шестой и седьмой — соответственно синтез параметров орар синтез допусков 5Го/.

Необходимо отмстить, что из-за различия языков описания, а также от зависимости формализации и уточнения целей предшествующих задач от последующих в метамодели введены контуры обратной связи па всех этапах и аспектах. Это увеличивает число ограничений в ТЭТ и решает проблему перехода от полной задачи к линейной.

Все этапы проектирования в литературе часто называют просто синтезом без уточнения предмета синтеза, из-за чего иногда возникают недоразумения. На этапах 1—5 решаются задачи синтеза структур, а на двух последних — осуществляют синтез параметров.

Третий, шестой и седьмой этапы проектирования совпадают по целям с этапами 3—8 подхода Растригина, имеют развитый математический аппарат и решаются достаточно успешно при решении технических задач.

Заметим, что совершенствованию именно этих методов посвящается большинство публикаций но синтезу. Остальные этапы по сложности значительно превосходят вышеупомянутые и относят к разряду изобретательских: синтез оригинальной структуры, нового способа и принципа является основанием для патентования соответственно устройства и способа. Третий этап для художественных и дизайнерских задач также относится к изобретательским, хотя основа в них достаточно технична.

Формулировка и формализация целей в настоящее время ближе к искусству, чем к алгоритмизируемым шагам, хотя и здесь можно сослаться на работы [1], [15] и др., в которых описаны подходы и методики, позволяющие с большим или меньшим успехом решать эти задачи в разных областях человеческой деятельности.

Представим формально процесс проектирования [7], [8] в виде отображения П, имеющего область определения на множестве значений ТЭТ, а область значений имеет во множестве структур К*р, во множестве значений параметров X* их элементов, допустимых по ТЭТ, и во множестве допусков й*ты на технологический разброс параметров X* элементов.

Излагаемая ниже процедура проектирования имеет общий характер и применима для проектирования электронных устройств, систем управления, портфеля ценных бумаг, проектирования системы "оператор — ЭВМ", пошива одежды, построения художественных картин, разработки методик лечения больных, создания баз знаний, методик обучения (см. ссылки в [15], [18]).

Представим формально процесс проектирования в виде отображения П, имеющего область определения на множестве значений ТЭТ. Отображение П представим композицией (теоретическое обоснование дано в |16, 19]) промежуточных отображений:

где Fj3T — потребность в новом объекте, выраженная через технологические, технические, эксплуатационные, экономические, экологические и эргономические требования; SPr — синтез (выбор) множества принципов построения; SA — синтез функций, аппроксимирующих характеристики объекта; SMet — синтез множества способов построения (Met от metods); SApf) — синтез множества структур объекта для каждого способа; SPar — синтез параметров элементов для выбранной ЛПР структуры; STo[— синтез допусков (tolerance) па параметры элементов; о — символ композиции.

Начинают процесс проектирования с выполнения отображения /-"тэт* которое описывает процесс постепенной формализации ТЭТ для всех последующих этапов, делая ТЭТ все более детальными.

где F(as) — совокупность функций выбора для каждого аспекта проектирования. Все они содержат функциональные соотношения, условия и ограничения в задачах выбора решений.

Начинают процесс проектирования с функционального аспекта, преобразуя ТЭТ в функциональные соотношения и разделяя их по аспектам. В результате после каждого /-го этапа проектирования выполняется формирование повой функции выбора ^тэт(/+у'с большим числом критериев в функциях (6.41) и на меньшей мощности множества решений.

Таким образом, процесс поэтапной формализации выполняется для всех последующих этапов, увеличивая мощность множества ТЭТ, делая его все более детальным:

где ґ£у;- — і-я функция выбора в решении задач на г-ом этапе. В результате выполнения отображения (6.42) будут формироваться функции выбора для каждого из аспектов, а в целом образуется Вперед последовательность этапов:

При этом для каждого этапа г и аспекта формируется принцип эффективности (£/;), отражающий представление ЛПР о качестве проектируемой структуры данного этапа. Эти принципы управляют процессом синтеза и постепенно выделяют из совокупности всех возможных структур (из множества универсум 11п) подмножество все меньшей мощности.

После построения функции выбора для первого этапа реализуется отображение 5,,,, которое соответствует синтезу или выбору одного из известных принципов построения проектируемой структуры. В настоящее время широко используются следующие принципы: последовательный и параллельный, с обратной связью, распределенный, иерархический и т.д. (для больших систем это иерархия уровней главного, функционального, элементного с повторением этих же уровней иерархии при дальнейшей декомпозиции второго и третьего уровней).

Универсальность модели состоит в том, что для каждого уровня проектирования системы справедлива композиция (6.44). Поэтому проектирование начинают с синтеза структур, использующих простейшие элементы и создающих набор компонентов и (или) подсистем для выполнения необходимых операций более высокого уровня. Очевидно, что компоненты и подсистемы выполняют роль простейших элементов для вышестоящего уровня.

Таким образом, образуется иерархия уровней проектирования и иерархия элементов базы знаний для разных уровней проектирования.

Отображение имеет область определения на множестве ТЭТ и универсальном множестве структур Ки„, а значение — во множестве версий структур КРгс Кц„, способных реализовать синтезированный принцип. Синтез ведется под управлением функции выбора являющейся математическим выражением принципа эффективности £/,:

где — функция выбора в задаче синтеза множества принципов построения.

Как показали исследования, сравнение синтезированных принципов целесообразно осуществлять по их функции относительной чувствительности. В частности, при параллельном принципе построения и с контурами обратной связи чувствительность можно существенно уменьшить, при этом качество (надежность, стабильность, повторяемость характеристик и параметров и т.п.) системы улучшается, хотя возможно увеличение ее стоимости.

Отображение 5Л соответствует этапу формального описания вида объекта проектирования, некоторых его характеристик или параметров. В необходимых случаях можно прибегнуть к теории аппроксимации желаемого вида характеристик и параметров объекта. Например, можно использовать полиномиальную аппроксимацию полиномами Чебытнева, Баттерворта, Бесселя и др. Такими средствами будет создана математическая модель объекта проектирования. Для технических систем это достаточно частый путь создания моделей.

Отображение имеет область определения на множестве значений КРг и функции выбора Р^2, задающей критерии оптимальной аппроксимации и физической реализуемости на заданных в ТЭТ ограничениях и элементном базисе. В результате решения задачи РЕ^2, (КРп £/2), выделяют из множества КРг подмножество версий моделей структур КЛу а область значений — во множестве функций заданного класса 0(2,, р) (формальных описаний вида всего объекта, каких-то его частей, сторон или характеристик).

Где р — комплексная переменная ^ — вектор коэффициентов.

Оператор синтеза способов построения структур 5Л/е, выделяет из множества КА подмножество КрШ структур. Они реализуют не только синтезированный принцип построения, но и удовлетворяют заданным ТЭТ — ^3 и функции

о(г, р), т.е.

где область значений является множеством способов построения структур КрШ={К Ш}),] = (, 2,ц).

Способ построения КрМе^ — это то, что в патентной литературе называют способом, но, в отличие от патента, здесь он должен быть изложен не столько вербально, сколько с помощью алфавита описания структур Кл, некоторых параметров функции В(2, р) и ТЭТ, задающих функции выбора Фактически это означает, что коэффициенты г-, а Z представляются в виде некоторых структур, анализ которых с помощью функции выбора позволяет выбрать эффективные.

Дальнейшее уменьшение мощности множества КрШг достигается с помощью структурного анализа и выделения из множества эффективного, па взгляд ЛПР, способа У, предназначенного для последующей реализации в процедуре синтеза 5Л/;/, множества возможных структур:

Выполнение этого отображения порождает множество эквивалентных с точки зрения области значений 8Лрр структур КрАрр = {Кр> Кръ ■•■> КРУ >•

Каждая из этих /"структур описывается функцией

где их(р) и и(р) — входные и выходные материальные потоки. Вид и порядок полиномов числителя и знаменателя функции совпадают с соответствующими коэффициентами полиномов функции (6.46).

Последнее множество КрЛрр совместно с исходными ТЭТ является областью определения отображения имеющее область значений во множестве эффективных структур с оптимальными параметрами X*:

Схемотехническое проектирование завершает этап определения допусков на параметры элементов. Этап описывается отображением 5Го/> имеющим область определения на множестве X* эффективной структуры, а область значений во множестве г/*I, или

Полная реализация системного подхода осуществляется, если на каждом шаге процедуры проектирования порождается множество эффективных решений, предоставляя тем самым возможность проводить поиск эффективных решений па последующих шагах синтеза.

Ниже приведены примеры применения теории структурного синтеза в различных областях, иллюстрирующие единство методологии.

Синтез структур электронных цепей, описываемых линейными, кусочно-линейными, динамическими и статическими уравнениями с постоянными и переменными во времени параметрами. Рассмотрим особенности процедуры (6.42) для этого класса систем. Этапы (6.43) и (6.44) решаются так же, как и выше. В результате выполнения отображения (6.46) получают функцию (чаще всего передаточную) 0(/, р), описывающую желаемую временную, частотную или фазовую характеристики синтезируемого устройства. Здесь удобно использовать преобразование Лапласа, которое позволяет относительно просто перейти во временную или частотную область в зависимости от решаемой задачи. В общем случае вид этой функции следующий:

где р — оператор Лапласа; г; — числа.

Заметим, функцию (6.52) нельзя было построить раньше определения принципа построения. Теперь известен вид математической модели проектируемого устройства и класс, к которому оно относится. Математической моделью всего класса является функция (6.47), совпадающая по виду с функцией (6.50), но имеющая символьные коэффициенты 6,- и а;.

С помощью отображения (6.45) порождаются способы построения структур систем и устройств Крт, вся совокупность которых и образует класс. Число независимых способов чаще всего невелико, но все возможные их сочетания могут составить внушительное число. Поэтому уже здесь необходим структурный анализ с целью сравнения их между собой и выделения эффективных с точки зрения ТЭТ способов.

Конструирование способов, их исчисление основаны на представлении коэффициентов Ь] и а; в виде некоторых структур — слагаемых, создаваемых элементами будущей системы. Для электронных схем доказано, что способы описывают структуру формирования коэффициентов функции (6.47) с помощью алгебраических операций сложения, вычитания и умножения. Эти операции (правила объединения) выполняются с символами элементов схем (размерными и безразмерными величинами, отражающими, например, проводимость или безразмерный коэффициент передачи).

Поэтому порождаемая ТЭТ функция выбора ^3 (правила вывода) выражается через взаимосвязи и структуру этих коэффициентов. Конечно, функция не могла быть составлена до решения задачи (6.50). Если же пропустить этап (6.45) и сразу же перейти к (6.46), то не будет решаться задача ^£у. Совокупность правил объединения и вывода образует исчисление способов построения. Их сравнение осуществляют по степени выполнения ТЭТ и по значениям функций относительной чувствительности. Последние характеризуют параметрическую надежность, стабильность характеристик, их повторяемость при изготовлении, динамический диапазон сигналов и уровень шумов [7, 20]. Иными словами, минимизация функций относительной чувствительности к изменению параметров всех элементов схем приводит к улучшению большинства показателей качества эффективные способы будут использованы в процедурах (6.46). Каждый способ для данного уровня образует подкласс эквивалентных структур, среди которых в дальнейшем только часть окажется эффективной из-за того, что на данном уровне иерархии часто еще невозможно учесть детальные конструкторские, технологические и т.п. требования.

Областью значений отображения (6.46) является множество схем, описываемых функцией, совпадающей по виду с функцией (6.52). Неявное задание множества схем является исчислением, которое описано ниже. Комбинаторные алгоритмы порождения неизоморфных схем Кр{р) основаны на теории графов и представляют собой композицию, вызывающую целый ряд последовательных процедур

синтеза ненаправленных 5Г и направленных 5Адк, 5Вь графов, отражающих соответственно структуру пассивной части схемы, контуры обратной связи и пути прохождения сигналов. Именно последние два графа в основном отражают способы построения системы. Раскраска 5Л|] графа Г в цвета элементов, допустимых по ТЭТ, и совмещение ,5гВ) его с графами, описывающих собственное поведение системы (ГЛ) и пути прохождения сигнала от входа к выходу (Гв), ведется под управлением функции выбора Тщ^ Преобразование (5ги) полученного графа в смешанный позволяет по нему легко построить схему.

Для выполнения процедур не требуется иметь какие-либо сведения о структуре будущей схемы, но и не отвергается использование уже накопленного опыта и знаний.

Последним этапом синтеза структуры является построение принципиальной схемы устройства 5ц/ по смешанному графу, которое необходимо сделать для выполнения синтеза конструкции. Операция построения схемы по графу тривиальна.

При выполнении каждого оператора процедуры (6.53) необходимо контролировать соблюдение РЕус помощью структурного и символьного анализов, а также анализа чувствительности. В результате становятся известными предельно достижимые характеристики и вторичные параметры устройства, соответствие их, а также структуры критериям эффективности. В случае невыполнения критериев возвращаются на один шаг назад и повторяют процедуру с учетом полученного опыта. Иногда ТЭТ таковы, что невозможность их выполнения выясняется только на уровне Кр, тогда необходимо подняться на более высокий уровень иерархии и выбрать другой способ построения или изменить ТЭТ. Отметим, что была разработана синтезированная универсальная (в смысле возможного элементного базиса и размерности реализуемых коэффициентов) каноническая по числу узлов и элементов исходная схема. Анализ более 2000 электронных схем различного назначения показал, что более 87% из них были порождены из исходной. Авторам этих схем она не была известна, а поэтому потребовала от разработчиков немалого времени и усилий, чтобы решить свою задачу. Важно также то, что среди проанализированных схем были аналоговые и цифровые, линейные и нелинейные, с постоянными и переменными во времени параметрами устройства. Это обстоятельство, конечно, имеет большое методическое значение, так как формирует системное видение и взаимосвязь различных устройств, а кроме того позволяет чаще всего пропустить первые две процедуры (5Г, ^ап)' что Ускоряет синтез.

Таким образом, для получения множества Кр разработаны процедуры синтеза, для которых достаточно сведений, имеющихся в ТЭТ. Следовательно, чем более подробно будут сформулированы ТЭТ и чем более полно будут указаны недостатки известной схемы-прототипа, тем более качественное решение и за меньшее время будет получено. Заметим, пропуская этап (8), как это делается в методах прямой реализации, не реализуют Рул и Рщ На этом системный синтез структур (555) заканчивается и кратко его можно описать в виде композиции:

Когда говорят о процедуре проектирования снизу, то неявно предполагают, что известны принципы построения и аппроксимирующая функция, задающая идеальный "облик" системы или устройства. Затем необходимо решать задачи (6.46) и (6.45), но в этом случае без критериев ¥щ и ^уони становятся совершенно неподъемными из-за очень большого числа вариантов.

Реализация отображения (6.47), т.е. расчет параметров элементов состоит в том, чтобы решить систему нелинейных алгебраических уравнений и неравенств — ограничений, получаемых путем уравнивания соответствующих коэффициентов в передаточных функциях В(2, р) и Кр(р). Обычно задача решается с использованием методов оптимизации. Критерию /•£/■ 5 удовлетворяют далеко не все схемы из Кр, поэтому К'р с Кр

Схемотехническое проектирование завершает этап определения допусков на параметры элементов, осуществляемый отображением (6.49), в котором Рщ-6 — отражает компромисс между стоимостью и допуском на изготовление элементов, а также технологические ограничения на допуски.

Полученное множество эффективных схем оставляет конструктору печатной платы, чипа, технологу интегральной схемы возможность находить эффективные решения на своем уровне. Это приведет к дальнейшему уменьшению мощности множества схем К',,.

Итак, декомпозиция (3) построена так, что ее отображения структурируют цели синтеза и выделяют пути их решения, не требуя априорных знаний о будущей схеме. Одновременно видна большая важность формализации ТЭТ.

Системность подхода обеспечивает открытость системы проектирования, применимость к различным областям деятельности, накопление знаний и опыта, предполагает, но не обязывает проводить оптимизацию на всех этапах.

Накопление знаний и опыта в такой системе проектирования достаточно эффективно, так как запоминаются из ТЭТ предельные значения характеристик и параметров, реализованных схем, уровень выполнения ограничений; принципы, эффективные способы и схемы; конструкторские и технологические решения.

Опишем методы формализации технических требований (ТТ), которые играют важнейшую роль в процессе проектирования. Охарактеризуем типовые ТТ.

ТТ определяют: а) вид и параметры выходных сигналов и характеристик (время задержки, частоту генерации, добротность пулей и полюсов передаточной функции, амплитудно-частотную, фазовую, временную и т.д. характеристики); б) порядок системы дифференциальных уравнений проектируемого устройства (порядок аппроксимирующей передаточной функции В(2, р) и наличие в определителях системы уравнений действительных, комплексно-сопряженных и мнимых корней); в) условия перестройки параметров (в том числе электронной); г) стабильность характеристик при изменении условий окружающей среды; д) слабую зависимость расстояния между нулями и полюсами от параметров элементов; с) набор элементов, из которых производится синтез схемы; ж) удобство тестирования работы устройства.