- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)» (сПбГэту)
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Аннотация дисциплины
- •Цели и задачи дисциплины
- •Требования к уровню освоения дисциплины
- •Тема1. Сапр как метод проектирования.
- •Тема2. Виды обеспечения сапр.
- •Тема 3. Математическое моделирование при автоматизированном проектировании.
- •Тема 4. Общая постановка и виды задач принятия решений.
- •Тема 5. Методики автоматизированного проектирования.
- •Тема 6. Программные пакеты сапр
- •Перечень лабораторных работ
- •Содержание рабочей программы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Введение в сапр.
- •Состав, структура и виды обеспечения сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Стратегии проектирования технологических процессов
- •Лекция №2
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- и наносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •Сапр микро- инаносистем
- •Введение в сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- инаносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •3. Проектирование акселерометра
- •Проектирование эквивалентной схемы акселерометра.
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напря- жению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first reso- nant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •Литература
- •(СПбГэту)
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напряжению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first resonant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Оценка самостоятельной работы студентов
- •Темы рефератов
- •Темы курсовых проектов
Содержание рабочей программы
Введение.
Автоматизированное проектирование как средство уменьшения сроков разработки и сокращения финансовых затрат. Международная унификация процессов проектирования и создания изделий микро- и наносистемной техники.
Тема1. Сапр как метод проектирования.
Состав и структура САПР. Классификация параметров проектируемых объектов: фазовые переменные; внутренние, внешние и выходные параметры. Системные константы и размерности величин. Классификация проектных процедур: анализ и синтез (параметрический, структурный). Системы автоматизированного проектирования (САПР). База знаний и банки данных.
Тема2. Виды обеспечения сапр.
Методическое, математическое, лингвистическое, информационное, программное, аппаратное обеспечение. Аппаратные средства обеспечения САПР объектов микро- и наносистемной техники. Международная стандартизация в области автоматизации проектирования микро- и наносистем.
Тема 3. Математическое моделирование при автоматизированном проектировании.
Классификация методов математического моделирования. Методы решения линейных и нелинейных моделей. Основы МКР и МКЭ. Методы анализа динамических моделей. Моделирование механических и термомеханических процессов, моделирование термических процессов, моделирование конформных преобразований твердых тел, моделирование микропотоков жидкостей и газа, моделирование электростатических процессов, моделирование пьезорезистивных элементов, частотный анализ.
Тема 4. Общая постановка и виды задач принятия решений.
Математическая постановка задач оптимизации. Методы решения задач оптимизации, задачи линейного и нелинейного программирования. Многопараметрическая оптимизация.
Тема 5. Методики автоматизированного проектирования.
Прямое проектирование. Синтез. Анализ. Проектирование элементов интегрированных микро- и наносистем в процессе функционирования: диффузионно- дрейфовая физико-топологическая модель, методы численного решения уравнения в частных производных.
Тема 6. Программные пакеты сапр
Базовые пакет прикладных программ CoventorWare
Заключение
Интеграция элементной базы микроэлектромеханики, микрооптики и микроэлектроники при проектировании микро- и наносистем.
Перечень лабораторных работ
№ |
Наименование работы |
Номер темы |
1 |
Знакомство с набором программных средств для проектирования функциональных элементов МЭМС |
2 |
2 |
Моделирование физических полей в функциональных элементах микро- и наносистем при заданном воздействии |
3 |
3 |
Моделирование технологического процесса формирования элемента микро- и наносистемы |
4 |
4 |
Проектирование топологии функционального элемента микро- и наносистемы |
5 |
5 |
Проектирование функциональных узлов микромеханических систем в пакете |
6 |
Учебно-методическое обеспечение дисциплины