31311

Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Дипломная

Информатика, кибернетика и программирование

В данном дипломном проекте рассматривается Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. В экономической части дается техникоэкономическое обоснование разработки Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости проводится расчет ее сметной стоимости и стоимости эксплуатации.1 Описание предметной области по характеристикам и частотным показателям качества САУ .

Русский

2013-08-28

3.05 MB

6 чел.

Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский университет
«Высшая школа экономики»

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"

Факультет электроники и телекоммуникаций

Кафедра _________________________

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

На тему: «Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет» 

Студент группы №  А-91

   Брегер Юлия Дмитриена

                      

Руководитель ВКР

___________________________

   (должность, звание, Ф.И.О.)

Консультант**

___________________________

   (должность, звание, Ф.И.О.)

Москва, 20__

Аннотация

 В данном дипломном проекте рассматривается Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. Приводятся основные вопросы создания данной Интернет – подсистемы:

          - структура Интернет – подсистемы;

          - структура меню Интернет – подсистемы;

          - методики обучения;

          - методика допуска к лабораторному исследованию;

          - методика лабораторного исследования;

          - алгоритмическое обеспечение;

          - программное обеспечение.

При проектировании данной подсистемы и оформлении дипломного проекта было использовано следующее техническое и программное обеспечение:

-  персональный компьютер семейства x86;
-  операционная система Windows XP;
-  сервер Apache Server 2.2.4 for Windows;
-  СУБД MySQL 5.5.68
-  язык программирования PHP 5.2.4;
-  html-редактор NetBeans IDE;
-  текстовый редактор MS Word 2007.

В проекте так же рассматриваются технологический процесс изготовления эпитаксиально – планарного транзистора и изготовления приборов (ИМС) по КМДП технологии.

В разделе охраны труда оцениваются возможные опасные и вредные факторы при разработке программного продукта и их влияние на разработчика, а также меры по защите от них воздействия.

В экологическо части рассматривается влияние ультрафиолетового излучения на организм человека и способы защиты от УФИ.

В экономической части дается технико-экономическое обоснование разработки Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости, проводится расчет ее сметной стоимости и стоимости эксплуатации.

Содержание.

Содержание...............................................................................................

5

Введение...................................................................................................

6

1.

Специальная часть................................................................................

10

1.1

Описание предметной области по характеристикам и частотным показателям качества САУ ...……………

11

1.2

Обоснование выбора программных и технических средств Интернет – подсистемы………………………………………………..

20

1.3

Разработка структуры Интернет - подсистемы для исследования устойчивости САУ ………………………………………

24

1.4

Разработка структуры меню Интернет - подсистемы для исследования устойчивости САУ …………………………………

24

1.5

Разработка методики обучения в Интернет - подсистеме для исследования устойчивости САУ  ……………………..

35

1.6

Разработка методики допуска к лабораторному исследованию устойчивости в Интернет - подсистеме ……..

41

1.7

Разработка методики лабораторного исследования устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости в Интернет - подсистеме   ……

47

1.8

Разработка алгоритмического обеспечения Интернет - подсистемы для исследования устойчивости САУ …………………………………

53

1.9

Разработка программного обеспечения Интернет - подсистемы для исследования устойчивости САУ ………………………………………

60

1.10

Руководство разработчика Интернет - подсистемы для исследования устойчивости САУ ……………………………………… …

64

1.11

Руководство пользователя Интернет - подсистемы для исследования устойчивости САУ ……………………………………… …

67

2.

Конструктивно – технологическая  часть.......................….............

66

2.1

Технологический процесс изготовления приборов (ИМС) по КМДП технологии……………………..…...………………...………...

67

2.2

Технологический процесс изготовления эпитаксиально – планарного транзистора

70

3.

Охрана труда………………………………………………………………….

75

3.1

Оценка опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияние на пользователя……………………………………………….                               

76

3.2

Методы и способы защиты пользователя от воздействия опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ………………………….

82

4.

Экологическая часть……………………………………………………….

88

4.1

Влияние УФИ на организм человека и способы защиты

87

91

5.          

Заключение

Литература

Введение

За последние несколько лет, в российской и зарубежной системах образования произошли существенные изменения, тесно связанные  с развитием науки и техники, и научно-технического прогресса в целом. В основном процессе обучения все больше и больше заметна направленность на компьютерные  и интернет технологии. Важную роль начинает играть дистанционное обучение (ДО), как более удобное и более дешевое средство обучения, по сравнению с обычными методами.

В XXI веке, веке высоких технологий дистанционное образование – очень актуальная тема, ведь оно способно очень вовремя и адекватно реагировать на изменения в развитии технологий, науки, потребностей общества.

А ведь действительно, ДО – это достаточно удобная, практичная и необходимая в наше время система. Она располагает возможностями обучения практически неограниченного количества человек, по различным специальностям. Данная система подходит как для среднего, так и для высшего образования.  Одно из главных удобств ДО – это то, что возможен непрерывный обмен информации, в не зависимости от местонахождения человека, времени суток, и, как следствие, непрерывный процесс самообучения в любой удобный момент. ДО позволяет обучаться всем желающим, вне зависимости от социального статуса, т.к она значительно более дешевая, по сравнению со стандартными и устаревшими методами образования. Соответственно, ДО получило широкое распространение в системе образования: в школах, институтах, различных образовательных курсах.

Таким образом можно выделить плюсы дистанционного образования:

- обучающийся может находиться в любом удобном ему месте

- обучающийся имеет возможность сам выбирать удобное для обучения время

- обучение индивидуально

-  возможность одновременного обучения большого количества человек

- повышение качества обучения (за счет Интернета, электронных библиотек и т.д.)

- повышение эффективности самостоятельной работы

- реализация новых форм и методов обучения

- удобный и быстрый доступ к необходимому для обучения материалу.

Для Российской Федерации, с ее огромными территориями и рассредоточением населения, дистанционная форма образования представляется одним из основных достижении. В России из 67 161 школы лишь 20 623 (30%) расположены в городах, а 46 538 (70%) — в сельской местности. Молодежь 1 868 районов страны не имеет возможности получить образование, отвечающее отечественным и мировым стандартам.

Дистанционное обучение очень тесно связано с таким понятием как «дистанционное образование». Разница этих понятий заключается в том, что дистанционное обучение – это процесс, когда знания передаются, а дистанционное образование – это непосредственно процесс получения новых знаний.

Главное место в системе ДО  - это новые компьютерные технологии, электронные библиотеки и компьютерные учебники.

Компьютерный учебник, как и материал по предмету обучения должен содержать в себе весь основной материал по данной дисциплине. Кроме того, он должен быть удобен для пользователя: должно быть четко составленное оглавление, возможность в быстром доступе вывести на экран компьютера необходимую страницу, ключевые слова и определения, формулы и графики должны быть ярко выделены в тексте, что облегчает систему поиска информации. Все графики и иллюстрации должны быть ярко оформлены и построены в соответствующей динамике, в целях повышения внимания обучающегося человека.

Меню компьютерного учебника (учебного пособия), должно включать в себя блок теорий, вопросы для самоконтроля и самопроверки. К вопросам для самоконтроля необходимы ответы, чтобы обучающийся мог сам оценить уровень подготовки и степень освоенности материала, и при необходимости повторно изучить интересующий его раздел.

Существует два способа получения информации в ДО:

- синхронные учебные системы , т.е системы в реальном времени (on-line)

- асинхронные системы, т.е системы of-line.

Синхронные системы представляют собой участие в процессе обучения как преподавателя, так и обучающегося одновременно.

Асинхронные системы, напротив, ориентированы на то, что преподаватель и обучающийся не должны одновременно участвовать в процессе обучения.

Существует такое понятие как «смешанные системы» - в которых используются как элементы синхронного обучения, так и асинхронного.

По способу передачи данных можно назвать такие формы ДО как:

- распространение печатных материалов, электронных учебников по электронной почте;

- распространение аудио-,видео-;

- видео конференции;

- телеконференции Usenet, IRC;

- через web-страницы.

В настоящее время заметно, что Интернет практически полностью вытесняет различные формы ДО. Это связано с тем, что :

- подключение и пользование Интернет-технологиями является достаточно простым, удобным и дешевым средством;

- подключение к Интернет – не вызывает трудностей у обучающихся;

- низкая стоимость подключения.

- возможность заочного образования.

Так как мы живем в веке высоких технологий, то такие понятия как обучение на расстоянии, компьютеры, компьютерные сети, подключение и выход в интернет и т.д не являются чем-то трудновыполнимым. Соответственно, ДО приобретает все более распространенный характер. Главной задачей, на данный момент является расширение и улучшение качества ДО, а так же внедрение ДО в различные сферы обучения.

Исходя из всего вышесказанного, описанная в данном дипломном проекте обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет, является очень актуальной. С ее помощью можно обучать студентов, контролировать их знания и проводить лабораторные работы на расстоянии. В этой работе для примера в качестве базы знаний была выбрана база знаний по частотным характеристикам САУ и критериям их устойчивости. Но к данной Интернет – подсистеме можно подключить любую базу знаний, что позволит применять подсистему в различных учебных программах.

1.СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В специальной части приводится исчерпывающая информация по проектированию и разработке обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. Приводятся так же сведения о структуре данных системы, алгоритмы программ, структура подсистемы и проводится обоснование выбора программных и технических средств:

описание предметной области;

обоснование выбора программных и инструментальных средств для реализации Интернет – подсистемы;

описание структуры обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет;

описание структуры меню обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет;

методика проведения обучения по исследования устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости;

методика допуска к лабораторному исследованию;

методика лабораторного исследования обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет;

алгоритмическое обеспечение Интернет –  подсистемы по частотным характеристикам и критериям устойчивости САУ;

программное обеспечение Интернет –  подсистемы по частотным характеристикам и критериям устойчивости САУ;

инструкции пользователя и разработчика Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.
1.1. Описание предметной области по характеристикам замкнутых САУ

Совокупность объекта управления и средств автоматического управления называется системой автоматического управления (САУ). Основной задачей автоматического управления является поддержание определенного закона изменения одной или нескольких физических величин в объекте управления.

Основные задачи теории автоматического управления:

• анализ устойчивости, свойств, динамических показателей качества и точности САУ;

• синтез алгоритмов (аналитических выражений), описывающих САУ и обеспечивающих оптимальное качество управления;

• моделирование САУ с использованием компьютеров и универсальных либо специализированных (предметно-ориентированных) прикладных программ;

• проектирование САУ с использованием аппаратных средств вычислительной техники и их программного обеспечения (средств автоматизации программирования и проч.).

1.1.1.  Частотные и логарифмические характеристики САУ

Частотными характеристиками обыкновенной линейной САУ (рис.1.1) называется Формулы и графики, характеризующие реакцию системы на гармоническое входное воздействие в установившемся режиме.

Рис. 1.1

Гармоническое входное воздействие - это функция времени, которая может быть представлена в виде линейных комбинаций функций  и . Если на вход системы подать гармоническое воздействие

,

(1)

где амплитуда воздействия;   - угловая частота воздействия, то на выходе системы в установившемся режиме будет также гармоническая функция той же частоты ,  но в общем  случае сдвинутая по фазе относительно входной величины на угол , т.е.

,

(2)

где  - амплитуда выходной величины;  - сдвиг фаз между выходной и входной величинами.

Передаточные функции и уравнения замкнутой ситемы

Из цепи звеньев любой сложности, показанной на рисунке получается замкнутая система при помощи единичной отрицательной обратной связи. Эту братную связь называют главной в отличии от местных обратных связей, которые могут быть внутри в составе разомкнутой цепи звеньев.

Пусть имеются внешние воздействия: g(t) – задающее и f(t) – возмущающее. В общем случае могут быть введены несколько возмущающих воздействий, приложенных в разных местах системы.

Задана передаточная функция разомкнутой цепи:

                                                            

В виде отношения многочленов с единичными коэффициентами при младших членах, т.е.

 
                                                       

где K – общий коэффициент усиления разомкнутой системы.

Передаточные функции замкнутой системы записываются отдельно для каждой комбинации входа и выхода, а значит, и для каждого внешнего воздействия в отдельности.

Разделим каналы прохождения сигналов в сиситеме от каждого внешнего воздействия. Возмущающее воздействие f(t) может быть приложено в любом месте. Но, используя второе правило структурных преобразований всегда можно выделить ту часть схемы, через которую проходят сигналы от f(t) на выход x. Это показано на рисунке в виде передаточной функции M(s):

Для задающего воздействия g(t) схема прохождения сигналов сохраняется в полном виде W(s). На выходе имеем формально:

                                            
                                                                 

(на самом деле M(s) входит в общую схему как часть W(s))

Основные соотношения, следовательно, в изображениях по Лапласу будут иметь вид:

                                                             E=G-X            (1)

                                                       X=W(s)E+M(s)F.  (2)

В расчетах автоматических систем применяют три основных вида передаточных функций замкнутой системы.

1.Главная передаточная функция замкнутой системы ( при f(t)=0);

                                                            Ф(s) =

из формулы (1) и (2) при F=0 имеем:

                                                        X=W(s)(G - X),

откуда

                                           


2. Передаточная функция замкнутой системы для ошибки (при f(t) = 0);

                                                                   

По формуле (1)  получаем:

                                                        

откуда

                                       

3. Передаточная функция замкнутой системы по возмущающему воздействию (при g(t) = 0);

 

                                                            

Из формул  (1) и (2) при G = 0 имеем:

 

                                            X = W(s) ( -X) + M(s)F

откуда 

                                       

Где R(s) = L(s)M(s), причем многочлен R(s) зависит от места приложения возмущающего воздействия. Заметим, что поскольку при g(t) = 0 имеем E = - X, то передаточная функция замкнутой системы для ошибки по возмущающему воздействию    будет той же, что и для регулируемой величины  с точностью до знака.

Важно отметить, что знаменатель всех видов передаточной функции замнутой системы один и тот же.

Для наглядного представления частотных свойств САУ используются следующие частотные характеристики:

1) Амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧX) -это кривая, описываемая концом вектора  на комплексной плоскости U-V (годограф вектора ) при изменении частоты входного воздействия  от - до + (рис.1.2). Длина вектора, проведенного из начала координат в точку АФЧК, соответствующую какой-либо выбранной частоте , равна модулю  ЧПФ.

Угол между этим вектором и положительным направлением вещественной оси равен аргументу или фазе  ЧПФ. АФЧХ соответствует выражение (5).

Рис. 1.2.

Рис.1.3

Рис. 1.4

  1.  амплитудная частотная характеристика (ЯЧХ)  - это кривая
    изменения отношения амплитуд выходной и входной величин в зависимости от частоты  (рис.1.3). Она показывает, как пропускает САУ сигнал различной частоты. АЧХ соответствует выражение (8).
  2.  Фазовая частотная характеристика (ФЧХ)  - это кривая изменения сдвига фаз выходной величины по отношению к входной в зависимости от частоты  (рис.1.4). Она показывает фазовые сдвиги, вносимые САУ на различных  частотах. ФЧХ соответствует выражение (9).
  3.  Вещественная частотная характеристика (ВЧК) - это кривая, которой соответствует вещественная составляющая ЧПФ (рис.1.5) и выражение (6).
  4.  Мнимая частотная характеристика (МЧХ) - это кривая, которой
    соответствует мнимая составляющая ЧПФ (рис.1.6) и выражение (7).

Рис.1.5. Вещественная частотная характеристика – ВЧХ

Рис.1.6. Мнимая частотная характеристика – МЧХ

Кривые АФЧХ, ФЧХ, ВЧХ, МЧХ обладают свойством симметрии. Поэтому по результатам вычисления кривых для положительных частот можно построить кривые для всего диапазона частот , так как , , , . В связи с этим исследование звеньев (систем) можно проводить только в положительном диапазоне частот, тем более, что отрицательные частоты реально не существуют.

Исследование САУ значительно упрощается при использовании логарифмических частотных характеристик.

Логарифмическая амплитудная частотная характеристика (ЛАЧХ)  – это кривая (рис.1.7), построенная в логарифмическом масштабе частот в соответствии с выражением:

 

(10)

Единицей измерения величины , которая откладывается по оси ординат, является децибел. По оси абсцисс откладывается частота  в логарифмическом масштабе . Равномерной единицей по оси абсцисс является декада – это любой отрезок, на котором значение частоты увеличивается в 10 раз.

Рис.1.7. Логарифмическая амплитудная частотная характеристика.

Точка пересечения ЛАЧХ с осью абсцисс называется частотой среза . Она определяется из условия

  или  

(11)

Ось абсцисс () соответствует значению =l, т.е. прохождению амплитуды сигнала через САУ без изменения. Верхняя полуплоскость ЛАЧХ соответствует значениям , т.е. усилению амплитуды, а нижняя полуплоскость – значениям , т.е. ослаблению амплитуды. ЛАЧХ может быть приближенно построена в виде асимптотической ЛАЧХ, представляющей собой совокупность отрезков прямых линий (асимптот) с наклонами,  кратными величине 20 дб/дек.

Логарифмическая фазовая частотная характеристика (ЛФЧХ) - это кривая ФЧХ , построенная в логарифмическом масштабе частот (рис.8). Как и при построении ЛАЧХ по оси абсцисс откладывают значение частоты  в логарифмическом масштабе , а записывают действительное значение частоты. По оси ординат откладывают значении функции . Таким образом, ЛФЧХ – это зависимость  от логарифма частоты.

Рис.1.8. Логарифмическая фазовая частотная характеристика.

1.1.2. Частотные показатели (оценки) качества САУ

Частотными называются оценки качества, позволяющие по виду частотных характеристик замкнутой САУ количественно оценить запас устойчивости и быстродействие системы.

Величина запаса устойчивости показывает, насколько далеко находится САУ от колебательной границы устойчивости, за которой в системе возникают незатухающие автоколебания. Под быстродействием САУ понимается быстрота реагирования САУ на появление управляющих и возмущающих воздействий.

К числу основных частотных оценок качества САУ относятся:

  1.  запас устойчивости по амплитуде (или по модулю)  (в линейном
    масштабе) и  (в логарифмическом масштабе);
  2.  запас устойчивости по фазе  ;
  3.  показатель колебательности ;
  4.  резонансная частота ;
  5.  частота среза ;

6) частота , соответствующая полосе пропускания замкнутой системы.

Устойчивость замкнутой САУ зависит от расположения кривой АФЧХ разомкнутой системы  относительно критической точки с координатами. Чем ближе эта кривая проходит от критической точки, тем ближе замкнутая САУ к границе устойчивости. Поэтому запас устойчивости системы можно определять по удалению АФЧХ, разомкнутой системы  от критической точки . Для этой цели вводятся понятия запаса устойчивости по амплитуде (по модулю) и запаса устойчивости по фазе.

Запасом устойчивости по амплитуде называют минимальный отрезок действительной оси, характеризующий расстояние между критической точкой  и ближайшей к ней точкой пересечения кривой АФЧХ разомкнутой системы  с действительной осью (рис.1.9).

Запасом устойчивости по фазе  называют минимальный угол, образуемый радиусом, проходящим через точку пересечения кривой AФЧХ разомкнутой системы  с окружностью единичного радиуса с центром в начале координат, и отрицательной частью действительной оси (рис.1.9).

Рис. 1.9. Запас устойчивости по амплитуде

Рис. 1.10. Запас устойчивости по фазе

На рис.1.10. показано, как по логарифмическим частотным характеристикам разомкнутой системы можно найти запас устойчивости по амплитуде, выраженный в децибелах

дБ

(13)

и запас устойчивости по фазе

,

(14)

где  - значение ФЧХ разомкнутой системы при частоте среза .

-

(15)

угол, соответствующий модулю, равному единице

Для рассматриваемых характеристик можно, говорить и о запасах устойчивости по амплитуде  и ,   соответствующих частотам  и .

Система обладает необходимым запасом устойчивости, если она, удовлетворяя условию устойчивости, имеет значения модуля вектора , отличающиеся от единицы не менее чем на заданную величину , и фазу, отличающуюся от -180° не менее чем на величину  при частоте среза . По заданным значениям запаса устойчивости по амплитуде  и запаса устойчивости по фазе  может быть построена запретная область, в которую не должна заходить кривая АФЧХ разомкнутой САУ, обладающей требуемыми запасами устойчивости (рис.1.11)

Рис. 1.11.

Рис. 1.12.

Запас устойчивости системы также можно оценить по показатели колебательности. Показателем колебательности называется максимальное значение ординаты  АЧХ замкнутой системы при начальной ординате, равной единице, т.е. относительная высота резонансного пика АЧХ (рис.1.12)

(16)

По заданному значению показателя колебательности , обеспечивающему требуемый запас устойчивости САУ, может быть построена запретная область в виде окружности с радиусом R и с центром, смещенным влево от начала координат на величину C, которая охватывает точку  и внутрь которой не должна заходить кривая AФЧХ разомкнутой системы (рис,1.13).

(17)

(18)

Чем меньше запас устойчивости, тем больше склонность системы к колебаниям и тем выше резонансный пик АЧХ замкнутой САУ. Считается, что в хорошо демпфированных системах запас устойчивости по амплитуде  составляет примерно 6-20 дб, запас устойчивости по фазе  – около 30° – 60°, а показатель колебательности  не должен превосходить значений  1,1-1,5.

Рис. 1.13.

Быстродействие САУ количественно характеризуется следующими оценками качества, определяемыми по АЧХ замкнутой системы при начальной ординате, равной единице (рис.1.12):

1)  - резонансная частота, соответствующая резонансному пику АЧХ;

2) - частота  реза, соответствующая условию

(19)

3)  - частота, соответствующая полосе пропускания замкнутой системы и определяемая из условия

,

(20)

где использовано обозначение .

Допустимые значения  этих характерных частот, как и соответствующая им допустимая длительность переходного процесса , могут сильно меняться в зависимости от типа и назначения САУ

1.1.3. Оценка устойчивости САУ по ее частотным и логарифмическим частотным характеристикам

Понятие устойчивости САУ связано со способностью системы возвращаться в состояние равновесия после исчезновения внешних сил, которые вывели ее из этого состояния.

Оценка устойчивости САУ производится по алгебраическим или частотным критериям устойчивости, описанным в [1,2,3]. К частотным критериям устойчивости относятся:

  1.  критерий устойчивости Найквиста;
  2.  оценка устойчивости САУ по ее ЛЧХ.

Если в характеристический полином замкнутой САУ

(21)

где , – полиномы числителя и знаменателя передаточной функции разомкнутой системы , подставить значение , то получим характеристический комплекс .

(22)

где его вещественная  и мнимая  части определяются как:

(23)

(24)

а функции  и  представляют собой модуль и аргумент (фазу) характеристического комплекса

Критерий устойчивости Найквиста в общем случав формулируется следующим образом : - для устойчивости замкнутой САУ необходимо и достаточно, чтобы разность между числами положительных (сверху вниз) и отрицательных (снизу вверх) переходов AФЧХ разомкнутой системы  через ось абсцисс левее точки  при изменении частоты и от 0 до была равна , где k - число корней характеристического уравнения разомкнутой системы с положительной вещественной частью. При этом начальная точка характеристики на оси абсцисс левее точки  считается как половина перехода. Для систем, находящихся в разомкнутом состоянии на границе устойчивости, т.е. имеющих  нулевых корней характеристического уравнения, число k считается равным нулю, а АФЧX  берется с дополнением в бесконечности (рис. 1.15, 1.16, 1.17).

Рис.15.

Рис.16.

Рис.1.17.

На основании критерия устойчивости Найквиста могут быть сформулированы требования, которым должны удовлетворять логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы для того, чтобы она была устойчива в замкнутом состоянии. Это связано с тем, что в точках пересечения АФЧХ  отрезка  ЛАЧХ   положительна, а ЛФЧХ  пересекает прямую (-180°) снизу вверх (положительный перевод) или сверху вниз (отрицательный переход).

Требования к ЛАЧХ и ЛФЧХ в общем случае формулируются следующим образом: для устойчивости замкнутой САР необходимо и достаточно, чтобы разность между числами положительных и отрицательных переходов ЛФЧХ  разомкнутой системы через прямую (-180°) при тех значениях частоты , для которых ЛАЧХ  разомкнутой системы положительна, была равна , где k - число корней характеристического уравнения разомкнутой системы с положительной вещественной частью. При этом начало ЛФЧХ в бесконечно удаленной точке =0 на прямой (-180°) считается за половину перехода. В случае астатических систем (0) при подсчете точек пересечения ЛФЧХ с прямой (-180°)  надо иметь в виду, что если начало ЛФЧХ лежит ниже прямой (-180°) (что соответствует АФЧХ на рис,16), то в число отрицательных переходов надо включать бесконечно удаленную влево точку  =0.(рис 1.18)

Рис.1.18.


1.2. Обоснование выбора программных и технических средств для реализации Интернет – подсистемы

Под автоматизированной обучающей системой понимается функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процесса обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования.

Основные критерии:

       1. стоимость;

        2.мобильность (возможность использования на различных                  компьютерах);
                 3. сопоставимость времени, потраченного на изучение данного продукта и способов работы с ним и времени для достижения конечного результата;
                 4.возможность использования в дальнейшем.

АОС - это активная диалоговая система, которая непосредственно работает  с пользователем. Соответственно, при выборе программных средств выполняются следующие задачи:

        • наглядность представления графического материала. Для этого требуется  использовать среду, поддерживающую графические средства;
        • создание оконного интерфейса и системы меню, позволяющих управлять работой программы. Этот принцип реализуется с помощью объектно-ориентированного программирования, отличительной особенностью которого является возможность управлять ходом программы, событиями, генерируемыми пользователем.

  •  Также, при разработке интернет - систем  АОС перед программистом встает задача создания дружественного интерфейса всей системы, результат воздействия которого на отдельно взятого пользователя окажется определяющим фактором популярности системы в процессе эксплуатации.
    В наше время благодаря бурному развитию Интернета в программировании выделяют отдельное направление – Web-программирование, т.е. создание сценариев для Web.


Язык PHP – удобный и гибкий язык для программирования в Web. С помощью PHP можно написать 99% программ, которые обычно требуются в Интернете. Для оставшегося 1% придется использовать С или Perl(или другой универсальный язык ).
История языка PHP начинается с 1995 года, когда Расмус Лердорф (Rasmus Lerdorf) создал простой набор сценариев для анализа посещений Web-страницы с его резюме. Лердорф назвал свое творение Personal Home Page Tools и выложил его в свободный доступ. Вскоре его пакетом сценариев пользовалось уже несколько человек, и число желающих постоянно увеличивалось.
Положительные отзывы о пакете PHP вдохновили Расмуса на написание расширенной реализации тех же сценариев, дополненной средствами

  •  интерпретации данных форм HTML, и  которая к тому же могла работать с базами данных, что позволило пользователям разрабатывать простые приложения, генерирующие Web- страницу на лету.
    В конце 1997 года интерпретатор PHP был переписан двумя программистами
  •  израильского университета Зивом Сураски (Zeev Suraski) и Энди Гутмансом (Andi Gutmans), в результате чего на свет появилась версия РНР 3.0, завоевавшая большую популярность у разработчиков  Web – приложений.
    Версия  РНР версии 4 – была названа Zend Engine (по имени создателей Zeev и Andi). Естественно, широкая популярность, которую приобрел пакет PHP4, привела к тому, что требования к этому языку продолжали возрастать, и встроенных возможностей PHP стало не хватать.


В июле 2004 года выходит официальный релиз PHP5. В первую очередь переработке подвергся весь механизм работы с объектами. В языке PHP5 появилась система каскадной обработки исключений, позволяющая корректно обрабатывать исключительные ситуации, возникающие в процессе выполнения программ: например, неправильный ввод данных пользователем, ошибки соединения с СУБД или выполнения SQL-запросов и т.п.
Кроме того, используется новый, более эффективный диспетчер памяти. Добавлено множество новых функций для работы с массивами, потоками, файлами, строками. PHP обогатился рядом ценных расширений для работы с XML, различными источниками данных, генерации графики и т.д.
PHP обладает высокой производительностью и может использоваться со всеми наиболее распространенными Web – серверами, в том числе:

  •  Apache;
  •  Microsoft Internet Information Server;
  •  Microsoft Personal Web Server;
  •  FHTTPD;
  •  Caudium;
  •  Netscape Web –сервер;
  •  OmniHTTPD;
  •  Oreilly Wedsite Pro;
  •  Xitami.

Кроме того, интерпретатор РНР, оставаясь доступным для бесплатной загрузки из Интернета, поставляется с  Web – серверами и большинством операционных систем:

  •  Linux;
  •  HP – UX;
  •  Solaris;
  •  OpenBSD;
  •  Mac OS X;
  •  Microsoft Windows 95/98/NT/2000/XP.
  •  

В рамках современных библиотек функций РНР имеются все средства, необходимые для разработки сложных  Web – приложений. По удобству применения сценарии РНР ни в чем не уступают программам Perl, а кое-где даже их превосходят. Кроме того, интерпретатор РНР поставляется бесплатно с исходными текстами и доступен для всех основных компьютерных платформ.

Работает PHP следующим образом.
Язык PHP предназначен для программирования в Web.

Одним из его преимуществ является доступность и бесплатность, а также богатый инструментарий  и естественная поддержка многими популярными Web-серверами.
PHP является средством реализации взаимодействия различных подсистем Web-приложений. Именно поэтому необходимо рассмотреть протокол HTTP, являющийся основой взаимодействия серверной и клиентской части, а также язык HTML, с использованием которого реализуется визуализация данных в браузере.
Современные Web-приложения немыслимы без интерфейса с базами данных. В связи с этим, PHP также представляет чрезвычайно богатые возможности взаимодействия с хранилищами информации различного рода.
Пользователь запрашивает документ Web, запрос осуществляется с помощью специальных программ – браузеров, работающих на клиентских компьютерах. Браузер отправляет Web-узлу запрос на документ, который обрабатывается программным приложением, получившим название Web-сервера. Браузерами и Web-серверами используется специальный протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol), который определяет, как браузер должен форматировать и отправлять запросы Web-серверу. Полная спецификация документа называется адресом URL (uniform resource locator). Он задает протокол (HTTP), имя узлового компьютера, при необходимости номер порта, а также имя (местонахождение) документа. Адрес URL указывается без пробелов (как одно слово). Адрес URL задает местоположение ресурса (объекта) в сети, он  является сетевым аналогом имени файла в файловой системе. Протокол HTTP используется для передачи Web-страниц.

Таким образом, Web-сервер получает от браузера  запрос по тому или иному адресу URL, с использованием протокола HTTP. Получив запрос, Web-сервер находит в своих каталогах файл нужной страницы HTML и отправляет его браузеру клиента, в окне которого страница и отображается.
Термин Web означает, что система рассматривается как набор узлов со ссылками друг на друга. Такая архитектура напоминает паутину (с анг. Web). Ссылки обеспечивают возможность навигации между ресурсами системы. Пользователь просто щелкает на ссылке в документе, и браузер интерпретирует это действие как запрос на загрузку документа или ресурса, на который эта ссылка указывает.
Помимо установки сетевых соединений и протоколов, для обмена документами браузеры также выполняют функцию обработки и отображения документов. Протоколы TCP/IP и HTTP вообще не решают эту проблему. Отображение содержимого документа выполняется браузером,

при этом на арену выступает язык разметки гипертекста HTML (HyperText Markup Language).  Язык HTML используется для описания содержимого и

параметров визуального форматирования Web-страниц. Это язык дескрипторов, основанный на SGML – более обширном языке, предназначенном для определения языков разметки специального назначения. HTML – это лишь одно из применений языка SGML, предназначенное для представления текстовых документов. Язык HTML содержит дескрипторы, определяющие способ форматирования текста в окне браузера, - шрифт, размер, цвет и т.д. Язык HTLM определяет лишь внешний вид документа на экране компьютера, страницы на этом языке представляют собой текстовые файлы в файловой системе Web-сервера.
Ключевые слова «Простота обучения», чтобы пользователи (заинтересованные в публикации) могли легко определить вид документа на экране любого  компьютера, и «Экран любого компьютера», так как Web-система потенциально может работать на различных типах компьютеров, необходимо обеспечить аппаратную независимость основных команд форматирования, например задание шрифта.
В этом случае Web – сервер посылает клиенту содержимое статической страницы в неизменном виде. Поэтому данная технология не позволяет создавать динамические станицы, а только статические Web–узлы, что не допустимо для создания рассматриваемой в дипломном проекте подсистемы автоматизированного обучения и контроля знаний в среде Internet на примере ВТ.
PHP отличается от других языков программирования возможностью внедрения программного кода в обычный HTML. Серверных сценарии РНР встраиваются непосредственно в текст документа HTML с помощью специальных тегов:

• Полные (стандартные теги);
• Короткие теги;
• Теги в стиле SAP;
• Теги script.

Получив от браузера запрос на отображение страницы, Web–сервер приложений выполняет предварительную обработку страницы, интерпретирует все содержащиеся в ней сценарии и при необходимости взаимодействует с ресурсами сервера. В упрощенном виде выполняемая при этом последовательность действий  выглядит так:


1. Анализ HTTP- запроса.
2. Поиск необходимого серверного ресурса (страницы).
3. Анализ сценариев, обнаруженных на странице, путем вызова соответствующего интерпретатора.

4. Передача обратно клиенту результирующей страницы.


В результате генерируется страница в формате HTML, которая и передается обратно браузеру-клиенту.  Необходимо отметить, что на странице, которая передается клиентскому браузеру, уже не содержится никаких сценариев. Их место заняли данные, сгенерированные в процессе их интерпретации.
Перед отправкой страницы HTML клиенту этот код может вставлять в нее произвольные символы или фрагменты или полностью формировать динамические страницы «с нуля» (в том числе с применением шаблонов), а также выполнять переадресацию браузера клиента на другой адрес   URL.
Следует отметить, что при разработке сценариев  PHP лучше отключить режим кэширования Web-страницы, чтобы внесенные изменения (т.к. наша цель создать динамическую страницу) сразу же отображались в окне браузера.
Большинство браузеров осуществляет кэширование информации, загруженной из сети. После загрузки страницы браузер сохраняет ее на локальном диске и при следующем обращении к этой странице быстро извлекать страницу из кэша. Так что пользователь не ждет, пока требуемая страница будет снова загружена. При использовании статических HTML- страниц такая возможность очень удобна, поскольку позволяет экономить время. Но при работе с динамическими страницами, особенно такими, которые часто обновляются, кэширование приводит к возникновению проблем. Простой способ заставить браузер обойти кэширующий механизм и получать самую свежую информацию заключается в передаче в строке URL в качестве параметра системного времени. При таком подходе  строка URL каждый раз будет уникальной. Это гарантирует, что браузер будет каждый раз загружать информацию с сервера, а не из кэша.
Для ускорения процесса создания html-ресурсов разными фирмами были разработаны программы-редакторы html-кода. Одной из профессиональных  программ является Dreamweaver фирмы Macromedia. У этой программы есть несколько преимуществ по сравнению с остальными html-редакторами:
• Во-первых, это WYSIWYG редактор (What You See Is What You Get) ëчто вижу, то печатаюû, другими словами, редактор с графическим интерфейсом. Что обеспечивает удобство формирования и редактирования html-страниц.
• Во-вторых, данный редактор автоматически не вставляет лишние теги в тело html-документа, что значительно уменьшает конечный размер страницы.
• В-третьих, этот редактор совмещается с еще одной программой фирмы Macromedia – CourseBulder, которая создана специально для разработки тестов, учебных баз данных и баз знаний.
Все это открывает программисту новые возможности, позволяя производить быструю разработку и совершенствование высокоскоростных приложений в Windows под интернет.
Все это открывает программисту новые возможности, позволяя производить быструю разработку и совершенствование высокоскоростных приложений в
Windows под интернет.

Таким образом, выбор технических средств реализации обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет продиктован вышеперечисленным рядом вполне объективных причин, и окончательно был сделан в пользу IBM.

С учетом вышесказанного, обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет была разработана на  языке высокого уровня PHP 5.2.4 с использованием объектно-ориентированного языка JavaScript. Кроме этого для работы с гипертекстовой разметкой HTML использовался пакет Macromedia Dreaweaver 4.0; для формирования и адаптации в интернет графических изображений был использован графический редактор Adobe Photoshop CS3.  

Тестирование системы проводилось на intel-совместимом персональном компьютере семейства x86 с установленной операционной системой Windows ХР и интернет-сервером Apache версии 2.2.4 for Windows .

1.3. Разработка обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.

В современном мире высоких технологий при росте научно-технического прогресса происходит постоянное увеличение количества знаний и навыков, которыми обязаны в полной мере овладеть специалисты. Одним из способов приобретения новых знаний является дистанционное обучение. В наше время в данной сфере обучения происходит непрерывный поиск новых методов для квалифицированного и полного обучения. Одним из самых значимых и удобных способов – это использование АОС ( автоматизированных обучающих систем).

 

Чтобы решить  саму проблему создания АОС необходимо решить несколько основных задач:

1. Создание информационного обеспечения автоматизированных обучающих систем, разработка которого связана с:

- решением  проблемы  построения информационно логического обеспечения, необходимого для создания логики процесса управления обучением в диалоговом режиме;

- наполнением  системы  конкретными  материалами.

2. Разработка математического обеспечения или нахождение программных продуктов, специально предназначенных для разработки систем такого класса, при этом:

- основной задачей является создание модельного обеспечения (т.е. создание модели анализа ответов обучаемого);

- организация необходимых вычислений при составлении полного отчета по результатам тестирования и обучения.

3. Организация алгоритмического и программного обеспечения, ведения диалога для процесса обучения.

4. Создание алгоритмического обеспечения функционирования всех блоков, моделей, составляющих АОС.

5. Создание программного обеспечения, связанного с выбором алгоритмического языка программирования или макроязыка конкретного пакета и написание разработанных алгоритмов обучения на выбранном языке для ввода в ЭВМ.

6. Наличие технического обеспечения, которое связано с выбором технических средств, необходимых для работы подсистемы.

Разработка обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет является одной из наиболее объемных частей диплома.

          Главной и основной задачей является установление последовательности всех необходимых этапов обработки данных в системе. Таким образом, мы должны создать полный алгоритм работы представляемой системы в целом, а кроме того, тех алгоритмов модулей и блоков, из которых состоит данная система. При создании системы, нам необходимо обратить внимание на один из главнейших этапов создания АОС, т.е на принцип модульности. Принцип модульности представляет собой прерывистость (дискретность) в структуре системы и включаемых в нее частей. Это необходимо для того, чтобы при работе с данной подсистемой было возможно, при необходимости, отредактировать или полностью заменить конкретные модули и блоки. Тем самым, данный принцип дает возможность обновляться, расширяться и изменяться данной подсистеме.

Структура  обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде Интернет представлена на рис.1.19.

Рис. 1.19 Структура обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутой САУ в среде интернет

Из рисунка видно, что данная обучающая подсистема состоит из 7-ти основных блоков:

  1.  Блок управления  Обучающей подсистемой для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости.
  2.  Блок обучения.
  3.  Блок контроля знаний.
  4.  Блок лабораторного исследования.
  5.  Блок базы знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и частотным показателям качества для оценки устойчивости САУ.
  6.  Блок управления интерфейсом.
  7.  Блок помощи по работе с  обучающей подсистемой для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости.

Блок управления обучающей подсистемой для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости — является самым главным блоком системы. Он занимает основное положение в структуре подсистемы. Блок управления обучающей Интернет – подсистемой для лабораторного исследования выполняет все распределяющие функции, которые отвечают за такие важнейшие функции как вызов необходимых подпрограмм, передача результатов между блоками и модулями, а так же для вывода полученных результатов пользователю.

Блок обучения, это блок, в котором находится  необходимое проиллюстрированное изложение теоретических данных по частотным и логарифмическим частотным характеристикам замкнутой САУ и частотным показателям качества для оценки их устойчивости. Для выполнения лабораторной работы необходимы следующие разделы:

Амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧX) .

Амплитудная частотная характеристика (ЯЧХ) .

Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) .

Вещественная частотная характеристика (ВЧК) . 

Мнимая частотная характеристика (МЧХ) ..

Логарифмическая амплитудная частотная характеристика (ЛАЧХ) .

Логарифмическая фазовая частотная характеристика (ЛФЧХ)

Для создания обучающего раздела подсистемы был использован html-редактор Macromedia Dreaweaver 4.0   стас

Блок допуска представляет собой себя два варианта тестирования, котрые позволяют в полной мере определить уровень подготовки студентов по данной теме.

Режим “Полный допуск” рассчитан на студентов, уже имеющих достаточный уровень знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и оценки их устойчивости с помощью частотных показателей устойчивости. Данный вариант контроля позволяет определить степень подготовленности студента по всей теме.

Студенту предлагается ответить на 25 вопрос. После каждого ответа студенту сообщается верно или неверно он ответил. В конце тестирования выставляется оценка.

  Оценка считается по принципу:

     " Пять " - верных ответов 90%

     " Четыре " - верных ответов 75%

     " Три " - верных ответов 60%

     " Два " - верных ответов менее 60%

Режим “Экспресс допуск” рекомендуется для допуска к лабораторной работе. Предполагается, что основные теоретические сведения студенту уже известны и оформлен конспект для выполнения лабораторной работы. В данном режиме контроля, по желанию преподавателя, студенту задается до 5 вопросов.

Установить «Количество вопросов» студент или преподаватель в разделе Настойки системы.

Тестирование в режиме “Экспресс допуск” проводится с учетом времени. На каждый ответ дается по 60 секунд. Если студент не успевает ответить в течение 60 секунд, то ответ приравнивается к неверному. В процессе тестирования студенту не сообщается верно или неверно он отвечает. Только после окончания тестирования сообщаются результаты и оценка.  

В режиме тестирования для допуска к лабораторному исследованию в качестве основной формы диалога “вопрос-ответ” выбран вопрос типа multiple choice (выбор одного из нескольких). Ниже приведены вопросы  и варианты ответов, примененные для допуска студентов к лабораторному исследованию устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости.

ЗАМЕНИТЬ ТЕКСТ? Блок лабораторного исследования — управляет самой подсистемой в лабораторной работе.

В ходе лабораторного исследования необходимо провести моделировании на ЭВМ частотных характеристик замкнутой системы, осуществить расчет частотных показателей (оценок) качества и анализ устойчивости САУ с помощью частотных критериев устойчивости.

Лабораторная работа выполняется в следующем порядке:

  1.  провести моделирование частотных и логарифмических частотных
    характеристик  замкнутой САУ,
  2.  провести расчет частотных показателей качества;
  3.  провести оценку устойчивости замкнутой САУ.

К числу основных частотных оценок качества САУ в лабораторной работе рассматриваются: запас устойчивости по амплитуде (или по модулю)  (в линейном масштабе) и  (в логарифмическом масштабе); запас устойчивости по фазе  ; показатель колебательности ; резонансная частота ; частота среза ; частота , соответствующая полосе пропускания замкнутой системы.

В основе выбора именно такой структуры обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости лежит требование к простоте логики системы.

Таким образом, разработанная структура обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости является достаточно мощным инструментом, на базе которого можно разработать многообразные сценарии обучения или тестирования. Кроме того, следует отметить тот факт, что разработчики подсистемы заложили в нее возможность включения в одну тему любого количества разделов.

1.4. Разработка структуры меню  обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. 

Меню подсистемы необходимо  для навигации по обучающей подсистеме для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет и имеет достаточно удобную одноуровневую структуру (рис.1.20).  

Рис. 1.20. Структура меню обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет 

  1.  Лекции – происходит скачивание материала с содержанием лекционного курса «Основы теории управления», изучаемого студентами 3 курса. Это необходимо для того, чтобы студент полностью освоил материал по изучаемой теме, почерпнул необходимую информацию в полном объеме.
  2.  Теоретическая справка — в этом пункте собраны общие сведения по частотным и логарифмическим частотным характеристикам и замкнутой САУ и частотным показателям качествам, а также порядок выполнения работы:
    1.  Цель работы
    2.  Теоретические сведения
    3.  Частотные характеристики САУ.
    4.  Частотные показатели (оценки) качества САУ.
    5.  Оценка устойчивости САУ по ее частотным и логарифмическим частотным характеристикам.
    6.   Порядок выполнения лабораторной работы
    7.  Содержание отчета

3. Режим допуска к лабораторному исследованию — включает в себя полный допуск и экспресс-допуск

3.1. Полный допуск

Рассчитан на студентов, уже имеющих достаточный уровень знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и оценки их устойчивости с помощью частотных показателей устойчивости. Данный вариант контроля позволяет определить степень подготовленности студента по всей теме.

Студенту предлагается ответить на 25 вопрос. После каждого ответа студенту сообщается верно или неверно он ответил. В конце тестирования выставляется оценка.

3.2.  Экспресс-допуск

Рекомендуется для допуска к лабораторной работе. Предполагается, что основные теоретические сведения студенту уже известны и оформлен конспект для выполнения лабораторной работы. В данном режиме контроля, по желанию преподавателя, студенту задается до 5 вопросов.

Установить «Количество вопросов» студент или преподаватель в разделе Настойки системы.

Тестирование в режиме “Экспресс допуск” проводится с учетом времени. На каждый ответ дается по 60 секунд. Если студент не успевает ответить в течение 60 секунд, то ответ приравнивается к неверному. В процессе тестирования студенту не сообщается верно или неверно он отвечает. Только после окончания тестирования сообщаются результаты и оценка.  

4. Лабораторное исследование – состоит из двух частей:

4.1. Моделирование частотных и логарифмических частотных характеристик  замкнутой САУ.

Появляется Интернет – страница, на которой студент должен ввести коэффициенты передаточных функций, у соответствии с выданным преподавателем вариантом на данную лабораторную работую

  1.  Расчет частотных показателей (оценок) качества.

После введения данных своего варианта, появляется страница, где студент имеет возможность посмотреть частотные и логарифмические характеристики, которые построила данная программа по его значениям.

:

5. Список литературы – появляется соответствующий список литературы, который необходим для подготовки студента к выполнению лабораторной работы на тему: «Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет».

6. О проекте – выводится страница с информацией об обучающей подсистеме для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.

1.5. Разработка методики обучения в Интернет – подсистеме по исследованию устойчивости САУ

При разработке обучающей  Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости необходимо конкретизировать содержание трех основных вопросов дидактики: "Чему учить?", "Как учить?", "Кого учить?".

Первый из них определяет цели и содержание обучения – это мы рассмотрели в п.1.1, второй - методику обучения, третий - объект обучения: студенты.

Остановимся подробнее на втором вопросе. Разработка методики обучения сводится к выбору:

  •  вида управления процессом обучения (разомкнутый, замкнутый, смешанный);
    •  вида информационных процессов (рассеянный, направленный);
    •  типа и вида обучающей подпрограммы.

Процесс обучения, в ходе которого обучаемый должен приобрести заданную совокупность знаний и умений, заключается в управлении последовательностью действий, которые ведут обучаемого к заданной цели.

Выделяют следующие виды управления процессом обучения:

1. Разомкнутое управление - управление познавательной деятельностью, которое осуществляется по заранее заданному алгоритму без диагностики промежуточных состояний процесса усвоения знаний.

2. Замкнутое управление - предполагает постоянное слежение за процессом познавательной деятельности и его коррекцию в случае выявленных отклонений. Обязательно наличие обратной связи от обучаемого к подсистеме автоматизированного обучения и постоянного текущего контроля хода обучения.

3.Смешанное управление - предполагает использование на различных этапах комбинаций замкнутого и разомкнутого видов управления.

В разработанной системе реализован подход со смешанным управлением. Для этого используются режимы "Обучение" (разомкнутое управление) и  "Контроль знаний с обучением" (замкнутое управление).

Все воздействия в ходе обучения осуществляются с помощью информационных процессов (ИП). При этом различают рассеянные и направленные ИП.

В рассеянном ИП информация от источника (в нашем случае подсистемы автоматизированного обучения) направляется сразу ко всем обучаемым без учета того, воспринимают они его или нет.

В направленном ИП информация от источника направляется к конкретному обучаемому с учетом его индивидуальных особенностей.

В разрабатываемой системе применено смешанное управление с рассеянным ИП. Такая структура модели обучения, с нашей точки зрения, наиболее точно соответствовала реализации поставленной перед нами задачей.

Классификация обучающих систем.

Под автоматизированной обучающей системой (АОС) в данной работе подразумевается такая система, которая поддерживает и/или организует процесс обучения, закрепления и редактирования знаний пользователя этой системой. В процессе изучения материала с помощью автоматизированной обучающей системы становится необходимым решить некоторые конкретные задачи:

1. Передача знаний от системы к обучаемому человеку.

2. Закрепление у обучаемого изучаемого материала.

3. Допуск – который является контролем знаний

4.Представление сведений на рассматриваемую тему по запросу обучаемого.    

В настоящее время во всем мире ведутся активные работы по исследованию и разработке разнообразных обучающих систем и инструментария для их создания.

Человек и ЭВМ вместе образуют систему взаимодействия, в которой осуществляется обмен информацией в знаковой форме. Взаимодействие должно быть таким, чтобы эффективно разрешалась проблема пользователя.  Организация  взаимодействия  между пользователем - человеком и обучающей системой в данной разработке осуществляется в форме человеко - машинного диалога. Все режимы работы системы являются диалоговыми, что позволяет пользователю самообучаться во время работы.

Типы подсистем.

По назначению можно выделить информационно-обучающие, контролирующие и универсальные  системы. Первые предназначены для передачи обучаемым определенного объема знаний и/или умений. Вторые - для проверки знаний обучаемых. Универсальные системы выполняют как обучение, так и контроль.

По режиму работы различают однопользовательские и многопользовательские АОС. Последние базируются на сетевом программном обеспечении и оборудовании.

По особенностям реализации можно выделить аппаратные системы, для которых требуется специальное оборудование, и чисто программные системы, работающие на ЭВМ общего назначения.

По отношению к изучаемой предметной области АОС могут являться инвариантными или ориентированными на один предмет. В инвариантных системах предусматривается отделение учебных материалов от инструментальной системы (оболочки), обычно имеются средства для создания модификации учебных материалов. В отличие от них АОС, ориентированные на один предмет не имеют средств для смены наполнения. В инвариантных АОС имеется подсистема для подготовки учебных материалов (авторская подсистема).

В зависимости от особенности изменять свое поведение АОС может быть разделена на линейные, разветвленные и настраиваемые.

Линейные АОС не предполагают изменения последовательности применения учебных воздействий в процессе работы: линейная последовательность определяет действия системы.

Разветвленная АОС при обстоятельствах (например, после выполнения обучаемым контрольного упражнения могут изменять порядок применения учебных воздействий. Все возможные ветвления в PRG изучения материала предусмотрены набором сценариев, составленных автором учебного курса.

Настраиваемые АОС на основании имеющихся у нее педагогических знаний и анализа хода процесса обучения конкретного обучаемого способна изменять свое поведение [5]. Знания представляются в декларативной форме и выражают как специфичные для изучаемой проблемной области приемы  преподавания, так и общие педагогические принципы.

По способу реализации пользовательского интерфейса могут быть выделены системы, ориентированные на текстовой и графический способ реализации. В табл. 1.1. показаны выделенные классы обучающих систем.

Анализ приведенных ранее требований к адаптивным АОС показывает, что:

а) наиболее перспективным (для реализации в будущем) являются системы, относящиеся к классам, помеченным в табл. 1.1. символом *.  

б) в силу ограничений, накладываемых текущим состоянием вычислительной техники в учебных заведениях, предпочтение для обучающих систем, способных найти широкое применение в современной системе образования, следует отдать классам, выделенным в табл. 1.1 жирным шрифтом.

Табл.1.1. Типы подсистемы

По назначению

Информационно-обучающие

Контролирующие

Универсальные *

По режиму работы

Однопользовательские

Многопользовательские *

По особенностям реализации

Программно-аппаратные *

Программные

По отношению к ПО

Инвариантные *

Ориентированнные на один предмет

По способности изменять свое поведение

Линейные

Разветвленные

Настраиваемые *

По способу реализации пользовательского интерфейса

Текстовые

Графические *

Основные виды обучающих систем.

Среди используемых обучающих систем можно выделить следующие основные виды [5]:

1. «Электронные учебники», подготавливаемые с использованием специализированных авторских систем. Примером авторских систем являются АДОНИС, УРОК, LINKWAY, TenCore и др. Их основу составляют текстовые и графические редакторы, позволяющие структурировать и представлять учебные материалы, включая тексты, графические. образы, упражнения и т.п. В авторских системах фрагменты сведений о ПО хранятся в специальных структурных единицах, называемых кадрами или фреймами. Набор таких кадров формируется авторами учебного курса. В кадрах могут содержаться текстовые фрагменты, иллюстрационный материал (рисунки, графики), а также контрольные упражнения. Авторами задается последовательность ознакомления пользователя-ученика с кадрами. При этом возможны ветвления в зависимости от результатов выполнения упражнений. Такая последовательность системы называется сценарием. Отдельные системы позволяют ученику самостоятельно выбирать следующий кадр из некоторого набора возможных. Следует отметить, что такие системы могут иметь достаточно сложную организацию, поддерживают различные уровни сложности предлагаемых для изучения материалов и предоставляют пользователю широкий спектр дополнительных услуг (доступ к глоссарию, вставка графических компонент, поддержка разных уровней пользователя и др.).

2. Программы, предназначенные для развития у обучаемых практических навыков при решении задач из некоторой узкой предметной области. Например, решение задач школьного курса геометрии или расчет зубчатых передач в курсе деталей машин инженерного вуза.

3. Системы, основанные на нелинейном представлении информации. В эту группу входят системы типа «гипермедиа». Объекты, входящие в гипер-медиа систему формируют сложную сеть (гиперсеть), отражающую структуру проблемной области. Связи в сети обычно являются типизированными. Для объекта, находящегося в узле, может задаваться специфическая информация, облегчающая его поиск.

4. Адаптированные для обучения версии распространенных программных комплексов. В таких системах реализуется некоторое подмножество функций изучаемой программы, снабженное многочисленными примерами и упражнениями.

Основные роли АОС.

1. Хранилище информации с обеспечением быстрого поиска требуемых сведений, обновление информации в нем может производиться более оперативно по сравнению с печатными пособиями. Информация может быть представлена в различных формах (текст, графика, видеосюжеты и т.д.)

2. Как средство управления процессом обучения

3. Как средство для целенаправленного отбора, дозирования и предоставления необходимых сведений обучаемому с возможностью адаптации к его особенностям и объему имеющихся знаний.

4. Как средство анализа успеваемости

5. Как интеллектуальный партнер обучении практических задач (приобретения практических навыков).

Методика обучения в подсистеме строится на основании разработанной структуры базы знаний предметной области по частотным характеристикам и частотным критериям устойчивости САУ. Под знаниями будем понимать совокупность сведений у индивидуума, общества или искусственной системы о мире (конкретной ПО, совокупности объектов или объекте), включающих в себя информацию о свойствах объектов, закономерностях процессов и явлений, правилах использования этой информации для принятия решений.

В зависимости от последовательности проработки квантов учебной информации различают три вида Обучающих Программ:

1. Линейная ОП - это жестко установленная последовательность кадров, одинаковая для всех обучаемых.

2. Разветвленная ОП - это такая последовательность кадров, при которой обучаемые разной степени подготовленности продвигаются по обучающей программе различными путями:

—  при правильном ответе некоторые кадры могут быть пропущены;

—  при неточном предусматриваются дополнительные кадры.   

3. Многоуровневая ОП - включает в себя несколько уровней изложения одного и того же материала, предназначенных для обучаемых разной степени подготовленности.

Итак, при тщательном анализе ряда факторов нами в обучающей Интернет–подсистеме для лабораторного исследования устойчивости разомкнутой и замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости была выбрана методика обучения, характеризующаяся следующими параметрами:

  •  вид управления процессом обучения - смешанный;
  •  вид информационных процессов - рассеянный;
  •  тип ОП - в соответствии с поставленной задачей в одной подсистеме реализовано два типа ОП - КП и ИП;
  •  вид ОП - линейный.

1.6. Разработка методики допуска к лабораторному исследованию устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости

Важным моментом развития компьютерного обучения является создание автоматизированных обучающих модулей – диалоговых программ, реализующих функции тренажера – экзаменатора.

Известно несколько типов автоматизированных обучающих систем, используемых в различных условиях.

Одна из наиболее эффективных систем реализуется при самостоятельном изучении операционных систем и языков программирования. В этом случае  главным элементом подсистемы автоматизированного обучения является развернутый комментарий к типовым ошибкам оператора при отладке программ или при прямом обращении к операционной системе. Вторым по важности элементом является задание на правильное написание четко заданной программы. Такие системы практически лишены контрольных функций, главное внимание в них сосредоточено на обучении очень заинтересованного в достижении результата человека.

Вторая широко распространенная группа автоматизированных обучающих подсистем отталкивается от контрольных функций. Обучающийся изучает поставленный перед ним вопрос и выбирает из нескольких предложенных ему ответов один единственно правильный.

Разновидности этой системы в сочетании с поясняющими комментариями к неправильным ответам применяются для контроля знаний и попутного обучения студентов и школьников. В отличие от первой группы подсистем автоматизированного обучения, вторая несет в себе элементы принудительного диалога с обучающимися. Эффективность второй группы существенно ниже, так как в нее сложно включить творческое отношение обучающегося к работе.

Обучающая подсистема по оценке устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости имеет иную структуру. Она ориентирована на студентов, поэтому она сохраняет необходимые элементы контроля знаний и принудительного обучения, однако обучающие возможности существенно богаче и дают студенту скомпенсировать исходный недостаток знаний за счет творческого осмысления представляемых к обучению материалов, а следовательно, приобрести не только недостающие знания, но и научиться главному - преодолевать незнание интеллектуальным усилием.

Человек и ЭВМ вместе образуют систему взаимодействия, в которой осуществляется обмен информацией в знаковой форме. Взаимодействие должно быть таким, чтобы эффективно разрешалась проблема пользователя.  Организация  взаимодействия  между пользователем - человеком и обучающей системой в данной разработке осуществляется в форме человеко - машинного диалога. Все режимы работы системы являются диалоговыми, что позволяет пользователю самообучаться во время работы.

Как отмечалось ранее, главная цель разработанной обучающей Интернет – для лабораторного исследования устойчивости разомкнутой и замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости состоит в том, чтобы максимально включить творческий потенциал студента в процессе обучения. Принудительность подсистемы состоит в том, что в режиме контроля знаний студент обязан дать ответ на каждый из поставленных вопросов, только так программа будет продвигаться вперед (к анализу результатов тестирования). Студент не может оставить какие-то вопросы без ответа, чтобы потом вернуться к ним. Хотя в системе предусмотрена возможность выхода из программы в любой момент.

Исходя из этого, режим допуска к лабораторному исследованию включает в себя два раздела:

1. "Полный допуск", позволяющий студенту в целях самоподготовки определить свой уровень знаний по частотным критериям устойчивости САУ.

2. “Экспресс допуск”, рекомендуется для допуска к лабораторной работе.

Режим “Полный допуск” рассчитан на студентов, уже имеющих достаточный уровень знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и оценки их устойчивости с помощью частотных показателей устойчивости. Данный вариант контроля позволяет определить степень подготовленности студента по всей теме.

Студенту предлагается ответить на 21 вопрос. После каждого ответа студенту сообщается верно или неверно он ответил. В конце тестирования выставляется оценка.

  Оценка считается по принципу:

     " Пять " - верных ответов 90%

     " Четыре " - верных ответов 75%

     " Три " - верных ответов 60%

     " Два " - верных ответов менее 60%

Режим “Экспресс допуск” рекомендуется для допуска к лабораторной работе. Предполагается, что основные теоретические сведения студенту уже известны и оформлен конспект для выполнения лабораторной работы. В данном режиме контроля, по желанию преподавателя, студенту задается до 5 вопросов.

Установить «Количество вопросов» студент или преподаватель в разделе Настойки системы.

Тестирование в режиме “Экспресс допуск” проводится с учетом времени. На каждый ответ дается по 60 секунд. Если студент не успевает ответить в течение 60 секунд, то ответ приравнивается к неверному. В процессе тестирования студенту не сообщается верно или неверно он отвечает. Только после окончания тестирования сообщаются результаты и оценка.  

В режиме тестирования для допуска к лабораторному исследованию в качестве основной формы диалога “вопрос-ответ” выбран вопрос типа multiple choice (выбор одного из нескольких). Ниже приведены вопросы  и варианты ответов, примененные для допуска студентов к лабораторному исследованию устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости.

Вопросы.

1)Классификация объектов управления в зависимости от реакции на входное воздействие:

А)устойчивые и не устойчивые

Б)устойчивые и нейтральные

В)устойчивые,нейтральные и неустойчивые

2)Сколько основных принципов управления используется в системах автоматического управления?

А)3

Б)4

В)5

3)Сколько законов управления используется в системах автоматического регулирования?

А)3

Б)4

В)5

4)Что представляют собой замкнутые системы управления?

А)системы управления с обратной связью

Б)системы управления без обратной связи

5)Как можно рассматривать оператор дифференцирования P=d/dtв символической форме записи дифференциальных уравнений?

А)как сомножитель

Б)как сомножитель, при котором произведение p*y не обладает свойством коммутативности, т.е. y*pp*y

В)как сомножитель, при котором произведение p*yобладает свойством коммутативности т.е. p*y=y*p

6)Что подразумевается под понятием «звено» в математической модели?

А)математическая модель части системы

Б)математическая модель системы или ее части, определяемой некоторым оператором

7)В каком случае можно использовать стандартную форму записи уравнения звена?

А)если звено описывается дифференциальным уравнением не выше 3-его порядка

Б)если звено описывается дифференциальным уравнением не выше 2-ого порядка

В)если звено описывается дифференциальным уравнением не выше 1-ого порядка

8)Какую размерность имеют коэффициенты в уравнении, записанном в стандартной форме

(T02p2+2ρT0p+1)y=K1(T2p+1)u+K2V?

А)все коэффициенты безразмерные

Б)T0,T1,T2 – имеют размерность времени, остальные коэффициенты безразмерные

9) Что называется собственным оператором?

А) дифференциальный оператор при выходной переменной

Б)дифференциальный оператор при входной переменной

10)Что называется оператором воздействия?

А) дифференциальный оператор при выходной переменной

Б) дифференциальный оператор при входной переменной

11)Чем определяется порядок передаточной функции и ее сиcтемы?

А) степенью полинома знаменателя

Б)степенью полинома числителя

12)Может ли передаточная функция в операторной (символической) форме иметь равные между собой нули и полюса?

А)может

Б) не может

13)Может ли передаточная функция в изображениях Лапласа иметь равные между собой нули и полюса?

А)может

Б) не может

14)Справедливо ли равенство:W(S)=W(p)|P=S?

А)справедливо

Б)не справедливо

В)справедливо при некоторых условиях

15) справедливо ли обратное равенство :W(p)=W(s)|P=S?

А) справедливо

Б)не справедливо

В)справедливо, если передаточная функция W(p) не имеет одинаковых нулей и полюсов

16)Что называют переходной функцией (или переходной характеристикой) h(t)?

А)реакция звена на входное воздействие, представленное единичной функцией 1(t)

Б)реакция звена на единичный импульсδ(t) при нулевых начальных условиях

17)Что называют весовой функцией  (функцией веса, импульсной переходной функцией)?

А)реакция звена на входное воздействие, представленное единичной функцией 1(t)

Б)реакция звена на единичный импульс δ(t) при нулевых начальных условиях

18) Соотношение между переходной функцией h(t) и весовой функцией:

А) весовая функция w(t) равна производной от переходной функции h(t)

Б) переходная функция  h(t) равна производной от весовой функции w(t)

19)Что представляет собой частотная передаточная функция (ЧПФ) звена W()?

А)частотная передаточная функция W() представляет собой отношение амплитуд выходной и входной величин при изменении частоты от -∞ до +∞ или от 0

Б)частотная передаточная функция W() представляет собой комплексное число, модуль которого равен отношению амплитуд выходной и входной величин, а аргумент φ(ω) сдвигу фаз между этими величинами для каждой частоты ω=constпри -∞≤ω≤+∞ или 0≤ω≤∞

20)Что такое амплитудно-частотная характеристика А(ω)?

А) это график действительной части амплитудно-фазовой частотной функции

Б) это график линейной части амплитудно-фазовой частотной функции

В)это кривая изменения отношения амплитуд выходной и входной величин в зависимости от частоты ω

21)Что такое логарифмическая частотная характеристика (ЛАЧХ)?

А) это кривая функции L(ω)=20lgA(ω)=20lg|W()|  от частоты ω

Б) это кривая функции L(ω)=20lgA(ω)=20lg|W()|  от логарифма частоты lgω

22)Критерий устойчивости Гурвица:

А)для того чтобы система была устойчива, необходимо  и достаточно, что бы определители Гурвица, составленные из коэффициентов ее характеристического уравнения при а 0>0  были больше нуля

Б)при выполнении необходимого условия устойчивости для устойчивости систем управления необходимо и достаточно, что бы все ее определители Гурвица с четными индексами или все ее определители с нечетными индексами были положительны

23)Критерий устойчивости Михайлова:

А)Для того, что бы система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы при кривая Михайлова, начиналась на положительной вещественной полуоси, последовательно обходила n-квадратов в положительном направлении (против часовой стрелки),гдеn- степень полинома знаменателя

Б)для того, чтобы система была устойчива, необходимо и достаточно, что бы при а>0 кривая Михайлова, начиналась на положительной полуоси, последовательно проходила  n-квадратов по часовой стрелке

24)Для какого случая критерий устойчивости Найквиста формулируется следующим образом: если разомкнутая система устойчива, то для устойчивости замкнутой системы с отрицательной обратной связью необходимо и достаточно, что бы годограф амплитудно-фазовой частотной характеристики (АФЧХ) разомкнутой системы «не охватывал» точку (-1;j0)

А)Когда разомкнутая система устойчива?

Б)когда разомкнутая система неустойчива

25)Критерий Михайлова используется:

А) для замкнутых систем

Б) для разомкнутых систем

В) для разомкнутых и замкнутых систем

1.7. Разработка методики лабораторного исследования устойчивости замкнутой САУ

В этом дипломном проекте разработан блок моделирования лабораторного исследования устойчивости замкнутой САУ с помощью частотных критериев устойчивости, который управляет подсистемой лабораторного исследования. Моделирует выполнение лабораторной работы на компьютере (ввод данных, вычисление результатов опытов, построение характеристик).

Человек и ЭВМ вместе образуют систему взаимодействия, в которой осуществляется обмен информацией в знаковой форме. Взаимодействие должно быть таким, чтобы эффективно разрешалась проблема пользователя.  Организация  взаимодействия  между пользователем - человеком и обучающей системой в данной разработке осуществляется в форме человеко - машинного диалога. Все режимы работы системы являются диалоговыми, что позволяет пользователю самообучаться во время работы.

Как отмечалось ранее, главная цель разработанной обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет помощью частотных критериев устойчивости состоит в том, чтобы максимально включить творческий потенциал студента в процессе обучения.

Тема лабораторной работы: Исследование временных, частотных и логарифмических частотных характеристик замкнутых САУ.

Цель проведения лабораторной работы: Изучение и исследование студентами частотных характеристик замкнутой системы автоматического управления (САУ), частотных показателей качества, а также оценки устойчивости САУ с помощью частотных критериев устойчивости. Для исследования влияния параметров передаточной функции замкнутой системы на изменение частотных характеристик, а также на устойчивость систем в ходе лабораторной работы выполняется моделирование характеристик САУ на ЭВМ и расчет соответствующих показателей качества.

Проведение данной лабораторной работы с обучающимся производится в компьютерном классе в сети Интернет на ЭВМ.

В ходе лабораторного исследования необходимо:

1.Провести моделирование на ЭВМ частотных и логарифмических частотных характеристик замкнутой САУ.

2. Провести расчет частотных показателей (оценок) качества.

3. Провести оценку устойчивости САУ с помощью частотных критериев устойчивости при задании параметров передаточной функции замкнутой системы Ф(р).

Лабораторная работа выполняется в следующем порядке:

Необходимо в окне Интернет – подсистемы, предназначенном для ввода значений передаточной функции, задать значения параметров передаточных функций замкнутой  системы.

На Интернет – странице режима лабораторного исследования необходимо ввести коэффициенты передаточных функций, которые рассчитываются следующим образом:

 ;

;

;

;

;

;

.

При этом значения  являются значениями коэффициентов усиления передаточных функций реальных устройств, а   - значениями постоянных времен этих реальных устройств и выбираются в соответствии с вариантом лабораторной работы, заданным преподавателем, из таблицы 1.  

  

 Для замкнутой системы исследуется передаточная функция вида:

 После задания значений степеней числителя и знаменателя и ввода коэффициентов передаточных функций необходимо провести моделирование частотных и логарифмических частотных характеристик замкнутой САУ. Затем необходимо провести расчет частотных показателей качества.

Следующим этапом является проведение оценки устойчивости замкнутой САУ. В лабораторной работе рассматриваются следующие основные частотные оценки качества САУ: запас устойчивости по амплитуде (или по модулю)  (в линейном масштабе) и  (в логарифмическом масштабе); запас устойчивости по фазе  ; показатель колебательности ; резонансная частота ; частота среза .

Таблица 1. Варианты заданий для лабораторной работы.

№ варианта

1.

2,2

0,2

20

0,1

0,02

0,005

2.

2,4

0,2

20

0,08

0,02

0,005

3.

2,2

0,2

25

0,03

0,02

0,005

4.

3,3

0,2

25

0,04

0,02

0,01

5.

3,5

0,2

25

0,06

0,02

0,01

6.

3,1

0,2

20

0,04

0,02

0,01

7.

3,7

0,2

30

0,05

0,01

0,005

8.

3,7

0,25

30

0,02

0,02

0,01

9.

4,2

0,3

25

0,04

0,03

0,02

10.

3,3

0,2

20

0,06

0,025

0,001

11.

6,0

0,2

30

0,04

0,02

0,01

12.

4,2

0,1

25

0,05

0,02

0,02

13.

3,6

0,15

30

0,04

0,015

0,01

14.

4,1

0,2

20

0,08

0,01

0,03

15.

5,6

0,1

25

0,04

0,02

0,015

16.

2,5

0,2

30

0,04

0,03

0,02

17.

3,8

0,1

25

0,05

0,02

0,005

18.

4,4

0,1

20

0,02

0,02

0,01

19.

4,4

0,2

20

0,04

0,025

0,03

20.

5,3

0,15

30

0,03

0,03

0,01

21.

3,7

0,2

15

0,04

0,02

0,02

22.

3,5

0,15

20

0,06

0,025

0,01

23.

4,8

0,2

30

0,03

0,02

0,003

24.

4,6

0,1

20

0,02

0,02

0,01

25.

3,2

0,15

30

0,04

0,025

0,03

26.

2,5

0,2

25

0,06

0,03

0,001

27.

3,5

0,18

28

0,05

0,02

0,02

28.

4,7

0,12

20

0,05

0,02

0,01

29.

5,1

0,15

25

0,02

0,0015

0,01

30.

5,8

0,2

30

0,05

0,02

0,02

 Содержание отчета о лабораторной работе.

Отчет о выполнении лабораторной работы должен содержать:

  •  Титульный лист с указанием номера варианта лабораторной работы;
  •  Теоретические сведения;
  •  Передаточные функций замкнутой Ф(р) системы с рассчитанными численными коэффициентами;
  •  Графики  характеристик замкнутой системы;
  •  Значения частотных показателей качества и оценка устойчивости замкнутой САУ;
  •  Литература.

1.8. Разработка алгоритмического обеспечения Интернет – подсистемы для лабораторного исследования устойчивости САУ

Задача создания алгоритмического обеспечения – одна из самых важных задач при создании любого программного продукта, каковым в нашем случае является обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости.

Обучающей подсистемой для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет свойственны такие черты, как:

наличие простого в использовании интерфейса;

широкое использование графики и анимации;

возможность работы с различными графическими форматами.

Все это ставит жесткие требования к созданию алгоритмического обеспечения.

Алгоритмическое обеспечение должно обладать следующими свойствами:

Структурированность.

Модульность.

Надежность.

Реализуемость.

Под структурированностью понимается полное отсутствие каких бы то ни было ответвлений, перекрестных ссылок и переходов между структурами одного уровня. Иными словами, каждая структура, независимо от ее величины, уровня в иерархии должна иметь строго один вход и один выход. В противном случае, никогда нельзя с уверенностью сказать, как может повести себя программа. И чем программа  сложнее, тем больше вероятность ее сбоев из-за не структурированности.

Второе свойство - модульность - необходимо для достаточно больших программ. Оно состоит в том, что алгоритм программы разбивается на логически и тематически законченные части, которые, взаимодействуя друг с другом, образуют единое целое. Если такого разбиения нет, то очень трудно уследить за правильностью алгоритма, вносить в него изменения и проводить оптимизацию программы. А отыскание даже небольшой ошибки превращается в почти неразрешимую проблему.

Модульность также помогает при управлении обработкой ошибок. Объекты, разработанные с учетом требования модульности, подобны интегральной схеме. Сигналы поступают в схему и от нее только через контакты (методы). Нет никаких паразитных электрических соединений с другими элементами. Чтобы создать прикладную программу на основе объектов необходимо соединить нужные компоненты. Из этого следует, что модульное программирование облегчает разработку больших программ.

Под надежностью понимается способность алгоритма найти выход из любой ситуации, которая может возникнуть. И чем сложнее программа, чем шире круг задач, которые она решает, тем труднее обеспечить такую надежность. Строго говоря, АПКЛИ на реагировать не только на неординарную ситуацию, но и на совокупность возникших ситуаций. Причем, необходимо, чтобы программа не только распознавала некорректные ситуации, но и могла их грамотно классифицировать, идентифицировать и сообщать пользователю.

Надежная работа программы достигается за счет использования объектов. Хорошо спроектированный объект - это небольшая часть программы, слабо связанная с другими частями. Если этот объект правильно работает в автономном режиме, то он почти наверняка будет правильно работать и в составе большой программы.

Очень важным свойством для таких систем, как описанная в данном дипломе Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет является их реализуемость. Ведь любой алгоритм оторван от среды, в которой он будет реализован. В этой ситуации необходимо хорошо представлять, что может быть реализовано на той ЭВМ и в той среде, в которой пишется алгоритм.

Алгоритм работы обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет, удовлетворяет всем этим требованиям. Этот алгоритм  приведен далее. Также далее приведен алгоритм проведения лабораторного исследования обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Рис. 1.21. Алгоритм работы обучающей подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Рис. 1.22. Алгоритм проведения лабораторного исследования в обучающей подсистеме для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

1.9. Разработка программного обеспечения обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Программная реализация обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет проводилась на персональном компьютере семейства x86 под управлением операционной системы с установленной операционной системой Windows ХР и с установленным интернет-сервером Apache версии 2.2.4 for Windows. Среда реализации - язык программирования PHP 5.2.4, объектно-ориентированный язык программмирования JavaScript и гипертекстовый язык разметки HTML.

Скрипты, написанные на языке PHP, включаются непосредственно в тело html-документа, но выполнение программы происходит на стороне сервера, который  создает  html-страницы и передает их сторону клиента.

Собственно структура сайта, в страницы которого внедрены описанные выше скрипты, представляет собой дерево каталогов.  

В корневом каталоге находятся следующие файлы:

index.php

Главный файл подсистемы. Он запускается при входе на сайт.

sau_output.php

sau _config.php

sau _about.php

styles.css

Файлы содержащие вспомогательные функции и конфигурацию подсистемы.

sau_lec.php

Файл отвечающий за вывод на экран курса лекций.

sau_literature.php

Вывод списка литературы

sau_metod.php

Файл отвечающий за вывод на экран методических указаний.

sau_dopusk.php

Файлы отвечающие за вывод и обработку форм в режиме допуска к лабораторной работе.

sau_laba.exe

Скачиваемый файл с лабораторным исследованием.

В подкаталоге img расположены  графические файлы:

yes.gif

no.gif

Графика для обозначения правильных и неправильных ответов, схемы.

В подкаталоге data расположены файлы с данными для допуска к лабораторной работе:

saucont.txt

Файл  с данными для режима допуска к лабораторной работе.

В подкаталоге lec расположены файлы с данными для вывода экран курса лекций:

lec_main.htm

Файлы c оглавлением курса лекций.

lec_*_*.htm

30 файлов с содержанием разделов и подразделов курса лекций.

Img_*_*.png

240  файлов с иллюстрациями к курсу лекций

1.10. Руководство разработчика обучающей  подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Понятие World Wide Web (WWW)  относится к абстрактному информационному киберпространству. Под словом Internet обычно подразумевают физический уровень сети, т.е. аппаратное обеспечение, состоящее из компьютеров и кабелей. Основой WWW и Internet является использование протоколов, т.е. языка и правил, посредством которых компьютеры «общаются» между собой. Поскольку WWW использует стандартные протоколы Internet для передачи файлов и документов, термин Web часто используется как синоним понятия Internet  и относится как к всемирной сети компьютеров. Так и собственно к информации.

Web-публикации работают по технологии клиент-сервер. Web-сервер – это программа, запущенная на компьютере, предназначенном для предоставления документов другим машинам, которые посылают соответствующие запросы. Web-клиент – это программ, которая позволяет пользователю запрашивать документы с сервера. Поскольку сервер задействуется только тогда. Когда запрашивается документ, такая технология является весьма эффективной, поскольку требует незначительных ресурсов сервера.

Запуская программу «web-клиент» (обычно она называется web-браузером), пользователь может устанавливать соединение с другими компьютерами сети и посылать работающим на них web-серверам запросы на web-документы. Для установления соединения используется сетевой адрес компьютера, который называется универсальным указателем ресурса – URL (Uniform Resource Locator). Сервер в ответ на запрос посылает клиентскому компьютеру текст или другую запрашиваемую информацию, на которую в документе установлены гиперссылки. Сервер передает документы в формате HTML (HyperText Markup Language – язык разметки гипертекста). Документы на языке HTML, так же называемые web-документами, позволяют пользователю, указав на выделенное слово или фразу, получить доступ к файлу или перейти в другой HTML-документ, который связан с указанным участком текста гиперссылкой. Такие гипертекстовые связи между файлами и документами, физически расположенными на серверах по всему миру, позволяют системе работать так, будто она представляет собой огромную паутину информации.

Возможности форматирования текста, предусмотренные в HTML, существенно ограничены. Этот язык включает в себя элементы разметки заголовков, абзацев, различные виды выделения символов, возможности включения графики, создания гиперссылок, списков, текста заданного формата, а так же простые функции поиска. Существует множество программ, предназначенных для создания HTML-документов или преобразования уже готовых документов в HTML-формат. Существуют также средства для создания изображений-карт с «горячими точками». Щелкнув на такой точке мышью, пользователь может перейти к заданной позиции текущего или другого документа. Для разработки данного дипломного проекта используется программа HTML-верстки MacroMedia Dreamweaver.

 Из-за нехватки возможностей обычного HTML в дипломном проекте используется еще и DHTML (Dyinamic HTML). DHTML – это развитие «традиционного» языка HTML. Новые возможности, которые появляются с его использованием:

  •  все элементы страницы (теги, графика, текст и т.д.) теперь доступны для просмотра и управления
  •  новый взгляд на возможности таблиц стилей позволяет управлять элементами страницы намного более эффективно, чем это можно сделать с помощью простого кода.
  •  Абсолютное позиционирование элементов, включая третью координату (z-индекс), что позволяет создать индивидуальный стиль для страницы, и появление 2.5 мерности (виртуальной трехмерности) страницы.
  •  Новые дополнения к объектной модели помогают по-новому использовать элементы, написанные с помощью кода сценария.
  •  Динамическое перерисовывание любой части страницы позволяет сделать видимым процесс изменения. Больше не нужно полностью обновлять страницу для появления ее измененного вида.
  •  Поддерживаются новые объектно-зависимые методы, включая прохождение событий сквозь объектную иерархию.
  •  Графические фильтры позволяют пользователю добавлять в графику и текст такие эффекты мультимедиа, как вертикальное или горизонтальное отражение картинки, создание бегущей строки, движение пятен по картинке и т.п.

Кроме всего этого имеется возможность добавления в код страницы кода сценария, позволяющего обновлять позиции и стили элементов на странице. Язык сценария – это способ «научить» страницы реагировать на события, давая им возможность «общаться» с пользователем, чего не могут страницы, написанные лишь с помощью кода HTML. Сценарии могут быть написаны на разных языках программирования, но в данном дипломном проекте используется язык JavaScript.

Разметка HTML-документа.

Элемент разметки обычно состоит из пары кодов – открывающего и завершающего, которые называются тегами (tag). Завершающий тег начинается с символа «/», а в остальном повторяет открывающий.

Вся страница состоит из двух частей: «головы» (head) и «тела» (body), что обозначается соответствующими тегами:

<html> - тег начала документа

<head> - тег начала «головы»

<title>  </title> - теги заголовка документа

</head> - тег конца «головы»

<body> - тег начала «тела»

дальше идет html-разметка в соответствии с необходимым содержанием документа при использовании различных тегов.

</body> - тег конца «тела»

</html> - тег конца документа

Практически у каждого тега существует набор атрибутов, которые можно использовать вместе с ним.

Использование PHP скриптов

Для разработки дипломного проекта использовался язык веб-программирования PHP. Cерверных сценарии на РНР, встраиваются непосредственно в текст документа HTML с помощью специальных тегов. Получив от браузера запрос на отображение страницы, Web – сервер находит на ней серверные сценарии РНР и выполняет их как интерпретируемый программный код.

Перед отправкой страницы HTML клиенту этот код может вставлять в нее произвольные символы или фрагменты или полностью формировать динамические страницы «с нуля» (в том числе с применением шаблонов), а также выполнять переадресацию браузера клиента на другой адрес   URL.

1.11. Руководство пользователя обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

1.11.1. Начало работы

  1.  Подключиться к интернет.
  2.  Посредством браузера зайти на тот сайт, на котором располагается подсистема.

Начинать работу с первой страницы подсистемы http://breger.xbsp.ru/

При загрузке в браузер обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет представленный на рисунке 1.23. Экран разделен на две прямоугольные области:

  1.  область меню расположена сверху4;
  2.  

область отображения информации;

Рис. 1.23. Общий вид обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

1.11.2. Работа в режиме обучения

Режим обучения состоит из двух разделов: «Лекции» и «Методика проведения лабораторной работы».

При выборе одного из пунктов меню разделе «Методика проведения лабораторной работы».студенту предлагается ссылка на скачивание файла лекций по курсу замкнутых САУ на учебник Ким Д.П. - Теория автоматического управления. Том 1. Линейные системы.» Учебник разделен на главы. Вид страницы методики проведения лабораторной работы исследования характеристик замкнутых представлен на рис. 1.24.

Рис. 1.24. Вид страницы методических указаний обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

 

Если студенту недостаточно данных материалов  для подготовки к выполнению лабораторной работы или для ее защиты, он может получить дополнительную информацию, обратившись к иллюстрированному изложению лекционного курса «Методические указания к лабораторной работе по теме: «Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет», который представлен в Интернет – подсистеме по характеристикам типовых динамических звеньев САУ, нажав в меню на кнопку «Лекции». Вид страницы из лекционного курса представлен на рисунке 1.25.

 Рис. 1.25. Вид страницы лекционного курса «Методические указания к лабораторной работе по теме: «Обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет»»

1.11.3. Работа в режиме допуска к лабораторному исследованию

Этот режим содержит два варианта тестирования.

Режим “Полный допуск” рассчитан на студентов, уже имеющих достаточный уровень знаний по частотным характеристикам замкнутой САУ и оценки их устойчивости с помощью частотных показателей устойчивости. Данный вариант контроля позволяет определить степень подготовленности студента по всей теме.

Студенту предлагается ответить на 25 вопросов. После каждого ответа студенту сообщается верно или неверно он ответил. В конце тестирования выставляется оценка.

Рис. 1.26. Страница с вопросом режима «Допуск» в обучающей подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

По окончании тестирования проводится подсчет правильных и неправильных ответов, и выставляется оценка.

Оценка считается по принципу:

    " Пять " - верных ответов 90%

     " Четыре " - верных ответов 75%

     " Три " - верных ответов 60%

     " Два " - верных ответов менее 60%

После окончания тестирования появится страница с результатами тестирования (рис.1.27).

Рис. 1.27. Страница с результатами тестирования в режиме «Допуск» обучающей подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Режим “Экспресс допуск” рекомендуется для допуска к лабораторной работе. Предполагается, что основные теоретические сведения студенту уже известны и оформлен конспект для выполнения лабораторной работы. В данном режиме контроля, по желанию преподавателя, студенту задается до 5 вопросов.

Тестирование в режиме “Экспресс допуск” проводится с учетом времени. На каждый ответ дается по 60 секунд. Если студент не успевает ответить в течение 60 секунд, то ответ приравнивается к неверному. В процессе тестирования студенту не сообщается верно или неверно он отвечает. Только после окончания тестирования сообщаются результаты и оценка.  

1.11.4. Работа в режиме лабораторного исследования

Студент выбирает пункт меню Интернет подсистемы «Лабораторная работа» и в соответствии с номером варианта, заданным преподавателем, вводит рассчитанные им заранее коэффициенты передаточных функций. Для этого ему необходимо из таблицы варианта выбрать значения , которые являются значениями коэффициентов усиления передаточных функций реальных устройств, и  , которые являются значениями постоянных времен этих реальных устройств. Вид Интернет – страницы для ввода коэффициентов передаточных функций представлен на рис. 1.28.

Рис.1.28. Вид окна «Лабораторная работа» обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет

Интернет – подсистема проводит моделирование частотных и логарифмических частотных характеристик  замкнутой САУ. Их вид представлен на рис. 1.29.

Рис.1.29. Вид окна характеристик Интернет – подсистеме для лабораторного исследования устойчивости разомкнутых и замкнутых

После этого Интернет – подсистема проводит расчет частотных показателей (оценок) качества. В лабораторной работе рассматриваются следующие основные частотные оценки качества САУ: запас устойчивости по амплитуде (или по модулю)  (в линейном масштабе) и  (в логарифмическом масштабе); запас устойчивости по фазе  ; показатель колебательности ; резонансная частота ; частота среза .

Заключительным этапом является оценка устойчивости САУ с помощью частотных критериев устойчивости при задании параметров передаточной функции разомкнутой системы  W(р) и замкнутой системы Ф(р).

2.КОНСТРУКТИВНО –  ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Технический процесс изготовления приборов (ИМС) по КМДП  технологии

Процесс изготовления ИМС состоит из определённого числа технологических операций и переходов, в результате которых из исходных материалов на пластине заданных размеров получаются готовые электронные функциональные устройства – микросхемы.

Специфической особенностью изготовления ИМС является интегрально – групповой метод производства. Суть его заключается в интеграции большого количества различных и однотипных элементов на едином технологическом носителе – пластине и в интеграции технологических процессов (операций) при групповых методах их проведения. Это означает, что за один технологический цикл одновременно создаётся не один, а множество ИМС.

Последовательность технологических операций при формировании структуры КМДП по самосовмещённой технологии приведена в таблице 2.1.  Самосовмещённая технология – это такая технология , когда длина каналов обоих типов электропроводности уменьшается за счёт использования технологии подлегирования через специально сформированную маску из поликристаллического кремния, который выполняет роль затвора.

Таблица 2.1 Перечень, последовательность и номинальные параметры слоёв микросхем.

№ п.п.

Наименование слоя

Номер фотошаблона

Номинальные параметры

Примечание

1

Исходный кристалл

КЭФ=4,5 (100)

КЭФ=20 (100)

2

Первичный термический окисел

d=0,40÷0,50 мкм

3

Карман р-типа

1

Na=1·10 см¯³

d=5÷8 мкм

Выполняют фотолитографию «кармана» и двухстадийную диффузию «кармана» на необходимую глубину.

4

Диффузионные р-слои (исток, сток, охранная область)

2

rs=10÷25 Ом/

d=0,40÷0,50 мкм

Выполняют фотолитографию и диффузию.

5

Диффузионные n-слои (исток, сток, охранная область)

3

gs=10÷25 Ом/

d=1,4÷1,6 мкм

6

Тонкий оксид

4

d=0,09 ±0,01 мкм

Проводят фотолитографию.

Выращивают тонкий слой окисла.

7

Поликристаллический кремний

5

d=0,3÷0,6 мкм

Наращивают специальную маску из поликристаллического кремния  Si*.

8

Подлегирование областей истока – стока р-канального транзистора

6

Na=1·10 см¯³

d=0,4 мкм

9

Подлегирование областей истока – стока n-канального транзистора

7

Nд ≈1·10 см¯³

d =0,4 мкм

10

Межслойный диэлектрик

d≈0,5 мкм

11

Контактные окна

8

4×4 мкм

Проводят фотолитографию – вскрытие окон под контакты.

12

Металлизация алюминием

9

d=1,2÷0,2 мкм

Создание внутрисхемных соединений путём металлизации алюминием.

13

Диэлектрический защитный слой

10

d=0,5 ±0,2 мкм

Пассивация – нанесение защитного покрытия, в котором фотолитографией вскрывают окна под периферийные контактные площадки.

2.2. Технологический процесс изготовления эпитаксиально – планарного транзистора

Типы структур ИМС

Среди планарных структур, в которых использованы биполярные транзисторы, исторически более ранней является диффузионно-планарная структура. Функции изоляции в ней выполняют р-n-переходы, ограничивающие области отдельных элементов и смещенные в обратном направлении. Для получения обратного смещения в области подложки, разделяющей элементы формируется омический контакт, связанный с наиболее низким потенциалом источника питания, а к изолирующим областям резисторов с помощью контактов подводится высокий потенциал.

В качестве исходной заготовки используют пластину монокристаллического кремния, равномерно легированного акцепторной примесью (дырочная электропроводность). После того как на заготовку нанесен слой окиси кремния Si02, методом фотолитографии в этом слое избирательно вытравливают участки прямоугольной формы и через образовавшиеся окна путем термической диффузии вводят атомы примеси-донора. Процесс диффузии совмещают с термическим окислением кремния, в результате которого на поверхности вновь образуется сплошной слой окисла. Таким образом, одновременно создаются коллекторные области всех транзисторов, а также изолирующие области всех диодов и резисторов для всех кристаллов групповой пластины. Вторичным вскрытием окон меньших размеров в окисле и последующей диффузией примеси-акцептора формируют р-области, выполняющие роль базовых областей транзисторов, анодов диодов и резисторов. В результате очередного (третьего) цикла фотолитографии, диффузии и окисления получают области эмиттеров, катоды диодов, а также высоколегированные области для последующего создания омических контактов к высокоомным коллекторным и изолирующим областям.

Для создания межэлементных связей в слое окисла вновь вскрывают окна и плоскость пластины покрывают сплошной металлической пленкой (обычно алюминиевой). При этом в местах, свободных от окисла, образуется контакт с соответствующими областями кремния. Заключительный цикл фотолитографии (по пленке алюминия) позволяет создать систему межсоединений, а также контакты по периферии кристаллов. Эти контакты будут использованы для коммутации кристаллов с внешними выводами корпуса.

Планарный транзистор (независимо от типа структуры) имеет коллекторный контакт в одной плоскости с базовым и эмиттерным контактами. Вследствие этого коллекторный ток преодолевает протяженный горизонтальный участок дна коллекторной области (под дном базы), имеющий малые поперечные размеры.

В диффузионном коллекторе концентрация активной примеси распределена по глубине неравномерно: она максимальна на поверхности и равна нулю на дне коллектора, — поэтому слой коллектора под базой имеет высокое сопротивление, что увеличивает напряжение насыщения и время переключения транзистора.

Равномерное распределение примеси по толщине коллектора может быть получено с помощью процесса эпитаксиального наращивания кремния с дозированным количеством донорной примеси. Такой процесс применяют для создания эпитаксиально-планарной структуры.

Чтобы получить простейшую эпитаксиально-планарную структуру, в качестве исходной заготовки надо использовать монокристаллическую пластину кремния, равномерно легированную акцепторной примесью. Для нанесения эпитаксиального слоя на одну из сторон пластины ее освобождают от окисла и тщательно очищают (рис. 2.1), после чего проводят осаждение монокристаллического слоя кремния n-типа. Далее поверхность пластины окисляют и методом фотолитографии вскрывают окна в виде узких замкнутых дорожек, соответствующих контуру коллекторных и изолирующих областей ИМС. Проводя через окна диффузию акцепторной примеси до смыкания ее с р-областью, получают таким образом изолированные друг от друга островки равномерно легированного эпитаксиального n-кремния.

Рис. 2.1. Последовательность формирования эпитаксиально-планарной структуры:

а — исходная пластина; б — стравливание окисла, подготовка поверхности; в — эпитаксиальное наращивание n-слоя, окисление поверхности; г — вскрытие окон в окисле под изолирующую (разделительную) диффузию примеси; д — диффузия акцепторной примеси, окисление поверхности; е — готовая структура после формирования диффузионных базовых и эмиттерных областей, а также получения межсоединений.

Схема структуры

Оборудование, метод

Пластина монокристаллического кремния с нанесенной окисью кремния.

Нанесение диэл. маски, используя высокую температуру окисления и фотолитографию.

Внедрение n+ путём эпитаксиальной планарной технологии и очистка от диэлектрика.

С помощью газовой эпитаксии делаем наращивание слоя n.

Используя процесс фотолитографии и плазмохимического наращивания, наносим диэлектрическую маску.

С помощью ионной ВТД эмитации внедряем в п-тии атомы ??? элемента и очищающего от диэлектрика.

Снова наносим диэлектрическую маску.

Снова с помощью ВТД внедряем атомы ионирующего элемента и удаляем диэлектрик.

Нанесение диэлектрика.

С помощью ионной технологии внедряем атомы ионирующего элемента и удаляем диэлектрик.

Наносим диэлектрик.

Нанесение металлической плёнки с помощью магнетронного распыления и снятие плёнки.

Эпитаксиально-планарная структура со скрытым слоем. Здесь эпитаксиальный коллектор легируют умеренно (необходимую концентрацию примеси рассчитывают из условия пробоя перехода база – коллектор), а малое сопротивление коллектора обеспечивают параллельно включенным скрытым слоем (n+), имеющим высокую концентрацию примеси.

Начальные стадии технологического процесса получения эпитаксиально-планарной структуры со скрытым слоем приведены на рис. 2.2. В поверхностном окисном слое пластины p-типа вскрываются окна, через которые проводят диффузию примеси с высокой концентрацией. Для того чтобы избежать значительного проникновения примеси  в эпитаксиальный коллектор при последующих циклах высокотемпературной обработки (разделительная диффузия, базовая диффузия и т.д.), подбирают примесь с малым коэффициентом диффузии (например, мышьяк). Далее поверхность освобождают от окисла и наращивают эпитаксиальный слой кремния n-типа. После окисления поверхности процесс обработки протекает по той же схеме, что и для структуры без скрытого слоя.

Рис. 2.2. Последовательность формирования эпитаксиально-планарной структуры со скрытым n+-слоем:

а—исходная пластина; б—вскрытие окон под диффузию скрытого слоя; в—диффузия n+-примеси, окисление поверхности; г—стравливание окисла, подготовка поверхности, д— эпитаксиальное наращивание n-слоя, окисление поверхности; е — готовая структура после разделительной диффузии, формирования базовых и эмиттерных областей, а также межсоединений.

Транзистор на основе МДП-структуры

С помощью плазмохимического осаждения и фотолитографии положим диэлектрич. Маску.

С помощью ВТД внедряем атомы ионирующего элемента и удаляем диэлектрик.

Используя высокую температуру окисления положим диэлектрическую маску.

С помощью магнетронного распыления и фотолитографии наносим тонкое металлическое покрытие.

Эпитаксия

Эпитаксия – это процесс осаждения атомарного кремния на монокристалическую кремниевую пластину, при котором получают пленку, являющуюся продолжением структуры пластины. Практическое значение имеет случай, когда легированная эпитаксиальная пленка выращивается на легированной пластине, т.е. когда одновременно с атомами кремния в росте кристалла принимают участие и атомы легирующего элемента. При различных видах примеси в пластине и в выращиваемой пленке на границе их раздела образуется p-n переход. Таким образом, в эпитаксиально-планарных структурах тонкий эпитаксиальный слой (2-10 мкм) содержит элементы ИМС, а подложка толщиной –500мкм играет конструкционную роль.

В зависимости от агрегатного состояния источника атомов полупроводника и примеси для растущей пленки различают эпитаксию из газовой, жидкой и твердой фаз. Промышленное применение нашли газофазная (ГФЭ) и жидкофазная (ЖФЭ) эпитаксии.

При ГФЭ атомы кремния и примеси выделяются на пластине в результате химических реакций из соединений кремния и легирующего элемента. Для совершенства структуры важно прежде всего, чтобы в достройке участвовали одиночные атомы, а не их группы.

Основные условия, обеспечивающие совершенство структуры эпитаксиального слоя, следующие:

Химические реакции выделения атомов кремния и примеси должны быть гетерогенными (выделение атомов происходит непосредственно на пластине), исключающими образование агломератов (групп атомов);

Необходимы высокая температура пластины и ограниченная скорость осаждения атомов, обеспечивающие высокую подвижность адсорбированных атомов на пластине

С поверхности пластины должны быть устранены механические повреждения и различного рода загрязнения.

Гетерогенную реакцию, протекающую на границе газообразной и твердой фаз, можно условно представить в виде следующих стадий:

  •  Перенос веществ, участвующих в реакции, к поверхности пластины;
  •  Адсорбция поверхностью реагирующих веществ;
  •  Реакции на поверхности пластины;
  •  Десорбция молекул побочных продуктов;
  •  Перенос побочных продуктов в основной поток газа;
  •  Занятие атомами узлов кристаллической решетки.

Такая схема реализуется в установках с непрерывной подачей рабочей смеси через реактор (метод открытой трубы).

Фотолитография

Как следует из схемы, перенос рисунка фотошаблона в поверхностный слой пластины происходит в три стадии: экспонирование фотослоя через фотошаблон и образование скрытого изображения; проявление и задублирование рисунка, т.е. формирование защитной фотомаски; травление поверхностного слоя пластины на незащищенных участках.

Рис. 2.3. Последовательность операций при фотолитографии

На каждой стадии процесса действуют факторы, искажающие исходный рисунок фотошаблона. Так при экспонировании имеют место явления дифракции, преломления и отражения света, приводящие к изменению размеров элементов рисунка и размытости их краев. На этапе проявления и задублирования искажения размеров обусловлены набуханием фотослоя и усадкой фотомаски при последующей тепловой обработке. При травлении главным фактором является боковое подтравливание под маску. Условия, в которых проходит обработка на различных стадиях, изменяются как от пластины к пластине, так и в пределах одной групповой пластины, что приводит к разбросу размеров элементов рисунка.

Если наименьшие по размерам элементы рисунка соизмеримы с этими погрешностями, то их нельзя воспроизвести на пластине достаточно четко. Таким образом, для воспроизводимости переноса элементов рисунка малых размеров с фотошаблона на пластину фотолитографический процесс должен обладать соответствующей разрешающей способностью. Ее оценивают максимальным числом линий, раздельно воспроизводимых в пределах 1мм:

где amin – ширина линии (мкм). На практике разрешающую способность часто характеризуют просто значением amin.

Диффузия

Целью проведения диффузии (за исключением особых случаев) является внедрение атомов легирующего элемента в кристаллическую решетку полупроводника для образования области с противоположным по отношению к исходной области типом электропроводности. При этом вновь образованная область оказывается ограниченной p-n переходом. Количество введенной примеси должно быть достаточным для компенсации влияния примеси в исходном материале и для создания избытка примеси, обеспечивающего электропроводность противоположного типа. Значение проводимости диффузионной области определяется концентрацией избыточной (нескомпенсированной) примеси.

Так как скорость процесса диффузии очень мала, концентрация введенной примеси монотонно убывает в направлении от поверхности, через которую проходит диффузия, в глубь кристалла. Переход образуется на глубине Xпер, где

концентрация введенной примеси оказывается равной концентрации исходной примеси Nисх.

В качестве легирующих примесей выбирают элементы, имеющие достаточно высокую скорость диффузии и хорошую растворимость в полупроводнике при температуре диффузии. Для получения диффузионных областей с дырочной электропроводимостью в кремнии используют элементы-акцепторы B, ln, Ga, во внешних электронных оболочках которых не достает одного валентного электрона для создания ковалентной связи с атомом четырехвалентного кремния. Для обеспечения электронной электропроводимости можно использовать P, As, Sb, т.е. элементы, имеющие избыточный валентный электрон по сравнению с кремнием.

Атом примеси, проникший в глубь кристалла, способен генерировать свободный носитель заряда (электрон или дырку) только в том случае, если он займет место в узле кристаллической решетки. Высокая плотность вакансий в кремнии является поэтому обязательным условием получения высоколегированных диффузионных областей.

В качестве источников диффузии применяют различные соединения (ангидриды, галогениды, гидриды) легирующего элемента, обладающие достаточной летучестью и позволяющие обеспечить нужную концентрацию примеси. Такие соединения называют диффузантами.

В зависимости от состояния при температуре 20ºС различают твердые, жидкие и газообразные диффузанты.

Общим недостатком твердых диффузантов (B2O3, P2O5) является трудность регулирования паров и, как следствие, пониженная воспроизводимость результатов диффузии. Кроме того, для их испарения требуется высокая и стабильная температура, что усложняет и удоражает оборудование. Обычно используют двухзонные диффузионные печи с камерой источника и камерой диффузии, каждая из которых имеет автономную систему нагрева и регулирования температуры.

При работе с жидкими диффузантами (BBr3, PBr3,), обладающими высокой упругостью пара  при невысоких температурах, применяют более простые, однозонные, печи.

Наиболее технологичны газообразные диффузанты (B2H6, PH3), регулирование концентрации которых достигается наиболее простыми средствами.

Металлизация

Металлизация – это нанесение на кремниевую пластину, на которой сформированы структуры, сплошной металлической пленки для получения качественных омических контактов с элементами ИМС, а также электропроводящего покрытия, надежно сцепляющегося с пленкой SiO2. Предварительно в окисной пленке методом фотолитографии создают окна под будущие электрические контакты металла с кремнием.

Фотолитография по металлической пленке обеспечивает требуемую конфигурацию проводников межсоединений, а также формирует по периферии кристалла контактные площадки, необходимые для присоединения ИМС к внешним выводам корпуса.

Металл, используемый для получения межсоединений, должен отвечать следующим требованиям:

  •  Иметь высокую проводимость с удельным поверхностным сопротивлением
  •  Обеспечивать нормальное функционирование межсоединений при плотностях тока
  •  Обеспечивать омические контакты с n- и p- областями кремния;
  •  Быть технологичным при нанесении, избирательном травлении и термообработке, а также при создании электрических соединений с внешними выводами корпуса;
  •  Не подвергаться коррозии, а также окислению, способному заметно повысить сопротивление контакта;
  •  Не образовывать химических соединений с кремнием, снижающих механическую прочность контактов и проводимость;
  •  Иметь высокую адгезию к пленке SiO2;
  •  Быть прочным, не подверженным механическим повреждениям (вмятинам, царапинам) и разрушению при циклических изменениях температуры.

Металл, который отвечал бы всем перечисленным требованиям подобрать нельзя. Наиболее полно им отвечает высоко чистый алюминий марки А99.

Алюминий имеет удельное сопротивление равное

Благодаря способности окисляться он имеет высокую адгезию к SiO2. В результате операции вжигания обеспечивают прочное сцепление Al с кремнием в контактных окнах. При этом алюминий способен восстанавливать кремний из окисла, следы которого могут быть на поверхности пластины, что обеспечивает в конечном счете хороший омический контакт с кремнием.

Периферийные контакты являются состовной частью рисунка межсоединений и служат для присоединения проводящих перемычек, соединяющих интегральную микросхему, заключенную в кристалле, с внешними выводами корпуса или контактными площадками. В полупроводниковых ИМС периферийные контакты не имеют дополнительных покрытий, их получают одновременно с проводниками межсоединений. Размеры и расположение периферийных контактов обусловлены технологическими требованиями, а также расположением выводов корпуса. Обычно их выполняют квадратными с размерами, обеспечивающими, во-первых, достаточную площадь контакта с перемычкой и, следовательно, прочность и надежность сварного соединения, а во-вторых, отсутствие влияния погрешности совмещения перемычки и контакта на площадь контактирования.

Окисление

Общим для диэлектрических пленок различного назначения является требование технологичности, под которым понимают прежде всего совместимость процессов получения покрытия с изготовлением структуры ИМС в целом. Технологичными следует также считать процессы, осуществляймые при невысоких температурах нагрева пластины и обеспечивающие приемлемую для производства скорость роста пленки. Загрязнения пленки, ухудшающие электрические свойства, должны отсутствовать. Поэтому химическое и электрохимическое выращивание пленок в растворах и электролитах при производстве полупроводниковых ИМС находит ограниченное применение.

Эксплуатационным требованиям достаточно полно отвечает окись кремния, получаемая при нагревании его поверхности в присутствии кислорода (термическое окисление). Термически выращенный окисел кремния обладает наилучшими маскирующими свойствами и высокими электрическими параметрами. Склонность окиси кремния к стеклообразованию способствует получению безпористой пленки. Хорошая растворимость окиси в плавиковой кислоте позволяет эффективно использовать ее в качестве маски при селективном травлении кремния.

Процесс окисления выполняют в эпитаксиальных установках или в однозонных диффузионных печах со специальными газорапределительными устройствами. На практике разгонку примеси при диффузии совмещают с окислением поверхности подложек. Окисление поверхности после эпитаксии также выполняется на одной установке в едином цикле.

Различают несколько типов термического окисления:

Термическое окисление в сухом кислороде – обладает наименьшей скоростью окисления. Преимущество – высокое качество пленки и ее высокая плотность

Термическое окисление в атмосфере водяного пара – окисление кремния существенно ускоряется. Более высокая скорость роста пленки объясняется меньшим диаметром молекулы окислителя. Недостатком является необходимость использования герметичных и высокопрочных реакторов вместо технологичных проточных систем.

Термическое окисление в атмосфере влажного кислорода – компромисное решение, обеспечивающее комбинированный процесс.


3.ОХРАНА ТРУДА

3.1. Негативное влияние ПК на организм человека.

Любой производственный процесс, в том числе и работа с вычислительной техникой сопровождается появлением опасных и вредных производственных факторов, от которых пользователю персонального компьютера необходима защита. Поэтому очень важным на любом производстве является понятие «охраны труда».

Под термином «охрана труда» понимается система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических методов и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Электронно-вычислительная техника все шире входит во все сферы нашей жизни. Компьютер стал привычным не только в производственных цехах и научных лабораториях, но и в студенческих аудиториях и школьных классах.

Число специалистов, работающих с персональным компьютером, непрерывно растет. Ни экономические, ни научные достижения невозможны теперь без быстрой и четкой информационной связи и без специального обученного персонала.

В наши дни мало кто сомневается, что работа на персональном компьютере влияет на здоровье человека не самым лучшим образом. В то же время, мало у кого возникает мысль отказаться от работы с ПК ради спасения здоровья. Людям случалось не отказываться и от более вредных занятий, к тому же, пользы от ПК заметно больше чем вреда.

В настоящее время практически ни одно предприятия не обходиться без компьютера. Использование компьютерных технологий позволяет создавать базы данных, отчеты. Людям с ограниченными возможностями, инвалидам компьютер помогает получить образование, работать. С созданием всемирной сети Internet человек может получить практически любую информацию, сделать покупки и завести друзей, не выходя из дома. На многих крупных заводах всем производством управляют компьютерные программы.

Именно за компьютерными технологиями будущее. Исследования космоса и морских глубин будут доверены компьютерам. Современная наука шагает семимильными шагами, и кто знает, какое изобретение последует дальше.

Жить в современном мире и быть далеким от компьютеров невозможно, я думаю. Компьютер надолго вошел в нашу жизнь, и сможем ли мы существовать без него в будущем?

Всё больше становится людей, проводящих за компьютером по несколько часов ежедневно. Поэтому, всё важнее становится разобраться, как может пользователь снизить, а то и вовсе устранить, вред, причиняемый компьютером.

Негативное влияние компьютера на организм человека
Компьютеры влияют на разные системы органов организма человека. Особенно опасно влияние электромагнитных излучений, ухудшение зрения, нарушение психики, особенно у подростков, заболевания мышц и суставов. Разберем подробнее эти нарушения, объясним их появление и меры борьбы с ними.

Основные вредные факторы, действующие на человека за компьютером:
• сидячее положение в течение длительного времени;
• воздействие электромагнитного излучения монитора;
• утомление глаз, нагрузка на зрение;
• перегрузка суставов кистей;
• стресс при потере информации

Электромагнитное излучение

Слово "радиация" (radiation) в документации к ПК означает всего лишь "излучение". Такое же, как у Солнца.

Электромагнитное излучение увидеть невозможно, а представить не каждому под силу, и потому нормальный человек его почти не опасается. Одним из наиболее распространенных источников электромагнитного излучения является компьютер. Наибольшее излучение не со стороны монитора, а со стороны задней стенки.

Изучение возможных последствий воздействия на организм человека находится еще в начале своего пути, однако имеется довольно много убедительных доказательств об их опасности для здоровья, особенно электромагнитных полей низкой частоты. Сложность проблемы заключается не только во влиянии на здоровье населения, но и на здоровье и интеллект будущих поколений. Идет возрастание врожденных аномалий.


Ухудшение зрения
Многим пользователям ПК, обратившимся к грамотному окулисту с жалобами на "ухудшение зрения от работы за компьютером", всего лишь не хватало в организме витамина "А", который есть практически в любой аптеке. Симптомы отсутствия витамина "А" общеизвестны - это чрезмерная чувствительность к яркому свету и, особенно, ухудшение сумеречного зрения. Эти симптомы принято связывать с компьютером в основном из-за того, что компьютер (при неправильном использовании) повышает потребность глаз в витамине "А". Когда пользователь набивает большие объёмы текста не "вслепую", а глядя то на слабо освещённую клавиатуру, то на сильно освещённый монитор (пусть даже самый безопасный), то для глаз пользователя это является большим испытанием. Зрачки постоянно то сужаются, то расширяются и не успевают настроиться под имеющееся количество света, поэтому и глаза вынуждены работать в "разогнанном" режиме. Попробуйте несколько раз подряд выйти из тёмного подъезда на солнечную улицу и тут же зайти обратно, сможете вы после этого что-то видеть? За компьютером нагрузка меньше и до определённого предела глаза способны её переносить без вреда, но им потребуется витамин "А". Когда витамин перестанет помогать, останется только учиться слепым методам набора текстами или прощаться со зрением, и никакие суперсовременные мониторы тут не помогут.

Значительно реже, но встречаются окулистам пациенты, зрение которых ухудшилось именно из-за компьютера. Обычная близорукость или дальнозоркость, реже - астигматизм. Тут работают те же принципы, что и при порче зрения чтением книг. Неправильное расстояние до монитора, неправильно установленная яркость (для текста она должна быть меньше, а для картинок и видео - больше), нечёткое изображение, мелкие или трудно читаемые шрифты, слишком длинные или слишком короткие строки, неудобные для глаз цвета, мельтешащая анимация - вот основные причины ухудшения зрения от работы за компьютером. Здесь стоит помнить, что зрение портится далеко не сразу, иногда - годами. Если вы заметили, что ваши глаза слишком часто устают, то у вас ещё есть время, чтобы пройтись по вышеприведённому списку и спасти себя от очков.

Часто, окулисты сталкиваются с ухудшениями зрения, для которых они не находят никаких причин. Многие вообще не ищут, а сразу выписывают очки, но это непрофессионалы. Настоящие специалисты знают, что бывает временное ухудшение зрения, и могут его распознавать. Если не вдаваться в терминологию, то такой эффект является реакцией глаз на проблемы с позвоночником и нервной системой, о которых речь пойдёт дальше.

Сейчас, когда пользователями компьютеров становятся не только школьники, но и 5 - 6 летние дети, процесс формирования зрительного анализатора у которых не закончен, еще более актуально, чтобы обучение с использованием компьютеров соответствовало возрастным возможностям детей. Специальные многолетние исследования позволили определить оптимальную продолжительность непрерывных занятий для детей и подростков разного возраста. Эти исследования показали, что чем младше ребенок, тем раньше у него появляются признаки утомления. Так для детей 5-6 лет это время составляет 10-15 минут. Для детей в возрасте 7 - 15 лет непрерывная продолжительность компьютерных занятий составляет 20 минут, а для ребят постарше - не более получаса. Уже после не столь продолжительных занятий у детей и подростков появляются признаки зрительного и общего утомления. Симптомами зрительного утомления могут быть: покраснение глаз, зуд, боли, чувство тяжести, головные боли, потемнение в глазах, головокружение, двоение. Кроме того, могут возникнуть и более серьезные нарушения как снижение остроты зрения и нарушение аккомодации. В результате такой работы очень велик риск появления (и прогрессирования уже имеющейся) близорукости.

Мерцание изображения
Экран CRT-монитора мигает некоторое количество раз ежесекундно. Чем выше частота этих "миганий" - тем меньше нагрузка на глаза. Каждый раз, когда производителям мониторов удавалось немного увеличить частоту мерцания монитора, это преподносилось как революционный прорыв в борьбе за сохранность глаз, однако реальный вред от мерцания недооценивался и недооценивается до сих пор.

Проблемы опорно-двигательного аппарата

Рост среднего человека утром на два-три сантиметра больше, чем вечером, так как позвоночник за целый день стояче-сидячей жизни заметно сжимается. Если к тому же имеет место хоть незначительное искривление позвоночника, то неизбежно защемление основания нерва. Пользователям ПК легко понять, что произойдёт - нарушится интерфейс между мозгом и какой-то частью тела. Это похоже на случаи с плохим контактом в интерфейсном кабеле: устройство не обязательно сгорит, но «заглючит».

Характерные для геймеров боли в пояснице и в основании шеи запросто могут привести к болезням вен и суставов конечностей. "Синдром программиста" (боли между лопатками) представляет опасность для сердца и лёгких. Он обычно сопровождается спазмом трапециевидных мышц, которые в попытках спасти позвоночник пережимают артерии, идущие к мозгу (помните давящие боли затылке). Чуть выше может защемиться нерв, идущий к лицу и среди прочего контролирующий глаза, именно так и появляется временное ухудшение зрения, которое не лечится очками, но проходит после работы с позвоночником на специальном тренажёре. Боли в середине спины, на стыке грудного и поясничного отделов, обещают пользователю гастрит, а то и язву желудка, но задолго до этого обеспечивают беспричинным "общим утомлением".

Самый лучший и эффективный совет борцам за здоровый позвоночник: раз в 40-45 минут сделайте перерыв. Встаньте, пройдитесь, подвигайтесь (как именно - вы почувствуете) потянитесь (наклоны особенно хороши). Помогает не до конца, но очень сильно.
Влияние компьютера на мышцы и суставы
Ухудшение зрения и умственное перенапряжение - это еще далеко не все осложнения, «даруемые» компьютером. Мало кто, проведя за клавиатурой энное количество часов, не испытывал боли в области шеи и позвоночника, онемение шеи, боли в плечах и пояснице, покалывания в ногах. Но бывают и более серьезные заболевания как остеохондроз или синдром запястного тоннеля.

Нельзя сказать, что синдром запястного канала (тоннеля) не проявлял себя раньше, но в последнее десятилетие, в основном в связи с распространением компьютерной техники и возросшей «эксплуатацией» руки, все больше людей в разных странах стали страдать от синдрома запястного канала. Только в США делается в год свыше 200 тыс. операций по этому поводу.

Группу риска составляют офисные сотрудники, много работающие на компьютере, кассиры, сборщики на конвейере, вязальщицы, дантисты, плотники, музыканты, упаковщицы, а также спортсмены, занимающиеся скалолазанием, гольфом, теннисом, горными лыжами. От длительных однообразных движений у них развивается переутомление мышц, нарушается местное кровообращение, развивается дистрофия, отек мягких тканей в запястном канале, что является пусковым механизмом развития заболевания.


Нагрузка на нервную систему

Самым уязвимым местом пользователя ПК являются не глаза, как принято полагать, а нервы. Например, мерцание экрана, практически безвредное для глаз, сильно напрягает нервную систему. Шум вентиляторов медленно, но верно расшатывает нервы. Если к этому добавить вышеописанные проблемы с глазами и позвоночником, которые тоже нагружают нервную систему, то общая картина получится печальная.

Ещё одним фактором, влияющим на нервную систему пользователя ПК, является большой поток информации, который он вынужден воспринимать. Даже геймер или постоянный обитатель чатов прогоняют через себя очень много информации самого разного характера, а что уж говорить о программисте или дизайнере. При устном общении можно пропускать часть информационного потока "мимо ушей", что и делают люди, когда не справляются с объёмом информации. При письменно-визуальном общении при помощи ПК это делать сложнее. Также не стоит забывать мелькание рекламных банеров, музыку из колонок, и прочие "сопутствующие факторы".


Влияние компьютера на психику

Работа на компьютере влияет, прежде всего, на психику детей и подростков, для которых общение с компьютером становиться одной из самых привлекательных видов отдыха. Это связано с тем, что современная компьютерная индустрия выпускает множество всевозможных остросюжетных игр: «стрелялок», «бродилок», «догонялок», «убивалок» - многие из которых отличаются агрессивностью и, порой, жестокостью. Но психика детей неустойчива, поэтому чрезмерное увлечение компьютерными играми может стать причиной очень тяжелых последствий - развивается повышенная возбудимость, у школьников снижается успеваемость, ребенок становиться капризным, перестает интересоваться, чем-либо кроме компьютера.

После продолжительных занятий за компьютером у детей и подростков появляются признаки общего утомления. Проявление утомления зависит от возраста и состояния организма. Важное значение следует придавать внешним признакам утомления: ребенок склоняет голову набок, опирается на спинку стула, задирает ноги, упираясь в край стола, часто разговаривает, переключает внимание на другие предметы.

С осторожностью следует подходить к компьютерным занятиям, если у ребенка имеются невротические расстройства или судорожные реакции, поскольку компьютер может усилить все эти отклонения в состоянии здоровья.

В заключении можно сказать, что сейчас строится много гипотез по поводу влияния компьютеров на разные системы органов. Есть даже предположения, что излучения вызывают раковые опухоли, но это научно пока не доказано. Пока. Но если это все таки докажут лет так через 10, тем, кто пренебрегал простыми правилами собственной безопасности, может уже ничего не помочь. Так что следует подумать о своем будущем.

Еще одна гипотеза, тоже пока не доказанная, компьютер влияет на строение хромосомного аппарата и приводит к мутациям. Если это так, то через 50 -100 лет на Земле не останется ни одного здорового человека.

Все эти предположения заставляют задуматься о том, что же будет дальше. И нужно ли просиживать лишний час перед светящимся экраном?

Вы можете заменить, починить пришедший в негодность компьютер, но с организмом такое не проходит. Поэтому, покупая очередной ПК, задумайтесь, что вам дороже и помимо производительности своего электронного помощника, позаботьтесь и о себе.

3.2. Методы и способы защиты пользователя от воздействия опасных и вредных факторов

Для защиты от вредных и опасных факторов имеющих место при работе с вычислительной техникой разработано много способов и методов. Рассмотрим некоторые из них, которые являются наиболее эффективными.

3.2.1. Защита от поражения электрическим током

Основным способом защиты человека от поражения электрическим током для четырехпроводных трехфазных сетей до 1000 В с заземленной нейтралью является защитное зануление.

Защитное зануление - преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки, могущих оказаться под напряжением, с нулевым защитным заземленным проводником (рис.2.1).

Рис.2.1. Защитное зануление.

НЗП - нулевой защитный проводник.

Принцип защиты пользователей при занулении заключается в отключении сети за счет тока короткого замыкания, который вызывает отключение ЭВМ от  сети.

Рассчитаем Jном - ток отключения защитного автомата.

Ток короткого замыкания в данной схеме рассчитывается по формуле:

, где

Jк.з - ток короткого замыкания [А];

Uф - фазовое напряжение [B];

rm - сопротивление обмотки трансформатора [Ом];

rнзп - сопротивление нулевого защитного проводника [Ом].

Uф = 220 В

rm= 0,312 Ом (по паспорту)

, где

- удельное сопротивление материала проводника [Ом*м];

l - длина проводника [м];

s – площадь поперечного сечения проводника [мм2].

Возьмем медный провод длиной  =400 м ,   =150 м ,   =50 м  с площадью поперечного сечения , рмедь= 0,0175 Ом*м.

Следовательно, 9,1.

По величине  определим с каким  необходимо включить в цепь питания ЭВМ автомат.

, где

K – качество автомата.

 

Вывод: для отключения ЭВМ от сети в случае короткого замыкания или других неисправностей в цепь питания ЭВМ необходимо ставить автомат с   Jном = 8 А [10].

3.2.2. Защита от рентгеновского излучения

Защита осуществляется тремя способами:

1. увеличение расстояния между оператором и источником (защита расстоянием);

2. сокращение продолжительности работы (защита временем);

3. экранирование источника излучения (защита экранами). При этом используются специальные материалы, максимально ослабляющие уровень рентгеновского излучения [9].

3.2.3. Защита от излучения электромагнитных полей низких частот

Защита от электромагнитных излучений осуществляется

следующими способами:

время работы - не более 4 часов;

расстояние - не менее 50 см от источника;

экранирование;

расстояние между мониторами - не менее  1,5 м;

не работать сбоку от монитора ближе 1,2 м [6].

3.2.4. Защита от ультрафиолетового излучения

Для защиты от ультрафиолетового излучения (УФИ):

- защитный фильтр или специальные очки (толщина стекол 2мм, с добавлением свинцом);

- специальная одежда (из фланели);

- противосолнечные экраны;

- химические вещества (мази), которые содержат ингридиенты, поглощающие УФИ;

- отражающие материалы (полированный алюминий).

3.2.5. Защита от статического электричества

Нормировочное значение статического электричества - 15 кВ/м.

Защита от статического электричества и вызванных им явлений осуществляется следующими способами:

проветривание без присутствия пользователя;

влажная уборка;

отсутствие синтетических покрытий;

нейтрализаторы статического электричества;

подвижность воздуха в помещении не более 0,2 м/с;

иметь контурное заземление [7].

3.2.6. Общие рекомендации при работе с вычислительной техникой

Для защиты от вредных факторов имеющих место при эксплуатации ЭВМ необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

правильно организовывать рабочие места;

правильно организовать рабочее время оператора, соблюдая ограничения при работе с вычислительной техникой.

3.2.7. Требования к помещениям и организации рабочих мест

Особые требования к помещениям, в которых эксплуатируются компьютеры:

не допускается расположение рабочих мест в подвальных помещениях;

площадь на одно рабочее место должна быть не меньше 6 кв. метров, а объем - не менее 20 куб. м.

Для повышения влажности воздуха в помещениях с компьютерами следует применять увлажнители воздуха, ежедневно заправляемые дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Перед началом и после каждого часа работы помещения должны быть проветрены.

Рекомендуемый микроклимат в помещениях при работе с ЭВМ:

температура 19 - 21 °С;

относительная влажность воздуха 55-62%.

В помещениях, где размещены шумные агрегаты вычислительных машин (матричные принтеры и тому подобное), уровень шума не должен превышать 75 дБ, в обычных же помещениях, где стоят персональные машины, допускается максимум 65 дБ.

Помещения должны иметь естественное и искусственное освещение. Желательна ориентация оконных проемов на север или северо-восток. Оконные проемы должны иметь регулируемые жалюзи или занавеси, позволяющие полностью закрывать оконные проемы. Занавеси следует выбирать одноцветные, гармонирующие с цветом стен, выполненные из плотной ткани и шириной в два раза больше ширины оконного проема. Для дополнительного звукопоглощения занавеси следует подвешивать в складку на расстоянии 15-20 см от стены с оконными проемами.

Рабочие места по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно - слева.

Для устранения бликов на экране, также как чрезмерного перепада освещенности в поле зрения, необходимо удалять экраны от яркого дневного света.

Рабочие места должны располагаться от стен с оконными проемами на расстоянии не менее 1,5 м, от стен без оконных проемов на расстоянии не менее 1 м.

Поверхность пола в помещениях должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для чистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.

Освещенность на рабочем месте с ЭВМ должна быть не менее:

экрана - 200 лк;

клавиатуры, документов и стола - 400 лк.

Для подсветки документов допускается установка светильников местного освещения, которые не должны создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать его освещенность до уровня более 300 лк. Следует ограничивать прямые блики от источников освещения.

Освещенность дисплейных классов, рекомендуемая отраслевыми нормами, лежит в пределах 400 - 700 лк и мощностью ламп до 40 Вт.

В качестве источников света при искусственном освещении необходимо применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ цветовая температура (Тцв) излучения которых находится в диапазоне 3500-4200 ° K.

Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения. Для того чтобы избегать ослепления, необходимо устранять из поля зрения оператора источники света (лампы, естественный солнечный свет), а также отражающие поверхности (например, поверхность блестящих полированных столов, светлые панели мебели). При электрическом освещении упомянутые требования могут быть удовлетворены при выполнении следующих условий: освещение должно быть не прямым, для чего необходимо избегать на потолке зон чрезмерной освещенности. При этом освещенность должна быть равномерной, потолок должен быть плоским, матовым и однородным. Необходима также достаточная высота потолка для возможности регулировать высоту подвеса светильников.

При установке рабочих мест нужно учитывать, что мониторы должны располагаться на расстоянии не менее 2 метров друг от друга, если брать длины от задней поверхности одного до экрана другого, и 1,2 метра между их боковыми поверхностями. При выполнении творческой работы, требующей «значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания», между компьютерами должны быть установлены перегородки высотой 1,5 - 2 метра.

Дисплей должен поворачиваться по горизонтали и по вертикали в пределах 30 градусов и фиксироваться в заданном направлении. Дизайн должен предусматривать окраску корпуса в мягкие, спокойные тона с диффузным рассеиванием света. Корпус дисплея, клавиатура и другие блоки и устройства должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4-0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.

Рабочий стул должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья.

Экран монитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600 - 700 мм, но не ближе 500 мм. В помещениях ежедневно должна проводиться влажная уборка.

Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, шириной не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах 150 мм и по углу наклона опорной поверхности до 20 градусов. Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии          100 - 300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной, регулируемой по высоте рабочей поверхности.

3.2.8. Требования к организации работы

Для преподавателей вузов и учителей средних учебных заведений длительность работы в дисплейных классах устанавливается не более 4 часов в день. Для инженеров, обслуживающих компьютерную технику, - не более 6 часов в день. Для обычного пользователя продолжительность непрерывной работы за компьютером без перерыва не должна превышать 2 часов.

Необходимо делать 15-минутные перерывы каждые 2 часа, менять время от времени позу.

Для тех, у кого смена работы за компьютером 12 часов, установлено - в течение последних четырех часов каждый час должен прерываться 15-минутным перерывом.

При работе с ЭВМ в ночную смену, независимо от вида и категории работ, продолжительность регламентированных перерывов увеличивается на 60 минут. В случаях возникновения у работающих с ЭВМ зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений, несмотря на соблюдение санитарно-гигиенических, эргономических требований, режимов труда и отдыха следует применять индивидуальный подход в ограничении времени работ с ЭВМ и коррекцию длительности перерывов для отдыха или проводить смену деятельности на другую, не связанную с использованием ЭВМ.

Профессиональные пользователи обязаны проходить периодические медицинские осмотры. Женщины во время беременности и в период кормления ребенка грудью к работе за компьютером не допускаются.

Необходимо строго регламентировать время и условия работы с компьютером для сотрудников, страдающих заболеваниями опорно-двигательного аппарата, глаз и т. д.

Выбранные методы и способы защиты от опасных и вредных факторов обеспечивают защиту пользователей, работающих с  вычислительной техникой.

4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1.  Влияние УФИ на организм человека и способы защиты.

 

Ультрафиолетовое излучение

Естественным источником ультрафиолетового излучения (УФИ) является Солнце. Невидимые ультрафиолетовые (УФ) лучи появляются в источниках излучения с температурой выше 1500oС и достигают значительной интенсивности при температуре более 2000oС. Искусственными источниками УФИ являются газоразрядные источники света, электрические дуги (дуговые электропечи, сварочные работы), лазеры и др.

Биологическое действие ультрафиолетового излучения

Различают три участка спектра ультрафиолетового излучения, имеющего различное биологическое воздействие. Слабое биологическое воздействие имеет ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,39-0,315 мкм. Противорахитичным действием обладают УФ-лучи в диапазоне 0,315-0,28 мкм, а ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,28-0,2 мкм обладает способностью убивать микроорганизмы.

Для организма человека вредное влияние оказывает как недостаток ультрафиолетового излучения, так и его избыток. Воздействие на кожу больших доз УФ-излучения приводит к кожным заболеваниям (дерматитам). Повышенные дозы УФ-излучения воздействуют и на центральную нервную систему, отклонения от нормы проявляются в виде тошноты, головной боли, повышенной утомляемости, повышения температуры тела и др.

Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,32 мкм отрицательно влияет на сетчатку глаз, вызывая болезненные воспалительные процессы. Уже на ранней стадии этого заболевания человек ощущает боль и чувство песка в глазах. Заболевание сопровождается слезотечением, возможно поражение роговицы глаза и развитие светобоязни ("снежная" болезнь). При прекращении воздействия ультрафиолетового излучения на глаза симптомы светобоязни обычно проходят через 2-3 дня.

Недостаток УФ-лучей опасен для человека, так как эти лучи являются стимулятором основных биологических процессов организма. Наиболее выраженное проявление "ультрафиолетовой недостаточности" - авитаминоз, при котором нарушается фосфорно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение работоспособности и защитных свойств организма от заболеваний. Подобные проявления характерны для осенне-зимнего периода при значительном отсутствии естественной ультрафиолетовой радиации ("световое голодание").

В осенне-зимний период рекомендуется умеренное, под наблюдением медицинского персонала, искусственное ультрафиолетовое облучение эритемными люминесцентными лампами в специально оборудованных помещениях - фотариях. Искусственное облучение ртутнокварцевыми лампами нежелательно, так как их более интенсивное излучение трудно нормировать.

При оборудовании помещений источниками искусственного УФ-излучения необходимо руководствоваться "Указаниями по профилактике светового голодания у людей", утверждёнными Министерством здравоохранения СССР (N547-65). Документом, регламентирующим допустимую интенсивность ультрафиолетового излучения на промышленных предприятиях, являются "Указания по проектированию и эксплуатации установок искусственного ультрафиолетового облучения на промышленных предприятиях".

Воздействие ультрафиолетового излучения на человека количественно оценивается эритемным действием, т.е. покраснением кожи, в дальнейшем приводящим к пигментации кожи (загару).

Оценка ультрафиолетового облучения производится по величине эритемной дозы. За единицу эритемной дозы принят 1 эр, равный 1Вт мощности УФ-излучения с длиной волны 0,297 мкм. Эритемная освещённость (облучённость) выражается в эр/м2. Для профилактики ультрафиолетового дефицита достаточно десятой части эритемной дозы, т.е. 60-90 мкэр·мин/см2.

Бактерицидное действие ультрафиолетового излучения, т.е. способность убивать микроорганизмы, зависит от длины волны. Так, например, УФ-лучи с длиной волны 0,344 мкм обладают бактерицидным эффектом в 1000 раз большим, чем ультрафиолетовые лучи с длиной волны 0,39 мкм. Максимальный бактерицидный эффект имеют лучи с длиной волны 0,254-0,257 мкм.

Оценка бактерицидного действия производится в единицах, называемых бактами (б). Для обеспечения бактерицидного эффекта ультрафиолетового облучения достаточно примерно 50 мкб · мин/см2.

Защита от ультрафиолетового излучения

Для защиты от избытка УФИ применяют противосолнечные экраны, которые могут быть химическими (химические вещества и покровные кремы, содержащие ингредиенты, поглощающие УФИ) и физическими (различные преграды, отражающие, поглощающие или рассеивающие лучи). Хорошим средством защиты является специальная одежда, изготовленная из тканей, наименее пропускающих УФИ (например, из поплина). Для защиты глаз в производственных условиях используют светофильтры (очки, шлемы) из тёмно-зелёного стекла. Полную защиту от УФИ всех длин волн обеспечивает флинтглаз (стекло, содержащее окись свинца) толщиной 2 мм.

При устройстве помещений необходимо учитывать, что отражающая способность различных отделочных материалов для УФИ другая, чем для видимого света. Хорошо отражают УФ-излучения полированный алюминий и медовая побелка, в то время как оксиды цинка и титана, краски на масляной основе - плохо.

4.2 Влияние  радиоактивного излучения на организм человека.

1. Введение: понятие радиоактивности, типы излучений

Радиоактивность  способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц.

Радиоактивность подразделяют на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций).

Радиоактивное излучение разделяют на три типа:

А) -излучение – отклоняется электрическим и магнитными полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью; представляет собой поток ядер гелия; заряд -частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия 42Не.

Б) -излучение – отклоняется электрическим и магнитным полями; его ионизирующая способность значительно меньше (приблизительно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше, чем у -частиц; представляет собой поток быстрых электронов.

В) -излучение – не отклоняется электрическим и магнитными полями, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью; представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны < 10-10 м и вследствие этого – ярко выраженными корпускулярными свойствами, то есть является поток частиц - -квантов (фотонов).

Период полураспада Т1/2 – время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое.

2. Способы проникновения радиации на организм человека

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. Радиационный фон Земли складывается из излучения, обусловленного космическим излучением, и излучения от рассеянных в Земной коре, воздухе, воде, теле человека и других объектах внешней среды природных радионуклидов.

Таким образом, жизнь на Земле возникла и развивалась на фоне ионизирующей радиации. Поэтому биологическое действие её не является каким-то новым раздражителем в пределах естественного радиационного фона. Основной вклад в дозу облучения вносят 40К, 238U, 232Th вместе с продуктами распада урана и тория. В среднем доза фонового (внешнего и внутреннего) облучения человека составляет 1 мЗв/год. В отдельных районах с высоким содержанием природных радионуклидов это значение может достигать 10 мЗв и более. Считают, что часть наследственных изменений и мутаций у животных и растений связана с радиационным фоном.

В случае ядерного взрыва на местности возникает очаг ядерного поражения – территория, где факторами массового поражения людей являются световое излучение, проникающая радиация и радиоактивное заражение местности.

В результате поражающего действия светового излучения могут возникнуть массовые ожоги и поражения глаз. Для защиты пригодны различного рода укрытия, а на открытой местности – специальная одежда и очки.

Проникающая радиация представляет собой -лучи и поток нейтронов, исходящих из зоны ядерного взрыва. Они могут распространяться на тысячи метров, проникать в различные среды, вызывая ионизацию атомов и молекул. Проникая в ткани организма, -лучи и нейтроны нарушают биологические процессы и функции органов и тканей, в результате чего развивается лучевая болезнь.

Радиоактивное заражение местности создается за счет адсорбции радиоактивных атомов частицами грунта (так называемое радиоактивное облако, которое перемещается по направлению движения воздуха). Основная опасность для людей на зараженной местности – внешнее --облучение и попадание продуктов ядерного взрыва внутрь организма и на кожные покровы.

Ядерные взрывы, выбросы радионуклидов предприятиями ядерной энергетики и широкое использование источников ионизирующих излучений в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине и научных исследованиях привели к глобальному повышению облучения населения Земли. К естественному облучению прибавились антропогенные источники внешнего и внутреннего облучения.

При ядерных взрывах в окружающую среду поступают радионуклиды деления, наведенной активности и неразделившаяся часть заряда (уран, плутоний). Наведенная активность наступает при захвате нейтронов ядрами атомов элементов, находящихся в конструкции изделия, воздухе, почве и воде. По характеру излучения все радионуклиды деления и наведенной активности относят к - или ,-излучателям.

Выпадения подразделяются на местные и глобальные (тропосферные и стратосферные). Местные выпадения, которые могут включать свыше 50% образовавшихся радиоактивных веществ при наземных взрывах, представляют собой крупные аэрозольные частицы, выпадающие на расстоянии около 100 км от места взрыва. Глобальные выпадения обусловлены мелкодисперсными аэрозольными частицами. Наибольшую потенциальную опасность в них представляют такие долгоживущие и биологически опасные радионуклиды как 137Cs и 90Sr.

Радионуклиды, выпавшие на поверхность земли, становятся источником длительного облучения.

Воздействие на человека радиоактивных выпадений включает внешнее -, -облучение за счёт радионуклидов, присутствующих в приземном воздухе и выпавших на поверхность земли, контактное в результате загрязнения кожных покровов и одежды и внутреннее от поступивших в организм радионуклидов с вдыхаемым воздухом и загрязнённой пищей и водой. Критическим радионуклидом в начальный период является радиоактивный йод, а в последующем 137Cs и 90Sr.

3. Воздействие радиационного излучения на живые организмы

Существует несколько путей поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку, во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки.

Излучения радиоактивных веществ оказывает очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001 °С, нарушает жизнедеятельность клеток.

При попадании радиоактивных веществ в организм любым путём они уже через несколько минут обнаруживаются в крови. Если поступление радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале возрастает до максимуму, а затем в течение 15-20 суток снижается.

В основе повреждающего действия ионизирующих излучений лежит комплекс взаимосвязанных процессов. Ионизация и возбуждение атомов и молекул дают начало образованию высокоактивных радикалов, вступающих в последующем в реакции с различными биологическими структурами клеток. В повреждающем действии радиации важное значение имеют возможный разрыв связей в молекулах за счет непосредственного действия радиации и внутри- и межмолекулярной передачи энергии возбуждения. Физико-химические процессы, протекающие на начальных этапах, принято считать первичными – пусковыми. В последующем развитие лучевого поражения проявляется в нарушении обмена веществ с изменением соответствующих функций органов. Малодифференцированные, молодые и растущие клетки наиболее радиочувствительны.

Животные и растительные организмы характеризуются различной радиочувствительностью, причины которой до сих пор полностью ещё не выяснены. Как правило, наименее чувствительны одноклеточные растения, животные и бактерии, а наиболее чувствительны – млекопитающие животные и человек. Различие в чувствительности к радиации имеет место у отдельных особей одного и того же вида. Она зависит от физиологического состояния организма, условий его существования и индивидуальных особенностей. Более чувствительны к облучению новорожденные и старые особи. Различного рода заболевания, воздействие других вредных факторов отрицательно сказывается на течении радиационных повреждений.

Изменения, развивающиеся в органах и тканях облучённого организма, называют соматическими. Различают ранние соматические эффекты, для которых характерна чёткая дозовая зависимость, и поздние – к которым относят повышение риска развития опухолей (лейкозов), укорочение продолжительности жизни и разного рода нарушения функции органов. Специфических новообразований, присущих только ионизирующей радиации, нет. Существует тесная связь между дозой, выходом опухолей и длительностью латентного периода. С уменьшением дозы частота опухолей падает, а латентный период увеличивается.

В отдалённые сроки могут наблюдаться и генетические (врождённые уродства, нарушения, передающиеся по наследству), повреждения, которые наряду с опухолевыми эффектами являются стохастическими. В основе генетических эффектов облучения лежит повреждение клеточных структур, ведающих наследственностью – половых яичников и семенников.

Промежуточное место между соматическими и генетическими повреждениями занимают эмбриотоксические эффекты - пороки развития – последствия облучения плода. Плод весьма чувствителен облучению, особенно в период органогенеза (на 4-12 неделях беременности у человека). Особенно чувствительным является мозг плода (в этот период происходит формирование коры).

Радиация очень опасна для людей и для последующего потомства. Так, например, вероятность заболеть раком легких на каждую единицу дозы облучения для шахтеров урановых рудников оказалась в 4-7 раз выше, чем для людей, переживших атомную бомбардировку. Следовательно проблема разработки средств защиты от радиации очень актуальна в наше время. И хотя в материалах некоторых обследований содержится вывод о том, что у облученных родителей больше шансов родить ребенка с синдромом дауна, другие исследования этого не подтверждают. Несколько настораживает сообщение о том, что у людей, получающих малые дозы облучения, действительно наблюдается повышенное содержание клеток крови с хромосомными нарушениями.

Согласно оценкам, полученным при первом подходе, доза в 1 Гр., полученная при низком уровне радиации только особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных. Оценки, полученные для особей женского пола, гораздо менее определенны, но явно ниже; это объясняется тем, что женские половые клетки менее чувствительны к действию радиации. Согласно ориентировочным оценкам, частота мутаций составляет от 0 до 900, а частота хромосомных аберраций от 0 до 300 случаев на миллион живых новорожденных.

4. Средства защиты населения от радиоактивного излучения

Противорадиационная защита населения включает: оповещение о радиационной опасности, использование коллективных и индивидуальных средств защиты, соблюдение режима поведения населения на зараженной радиоактивными веществами территории, защиту продуктов питания и воды от радиоактивного заражения, использование медицинских средств индивидуальной защиты, определение уровней заражения территории, дозиметрический контроль за облучением населения и экспертизу заражения радиоактивными веществами продуктов питания и воды.

По сигналам оповещения Гражданской обороны «Радиационная опасность» население должно укрыться в защитных сооружениях. Как известно, они существенно (в несколько раз) ослабляют действие проникающей радиации.

Из-за опасности получить радиационное поражение нельзя приступать к оказанию первой медицинской помощи населению при наличии на местности высоких уровней радиации. В этих условиях большое значение имеет оказание само- и взаимопомощи самим пострадавшим населением, строгое соблюдение правил поведения на заражённой территории.

На территории, заражённой радиоактивными веществами, нельзя принимать пищу, пить воду из заражённых водоисточников, ложиться на землю. Порядок приготовления пищи и питания населения определяется органами Гражданской обороны с учётом уровней радиоактивного заражения местности.

Для защиты от воздуха, заражённого радиоактивными частицами можно применять противогазы и респираторы (для шахтёров). Также есть общие методы защиты такие как:

А) увеличение расстояния между оператором и источником;

Б) сокращение продолжительности работы в поле излучения;

В) экранирование источника излучения;

Г) дистанционное управление;

Д) использование манипуляторов и роботов;

Е) полная автоматизация технологического процесса;

Ё) использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;

Ж) постоянный контроль над уровнем излучения и за дозами облучения персонала.

К средствам индивидуальной защиты можно отнести противорадиационный костюм с включением свинца. Лучшим поглотителем гамма-лучей является свинец. Медленные нейтроны хорошо поглощаются бором и кадмием. Быстрые нейтроны предварительно замедляются с помощью графита.

Скандинавская компания Handy-fashions.com занимается разработкой защиты от излучения мобильных телефонов, так, например, она представила жилет, кепку и шарф предназначенные для защиты от вредного изучения мобильных телефонов. Для их производства используется специальная антирадиационная ткань. Только карман на жилетке выполнен из обычной ткани для устойчивого приёма сигнала. Стоимость полного защитного комплекта от 300 долларов.

Защита от внутреннего облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными частицами и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны.

Необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, и санитарными правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов и др.

5. Медицинская помощь при радиационном поражении

радиационный излучение организм человек

При оказании первой медицинской помощи на территории с радиоактивным заражением в очагах ядерного поражения в первую очередь следует выполнять те мероприятия, от которых зависит сохранение жизни поражённого. Затем необходимо устранить или уменьшить внешнее -облучение, для чего используются защитные сооружения: убежища, заглублённые помещения, кирпичные, бетонные и другие здания. Чтобы предотвратить дальнейшее воздействие радиоактивных веществ на кожу и слизистые оболочки, проводят частичную санитарную обработку и частичную дезактивацию одежды и обуви. Частичная санитарная обработка проводится путём обмывания чистой водой или обтирания влажными тампонами открытых участков кожи. Поражённому промывают глаза, дают прополоскать рот. Затем, надев на поражённого респиратор, ватно-маревую повязку или закрыв его рот и нос полотенцем, платком, шарфом, проводят частичную дезактивацию его одежды. При этом учитывают направление ветра, чтобы обмётываемая с одежды пыль не попадала на других.

При попадании радиоактивных веществ внутрь организма промывают желудок, дают адсорбирующие вещества (активированный уголь). При появлении тошноты принимают противорвотное средство из аптечки индивидуальной. В целях профилактики инфекционных заболеваний, которым становиться подвержен облучённый, рекомендуется принимать противобактериальные средства.

При работе со всеми радиоактивными веществами необходимо соблюдать санитарные правила и нормы радиационной безопасности с применением специальных мер защиты в соответствии с классом работ.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1.  ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕМЫ.

 

Темой дипломного проекта является разработка обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет.

Описанная в данном дипломном проекте обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет, является очень актуальной. С ее помощью можно обучать студентов, контролировать их знания и проводить лабораторные работы на расстоянии. В этой работе для примера в качестве базы знаний была выбрана база знаний по частотным характеристикам САУ и критериям их устойчивости. Но к данной Интернет – подсистеме можно подключить любую базу знаний, что позволит применять подсистему в различных учебных программах.

          Практическая ценность данной лабораторной работы заключается в том, что индивидуальное обучение ориентировано преимущественно на студентов. Они должны освоить материал на тему: «Частотные и логарифмические частотные характеристики замкнутых САУ и оценка их устойчивости».

Основными достоинствами подсистемы обучения будут являться:

- обучающийся может находиться в любом удобном ему месте

- обучающийся имеет возможность сам выбирать удобное для обучения время

- обучение индивидуально

-  возможность одновременного обучения большого количества человек

- повышение качества обучения (за счет Интернета, электронных библиотек и т.д.)

- повышение эффективности самостоятельной работы

- реализация новых форм и методов обучения

- удобный и быстрый доступ к необходимому для обучения материалу.

- простой и понятный интерфейс, как для студентов, так и для преподователей

- возможность редактирования данной подсистемы в соответствии с новыми задачами

- более дешевый процесс обучения

Кроме того лабораторная работа включает в себя:

а) в режиме обучения учащемуся предоставляется возможность проверить на сколько хорошо он усвоил необходимый материал с помощью специально составленных вопросов.

б) в тестовом режиме есть два варианта: если студент дал недостаточное количество правильных ответов, то он не допускается к выполнению лабораторной работы, если же количество правильных ответов достаточно – то считается, что студент освоил материал, и может приступать к выполнению лабораторного практикума;

в) в режиме проведения лабораторного исследования;

г) в режиме лекционных курсов и библиотек студент имеет быстрый допуск к изучаемому атериалу, и может ознакомиться с нужной для него информацией.

Несомненно, главным плюсом с экономической точки зрения является то, что освобождается большое количество времени как у преподавателя, так и у студента, а кроме того, возможность создания и исследования других подобных подсистем. С использованием данной подсистемы выполнение студентом лабораторной работы сократилось с 1,5-х – 3х часов до 20-30 минут; инженером  допуск к лабораторным работам сократился с часа до несколько минут;  просмотр преподавателем отчетов по результатам работы студента  занимает теперь ничтожно малое время.

Если институт является коммерческим, то применение данной обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет, даёт возможность значительного уменьшения расходов, на оплату труда преподавательскому составу.

Основными показателями проекта являются:

         - сметная стоимость разработки -194117,73 рублей;

         - чистый дисконтированный доход 163434,4 рублей.


4.2 СМЕТНАЯ СТОИМОСТЬ ТЕМЫ

Таблица 4.1  Смета затрат на разработку (С)

Наименование статей расходов

Условные обозначения

Сумма (руб.)

Примечание

1

Материальные затраты

Зм

3289

Таблица 2

2

Затраты на оплату труда

Зот

95910

Таблица 2

3

Отчисления на социальные нужды

ЕСН

28773

30% от 3от

4

Обязательное страхование от несчастных случаев

Снс

191,82

0,2% от 3от

5

Амортизация основных средств

Аос

1872

Таблица 4

6

Накладные расходы

С

64081,91

50% от пп.1-4

Итого:

С

194117,73

           

Таблица 4.2    Материальные затраты (Зм)

Наименование

Кол-во

Цена

(руб.)

Сумма (руб.)

Примечание

1

Пачка офисной бумаги

1

180

180

2

Диски

2

45

90

3

Картридж для принтера

1

1450

1450

4

Ручка шариковая

3

80

240

5

Печать Ватман А1

6

130

780

6

Переплет дипломного проекта

1

250

250

Итого:

2990

Транспортные расходы

299

10% от

пп.1-6

С УЧЕТОМ ТРАНСПОРТНЫХ РАСХОДОВ

3289

Таблица 4.3 Затраты на оплату труда (3от).

Должность

Продолжительность участия в работе (мес)

Оклад (руб./мес.)

Сумма (руб.)

Примечание

1

Научный руководитель

1

28000

28000

2

Консультант

0,05

28000

1400

3

Инженер

3

18000

54000

Основная заработная плата (Zосн)

83400

Сумма пп.1-3

Дополнительная заработная плата(Zдоп)

12510

15% + Zосн

Итого:

95910

Zосн + Zдоп

                                                       Таблица 4.4 Амортизация основных средств(Аос)

(стоимость машинного времени)

.

Наименование

Продолжительность (час.)

Стоимость

(руб./час.)

Сумма (руб.)

1

ПК

120

15

1800

2

Internet

90

0,8

72

Итого:

1872


4.3 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА.

4.3.1. Расчет достигаемого эффекта.

До внедрения Интернет – подсистемы на проведение лабораторной работы с группой студентов преподавателю требовалось:

  •  1 час на допуск к лабораторной работе;
  •  1 часа на проведение лабораторной работы;
  •  1 час на каждого учащегося для проверки результатов.

То есть на одну группу обучающихся  (20 человек) необходимо затратить 1 + 1+ 1*20 = 22 часов рабочего времени преподавателя.

При использовании обучающей Интернет – подсистемы допуск к лабораторной работе занимает 15 мин, выполнение 30 мин, проверка результатов 15 мин.

Таким образом, время работы преподавателя сокращается до 5 часов на группу. За год на кафедре обучается 6 групп, получаем годовую экономию времени преподавателя: (36,5-5)*6=189 (часов). Из учета заработной платы преподавателя 28000 руб. за 168 часов в месяц (фонд рабочего времени на месяц составляет 168 рабочих часов) получаем экономию заработной платы за год: 28000/168*189= 31500 (руб)

Таблица 4.5 Полезный эффект от внедрения системы

Статьи затрат

Обозначение статьи

Сумма (руб)

Примечание

1

Заработная плата преподавателя

Zо

31500

2

Дополнительная заработная плата преподавателя

Zд

6300

20% Zо

3

Отчисления на социальные нужды

Zсоц

11340

30% (Zо+Zд)

                Итого:

49140

       4.3.2. Расчет текущих эксплутационных расходов.

После внедрения Интернет – подсистемы появятся дополнительные расходы на используемое машинное время (0.25 часа на проверку заданий преподавателем *20 человек = 5 часов). Полные затраты на машинное время составляет: 5*12=60 (часов в год), из учета стоимости машинного времени 15 (руб/час) получается в год: 60*15=900 (руб/год).

Кроме того, дополнительные расходы на обслуживание инженера 0.5 часа на преподавателя. Заработная плата инженера 18000 рублей в месяц или 18000/168=107,2(руб/час). Для 6 групп затраты на оплату труда инженера составляет: 0.5*6*20=60(руб/год). Кроме того время, затраченное на интернет(получение и рассылка заданий) (0.1 час на интернет*20=2 часа). Полные затраты на интернет в год: 2*12=24 (часов в год). Из учета стоимости интернета 0,8 (руб/час), стоимость в год составит: 0,8*24=19,2(руб/год)

Таблица 4.6 Текущие эксплуатационные расходы

Статьи затрат

Обозначение статьи

Сумма

(руб)

Примечание

1

Заработная плата инженера

Zио

60

2

Дополнительная заработная плата инженера

Zид

12

20% от Zио

3

Отчисления на социальные нужды

Zсоц

21,6

30%(Zио+Zид)

4

Машинное время

Рмаш

900

5

Интернет-время

Ринт

19,2

6

Накладные расходы

Рнак

506,4

50% п. 1-5

ИТОГО:

1519,2

      3. Расчет чистого дисконтированного дохода.

      Предположим, что для клиента приемлемой нормой дисконта является значение 12%.       

Единовременные затраты 194117,73 руб. Проект рассчитан на 5 лет, т.к. к тому моменту следует ожидать полного устаревания программы и ее  замены на более развитый вариант.

Таблица 4.7 Чистый дисконтированный доход

Год

Капиталь-

ные

вложения

   

Текущие эксплута-

ционные

расходы

 

Результаты

в виде

ожидаемых

текущих

поступлений

  

Эффект

достига-

емый в

t-ом

году

 

Коэф-

фициент

дисконти-

рования

Текущий

дисконтиро-

ванный

доход

Kt

Zt

Rt

Rt- Zt

At

(Rt- Zt)*Аt

2013

-194117,73

-194117,73

2014

1519,2

49140

47620,8

0,877

41763,4

2015

1519,2

49140

47620,8

0,769

36620,3

2016

1519,2

49140

47620,8

0,675

32144,0

2017

1519,2

49140

47620,8

0,592

28191,5

2018

1519,2

49140

47620,8

0,519

24715,2

Итого

163434,4

Так как ЧДД положителен,  дипломный проект является эффективной разработкой.


Заключение

В данном дипломном проекте рассматривается обучающая подсистема для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет. Приводятся основные вопросы создания данной Интернет – подсистемы:

          - структура Интернет – подсистемы;

          - структура меню Интернет – подсистемы;

          - методики обучения;

          - методика допуска к лабораторному исследованию;

          - методика лабораторного исследования;

          - алгоритмическое обеспечение;

          - программное обеспечение.

При проектировании данной подсистемы и оформлении дипломного проекта было использовано следующее техническое и программное обеспечение:

-  персональный компьютер семейства x86;
-  операционная система Windows XP;
-  сервер Apache Server 2.2.4 for Windows;
-  СУБД MySQL 5.5.68
-  язык программирования PHP 5.2.4;
-  html-редактор NetBeans IDE;
-  текстовый редактор MS Word 2007.

В проекте так же рассматриваются технологический процесс изготовления эпитаксиально – планарного транзистора и изготовления приборов (ИМС) по КМДП технологии.

В разделе охраны труда оцениваются возможные опасные и вредные факторы при разработке программного продукта и их влияние на разработчика, а также меры по защите от них воздействия.

В экологическо части рассматривается влияние ультрафиолетового излучения на организм человека и способы защиты от УФИ

В экономической части дается технико-экономическое обоснование разработки Обучающей подсистемы для лабораторного исследования характеристик замкнутых САУ в среде интернет с помощью частотных критериев устойчивости, проводится расчет ее сметной стоимости и стоимости эксплуатации.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. Теория систем автоматического регулирования. М. Наука. 1975.
  2.  М.П. Туманов. Теория управления. Теория линейных систем автоматического управления. Учебное пособие. – М.: МИЭМ, 2005.
  3.  В.В. Солодовников, В.Н. Плотников, А.В. Яковлев. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования.- М. :Машиностроение,  1985.
  4.  А.А. Воронов, Д.П. Ким и др. Теория автоматического управления. Часть 1. Теория линейных систем автоматического управления. – М.: Высшая школа, 1986.
  5.  Д.П. Ким, Теория автоматического управления. Том 1, Линейные системы.- М.:ФИЗМАТЛИТ,  2007.
  6.  Е.П. Попов. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления.  – М.: Наука, 1978.
  7.  Р. Дорф, Р.Бишон. Современные системы управления. – М.: Юнимедиастайл, 2002.
  8.  Гигиенические требования к видеотерминам и персональным ЭВМ и организация работы с ними. (Сан ПиН 2.2.2.542-96 ).
  9.  ГОСТ 12.0.003-86. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
  10.  ГОСТ 12.1.006-82. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности.
  11.  ГОСТ ССБТ 12.1.045-84. Электростатические поля. Допустимые условия на рабочем месте.
  12.  ГОСТ 27013-86. Дисплеи на ЭЛТ. Общие технические условия.
  13.  ГОСТ 12.1.030-81. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. Правила устройства электроустановок ПУЭ-76.
  14.   ГОСТ ССБТ 12.4.124-83. Средства защиты от статического электричества.
  15.  В.Н. Гриднев, А.Н. Малов, А.А. Яншин Технология элементов ЭВА, М., Высшая школа, 1978.
  16.  Н.Г. Гусев Защита от ионизирующих излучений. М., 1990.
  17.  П.А. Домин Справочник по технике безопасности. М., Энергоиздат, 1992.
  18.  А.В. Егунов, Б.Л. Жоржолиани, В.Г. Журавский, В.В. Жуков Автоматизация и механизация сборки и монтажа узлов на печатных платах. М., Радио и связь, 1988.
  19.  А.В. Ильин и др. Биологическая опасность и нормирование излучений персональных компьютеров. М., 1997.
  20.  Б.А. Князевский Охрана труда в электроустановках. М., Энергия, 1977.
  21.  В.А. Крылов, Т.В. Юченкова Защита от электромагнитных излучений. М., Советское радио, 1972.
  22.   Ч. Г. Мэнгин, С. Макклелланд Технология поверхностного монтажа.  М. Мир, 1990.
  23.  Д.В. Николенко Практические занятия по JavaScript,  СПБ. Наука и Техника, 2000.
  24.  Нормы радиоционной безопасности НРБ-76/8. М., Энергия, 1981.
  25.  Ю.Г. Сибаров и др. Охрана труда на ВЦ. М., Машиностроение, 1985.
  26.  Н.Н. Ушаков Технология производства ЭВМ. М., Высшая школа, 1991.
  27.   Х.И. Ханке, Х. Фабиан Технология производства радиоэлектронной аппаратуры. М., Энергия, 1980.
  28.  А. Хоумер К. Улмен Dynamic HTML Справочник СПБ, Питер, 2000.
  29.  Б. Хеслоп Л. Бадник HTML с самого начала СПБ, Питер, 1997.

** указывается в случае назначения консультанта

МИЭМ НИУ ВШЭ

                                                                                                                             53

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29483. ОБЩЕСТВЕННОЕ МНЕНИЕ В ГОД КРИЗИСНОГО ПЕРЕЛОМА 64.5 KB
  Дело не просто в падении или росте доверия к отдельным лидерам организациям институтам власти и пр. Первая относится к марту апрелю парламентский кризис попытка импичмента президента референдум как стремление найти выход из парламентского а точнее конституционного тупика при помощи прямого обращения президентской власти к авторитету общественного мнения. Обратная сторона этой медали изменение содержания таких традиционных категорий политической жизни как лидерство доверие поддержка властных структур или оппозиция власти. оказалась...
29484. ФАКТОРЫ И РЕСУРСЫ ОБЩЕСТВЕННОГО МНЕНИЯ В УСЛОВИЯХ «ПОСТМОБИЛИЗАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА» 60.5 KB
  Малоэффективны поэтому реальными заслонами на пути лавины может служить лишь инерция сила привычки массового сознания и поведения а также относительная кратковременность всякого эмоционального состояния общества будь то увлечение или отталкивание восторг и страх. Эмоциональный всплеск оказался кратковременным уже в октябре ноябре стали усиливаться факторы массового разочарования и отчуждения. Ни устойчивые демократические институты ни устойчивая расстановка основных политических сил не сложились. Негативная мобилизация охватила...
29485. ФАКТОРЫ ПЕРЕМЕННЫЕ И ПОСТОЯННЫЕ: СВОДНЫЙ МОНИТОРИНГ 1994–1995 гг. 83.5 KB
  Объединенный мониторинг (апрель 1994 г. — май 1995 г.) суммирует данные девяти исследований, проведенных в течение года, свободного от электоральной горячки. Как видно из приводимых ниже данных, основные показатели социальных процессов и оценки событий в общественном мнении за этот период оставались практически стабильными. На этом внешне спокойном фоне выделяются три зоны достаточно резких сдвигов
29486. ПИРАМИДА ОБЩЕСТВЕННОГО МНЕНИЯ В ЭЛЕКТОРАЛЬНОМ «ЗЕРКАЛЕ» 100 KB
  После выборов 24 опрошенных утверждали что приняли решение в последние дни а 4 на участке. При этом собственное решение сочли вполне обдуманным и взвешенным 45 скорее таковым 27 скорее эмоциональным 9 полностью эмоциональным 4 затруднились оценить свое решение 15 опрошенных. Таблица 1 Мера обдуманности и время принятия решения о голосовании в от числа опрошенных Насколько обдуманным было принятое решение Задолго до начала избирательной кампании В начале осени Примерно в октябре Примерно в ноябре В последние дни перед...
29487. СОЦИАЛЬНО-ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА РОССИЙСКОГО ОБЩЕСТВА: ЦЕНТР И РЕГИОНЫ 80.5 KB
  Кроме того постоянные попытки союзного а потом российского политического руководства сохранить влияние на административные регионы в этих условиях постоянно приводили к усилению локальных элит и привилегий конституированных в частности в верхней палате нынешнего парламента.в от числа участвовавших в голосовании Регионы Реформисты Консерваторы Север и СевероЗапад области 57 49 республики 54 46 центральный 43 57 ВолгоВятский области 44 56 республики 34 66 ЦентральноЧерноземный 29 71 Приволжский области 37 64 республики 60...
29488. СТРУКТУРА РОССИЙСКОГО ЭЛЕКТОРАЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА 87 KB
  Кроме того результаты всеобщих выборов могут служить средством проверки не только исследовательских данных но также моделей и гипотез относительно ряда параметров социальной и политической реальности. практически непрерывная электоральная ситуация определила не только фон и меру но в значительной мере и само содержание социальнополитической жизни характер политических решений и требований. Ваше настроение в последние дни Прекрасное 3 3 Нормальное ровное 35 31 Напряжение раздражение 40 45 Страх тоска 13 10 Затруднились ответить 9 9 С...
29489. «ЧЕЛОВЕК ПОЛИТИЧЕСКИЙ»: СЦЕНА И РОЛИ ПЕРЕХОДНОГО ПЕРИОДА 90.5 KB
  Распад этой системы привел или приводит к обособлению повседневности от официальной жизни экономической сферы от политической ценностных императивов от инструментальных и т. За эти десять лет определились характерные черты политических институтов политической сцены и политического человека переходного типа. Распад механизма централизованной мобилизации около пяти лет назад не привел ни к реальному плюрализму социальнополитического действия ни к формированию каналов массового участия в политической жизни. Действенным средством...
29490. ФАКТОРЫ И ФАНТОМЫ ОБЩЕСТВЕННОГО ДОВЕРИЯ (постэлекторальные размышления) 87 KB
  Не дорожи любовию народной Показатель массового доверия или недоверия к политическим партиям деятелям социальным институтам один из наиболее употребительных обобщенных и как будто наиболее чутких индикаторов в опросах общественного мнения. Вот некоторые парадоксы общественного доверия выявленные в опросах упомянутой серии: рост показателей доверия к Б. Ельцину на протяжении избирательной президентской кампании при сохранении резко критических оценок его деятельности; значительное расхождение между рейтингами доверия и электоральной...
29491. СОЦИАЛЬНЫЕ ТИПЫ ПЕРЕХОДНОГО ПЕРИОДА: ПОПЫТКА ХАРАКТЕРИСТИКИ 103 KB
  Представляется общепризнанным что каждая социальная система в каждый значимый период ее существования формирует выдвигает некоторый специфический набор социальноантропологических типов. В условиях модернизационных процессов индустриализация НТР урбанизация образовательная революция в число значимых признаков социальноантропологических типов естественно попадают такие объективные индикаторы как род занятий тип расселения уровень образования и т д. Данные такого рода пригодны для описания внешних условий деятельности различных...