1-ое - предусматривает решение задач, начиная с более высоких иерархических уровней к более низким.

2-ое – наоборот первоначально решает задачи на более низких иерархических уровнях.

В обоих случаях из-за отсутствия исчерпывающей исходной информации возникают отклонения от потенциально возможных оптимальных результатов. Поскольку альтернативы такому подходу нет, выполняют повторение проектных процедур с целью последовательного приближения к оптимуму, т.е. проектирование имеет итерационный характер, причем оптимальность оценивается с позиции технико-экономических показателей, в частности, материальных и временных затрат на проектирование.

Итерационность - один из важных принципов проектирования сложных объектов. На начальных стадиях проектирования сложных объектов проводят итерационный процесс, в котором поочередно выполняются процедуры внешнего и внутреннего проектирования.

Внешнее проектирование - это этап формулировки ТЗ на систему элементов более высокого иерархического уровня. Его основа - учет современного состояния техники, возможности технологии, прогноза их развития на период не менее времени жизни объекта, т.е. эксперты формулируют первоначальный вариант ТЗ на систему (учитываются сроки, стоимость и другие экономические показатели).

Проектирование по сформулированному ТЗ называется внутренним проектированием, при этом оценивают выполнимость, затраты, сроки и проводят корректировку ТЗ. В процессе проектирования могут оформляться по ЕСКД некоторые промежуточные проектные решения. Однако в каждой системе проектирования могут быть свои специфические формы описания промежуточных решений, например, предназначенные для использования собственно при проектировании. Важное значение в этих описаниях имеют математические модели объектов проектирования (ММТО), т.к. выполнение проектных процедур при автоматизированном проектировании основано на оперировании математическими моделями.

ММТО - система математических объектов (чисел, переменных, матриц, множеств и т.п.) и отношений между ними, отражающая некоторые свойства технического объекта. Количественное выражение этих свойств осуществляется с помощью величин, называемых параметрами. Величины, характеризующие свойства системы, элементов системы и внешней среды, называют соответственно выходными, внутренними и внешними параметрами.

Пример параметров проектируемого объекта (поршневой компрессор):

• выходные параметры - мощность, производительность, давление, расход топлива,

• внутренние параметры - геометрические размеры полостей, коэффициенты трения;

• внешние параметры - температура окружающей среды, влажность, атмосферное давление.

Обозначим количество выходных, внутренних и внешних параметров соответственно через m , n , l , а векторы этих параметров соответственно через

Y =(у₁;y₂...y_m), X =( x ₁ ;x₂... x_m ), Q=( q ₁ ;q₂…q_I)

Очевидно, что свойства системы зависят от внутренних и внешних параметров, т.е. имеет место функциональная зависимость Y = F ( X , Q ) (1.1)

Система соотношений (1.1) является примером ММ объекта. Наличие такой ММ позволяет легко оценивать выходные параметры по известным значениям векторов Х и Q. Как правило, ММ в виде (1.1) удается получить только для очень простых объектов. Типичной является ситуация, когда математическое описание процессов в проектируемом объекте задается моделью в форме системы уравнений, в которой фигурирует вектор фазовых переменных V. LV ( Z ) = J ( Z ) (1.2) здесь L - некоторый оператор, Z - вектор независимых переменных, в общем случае включающий время и пространственные координаты, J ( Z ) - заданная функция независимых переменных.

Фазовые переменные характеризуют физическое или информационное состояние объекта, а их изменение во времени выражают переходные процессы в объекте. Параметры фазовых переменных: к фазовым переменным относятся силы и скорости в описаниях механических систем, давления и расходы в описаниях гидравлических и пневматических систем и т.п. В ММТО параметры имеют ряд особенностей:

1. Внутренние параметры (параметры элементов) в моделях К-го иерархического уровня становятся выходными параметрами в моделях более низкого (К+1) иерархического уровня. (Так параметры транзистора для электронного усилителя являются внутренними при проектировании самого транзистора).

2. Выходные параметры или фазовые переменные, фигурирующие в модели одной из подсистем (в одном из аспектов описания), часто оказываются внешними параметрами в описаниях других подсистем (других аспектов). Так, температуры корпусов электронных приборов в электрических моделях усилителя относятся к внешним параметрам, а в тепловых моделях того же объекта - к выходным параметрам.

3. Большинство выходных параметров объекта являются функционалами зависимостей V( Z ), т.е. для их определения необходимо при заданных Х и Q выполнить решение системы уравнений (1.2) и по полученным результатам решения рассчитать Y.

В ТЗ на проектирование фигурируют величины, называемые техническими требованиями к выходным параметрам у_j. Технические требования образуют вектор TT =( TT ₁ , TT ₂ ... TT_j ), где величины TT_j представляют собой границы допустимых диапазонов измерения выходных параметров y_j.

Требуемые соотношения между y_j и TT_j называют условиями работоспособности. Условия работоспособности чаще всего являются односторонними неравенствами вида y_j < TT_j (пример: расход топлива в двигателе, потери давления) или y_j > TT_j - К.П.Д., мощность двигателя.

Однако для некоторых выходных параметров у, условия работоспособности могут иметь вид двусторонних ограничений:

TT_j ´ < y_j < TT_j ´´ (например: фокусное расстояние оптической системы).