Владимир Петров - Структурный анализ систем

Воспользуемся схемой (4.20). Заменяем В 1на В 2, в котором имеется возможность управлять выходным полем П ” 1.

Решение задачи

Недостаток может быть устранен заменой диода В 1тиристором В 2. Тиристор выполняет ту же функцию, что и диод (пропускает ток в одну сторону и не пускает в другую), но имеет еще один управляемый вход. Если на управляющий вход не подать ток П “„ 1 открытия, то тиристор не пропустит ток даже в прямом направлении. Но стоит подать хоть краткий импульс, как он тотчас открывается и остается открытым до тех пор, пока есть прямое напряжение. Если напряжение снять или поменять полярность, то тиристор закроется.

Поле П “„ 1 — ток открытия (электрическое поле).

Вид технологического эффекта (физического, химического, биологического и математического, в частности геометрического), который необходимо использовать в веполе, определяется следующим образом.

Если вещество В 1преобразует одно поле П 1в другое П 2или изменяет параметры поля П »на П »», то название искомого технологического эффектаполучают соединением полей (5.1) и (5.2).

В соответствие с этим определяется не только структура будущего решения, но и вид технологического эффекта (глава 1), который нужно использовать, т. е. вепольный анализ является инструментом также для нахождения нужных технологических эффектов (физических, химических, биологических или математических) при решении конкретных задач. Окончательный поиск нужного эффекта осуществляется с помощью указателей эффектов.

Приведем пример на использование схемы (5.1).

Пример 5.1. Микрофон

Микрофон В 1переводит звуковые колебания (акустическое поле) П 1(П акуст) в электрические П 2(П электр).

Название необходимого эффекта — акустоэлектрический (5.3), по указателю физических эффектов находим подходящие эффекты — пьезоэлектрическийили сегнетоэлектрический эффекты.

Приведем пример на использование схемы (5.2).

Пример 5.2. Эхолокатор

Ультразвуковые исследования (УЗИ) или эхолокатор работают следующим образом. Посылается ультразвуковой (акустический) сигнал П », который отражается от исследуемого объекта В 1и принимается отраженный ультразвуковой (акустический) сигнал П »», содержащий информацию об исследуемом объекте.

Где:

В 1 — исследуемый объект;

П « — посылаемый сигнал (акустическое поле);

П «» — отраженный сигнал (акустическое поле).

На подобном принципе (отраженный сигнал) работает радар.

Закон увеличения степени вепольности заключается в том, что любая система в своем развитии стремится стать более вепольной, т. е. должна повышаться степень вепольности.

Первоначально этот закон был разработан Г. С. Альтшуллером. Ниже будет представлен закон увеличения степени вепольности в усовершенствованном автором виде.

Закон включает тенденции, описывающие последовательность изменения структуры и элементов (веществ и полей) веполей с целью получения более управляемых технических систем , т. е. более идеальных систем. При этом в процессе изменения необходимо осуществлять согласование веществ, полей и структуры .

Общая тенденция развития веполей показана на рис. 6.1. Она представляет собой переходы: от невепольнойсистемы к простомувеполю; на следующем этапе происходит изменениеи последующее согласованиевеществ и полей; затем изменениеструктуры веполя; и, в конце концов, переход к форсированномувеполю.

Форсированный — это максимально управляемый веполь.

Таким образом, в тенденциях развития веполей можно выделить тенденцию построения веполей. Другие тенденции вепольного анализа рассматривают преобразование веполей с целью повышения эффективности технических системили ликвидации в них вредных связей. Они являются следствием закона увеличения степени вепольности технических систем. При преобразовании в веполях могут изменяться элементы(вещества и поля) и структура. Эти изменениямогут осуществляться частичноили полностью, в пространстве, во времениили по условию. Общая тенденция представлена на рис. 6.1‒6.5.

Рис. 6.1. Общая тенденция развития веполей

Рис. 6.2. Тенденция изменения структуры веполя

Рис. 6.3. Тенденция изменения комплексного веполя

Рис. 6.4. Тенденция изменения сложного веполя

Рис. 6.5. Тенденция изменения форсированного веполя

Первая тенденция развития веполей — достройка (построение) веполей , т. е. переход от невепольной к вепольной системе, была рассмотрена выше (п. 3.3) как основное правило вепольного анализа и описывается схемой (3.16). В результате получаем простой веполь .

Изменение веществ (В) и полей (П) начинается с подбора или вещества,«отзывчивого» на имеющееся поле, или поля, «отзывчивого» на имеющееся вещество, или «отзывчивой» пары ( вещество‒поле ). Подбирая «отзывчивые» вещества и поля, мы осуществляем их согласование.

Понятие «отзывчивости» мы рассматривали в главе 1.

Практически после построения веполя целесообразно подобрать другие, более подходящие вещества или поля, и после их замены согласовать вновь введенные с имеющимися элементами, т. е. подобрать «отзывчивые» вещества и поля.

Замена веществ и полейв веполе осуществляется для улучшения функциональности системы. При замене подбираются отзывчивые вещество и поле, лучше выполняющие главную функцию системы.

Иногда изменение веществ и полей достаточно для повышения эффективности системы.

Дальнейшее развитие системы идет путем изменения структуры и использования форсированных веполей . После каждого изменения необходимо делать согласование.

Тенденция изменения структурывеполя показана на рис. 6.2 и представляет собой переход от простого веполя к комплексному и от комплексного к сложному веполю . Это осуществляется в первую очередь за счет увеличения числа связей между элементами и их количества.

В свою очередь, тенденция развития комплексного веполя, показанная на рис. 6.3, представляет собой переход от внутреннего комплексного веполя к внешнему комплексному веполю и к комплексному веполю на внешней среде . Она подробно рассмотрена в п. 5.3.3.