- •Введение
- •1. Основные понятия сапр
- •2. Концепция построения сапр
- •3. Системный подход к проектированию
- •4. Математическое моделирование рэс и технологических процессов
- •4.1. Свойства и классификация математических моделей
- •4.2. Оценки параметров распределений случайных величин и процессов
- •4.3. Планирование и обработка результатов пассивного эксперимента методами регрессионного анализа
- •4.4. Имитационное моделирование. Сети Петри
- •4.5. Системы массового обслуживания
- •4.6 Методы анализа полей в конструкциях рэс
- •5. Вероятностные методы исследования разброса параметров
- •6. Оптимизация параметров рэс
- •6.1. Постановка задач параметрической оптимизации
- •6.2. Методы поисковой оптимизации
- •7. Автоматизация решения типовых задач структурного синтеза
- •8. Тенденции и перспективы развития сапр
- •Раздел 1. Основные понятия сапр
- •Раздел 2. Концепция построения сапр
- •Раздел 3. Системный подход к проектированию как основа повышения надежности и качества рэс и тп их изготовления
- •Раздел 4. Математическое моделирование рэс и технологических процессов
- •Раздел 5. Вероятностные методы исследования разброса параметров при проектировании конструкций и технологии рэс
- •Раздел 6. Оптимизация параметров конструкций рэс и тп их изготовления
- •Раздел 7. Автоматизация решения задач структурного синтеза в проектировании рэс
- •Раздел 8. Тенденции и перспективы развития сапр
- •10. ЛабораторныЕ задания
- •10.1. Общие указания
- •10.2. Лабораторная работа № 1
- •10.2.1. Общие указания по выполнению лабораторной работы
- •10.2.2. Домашнее задание и методические указания по его выполнению
- •10.2.3. Вопросы к домашнему заданию
- •10.2.4. Лабораторное задание и методические указания по его выполнению
- •10.2.5. Контрольные вопросы
- •10.3. Лабораторная работа № 2
- •10.3.1. Общие указания по выполнению лабораторной работы
- •10.3.2. Домашнее задание и методические указания по его выполнению
- •10.3.3. Вопросы к домашнему заданию
- •10.3.4. Лабораторное задание и методические указания по его выполнению
- •10.3.5. Контрольные вопросы
- •10.4. Лабораторная работа № 3
- •10.4.1. Общие указания по выполнению лабораторной работы
- •10.4.2. Домашнее задание и методические указания по его выполнению
- •10.4.3. Вопросы к домашнему заданию
- •10.4.4. Лабораторное задания и методические указания по его выполнению
- •10.4.5. Контрольные вопросы
- •10.5. Лабораторная работа № 4
- •10.5.1. Общие указания по выполнению лабораторной работы
- •10.5.2. Домашнее задание и методические указания по его выполнению
- •10.5.3. Вопросы к домашнему заданию
- •10.5.4. Лабораторное задание и методические указания по его выполнению
- •10.5.5. Контрольные вопросы
- •10.6. Указания по оформлению отчета
- •11. Глоссарий
- •Заключение
- •Сд.Ф.05.01 Информационные технологии проектирования радиоэлектронных средств (Основы сапр)»
- •Раздел 1. Введение
- •Раздел 2. Концепция построения сапр
- •Раздел 3. Системный подход к проектированию как основа повышения надежности и качества рэс и тп их изготовления
- •Раздел 4. Математическое моделирование рэс и технологических процессов
- •Раздел 5. Вероятностные методы исследования разброса параметров при проектировании конструкций и технологии рэс
- •6. Оптимизация параметров конструкций рэс и тп их изготовления
- •Раздел 7. Автоматизация решения задач структурного синтеза в проектировании рэс
- •Приложение 3
- •Приложение 4
- •Библиографический список
- •Оглавление
Раздел 6. Оптимизация параметров конструкций рэс и тп их изготовления
Для изучения темы следует воспользоваться рекомендуемой литературой /2–4/. При этом особое внимание необходимо уделить изучению методов получения математической постановки задачи оптимизации на основе данных технического задания. Необходимо изучить основные понятия теории оптимизации конструкторских и технологических решений, четко определить место задач оптимизации в процессе проектирования, изучить особенности задач оптимизации при исследовании РЭС и ТП и ознакомиться с принятой классификацией задач оптимизации. Как правило, при проектировании сложных систем задача параметрической оптимизации является многокритериальной, в этом случае для построения целевой функции используются специальные методы перехода к однокритериальной задаче оптимизации, а именно: вероятностный, аддитивный, мультипликативный, минимаксный методы и метод выделения главного критерия. При изучении данных методов следует обратить внимание на их особенности, определяющие область применения каждого метода.
Изучая постановку и метод решения задачи линейного программирования важно выяснить, для каких задач проектирования РЭС и ТП они используются и в чем заключается их особенность по сравнению с другими задачами оптимизации. При этом важно рассмотреть преимущества, недостатки и возможности улучшения симплекс-метода, используемого в задаче линейного программирования.
Изучая особенности постановки задачи нелинейного программирования, важно выделить необходимость перехода к задаче безусловной оптимизации. Среди методов учета ограничений необходимо рассмотреть метод неопределенных множителей Лагранжа, методы штрафных и барьерных функций, при этом важно изучить особенности использования этих методов при оптимизации конструкторско-технологических решений и в задачах надежности РЭС и ТП.
Приступая к изучению методов поиска, которые составляют основу для решения задач нелинейного программирования, прежде всего нужно детально рассмотреть основные идеи, этапы и принятую классификацию поисковых методов. Теперь можно рассматривать особенности и подробную реализацию каждого из методов поиска нулевого, первого и второго порядка, проводя тщательный анализ преимуществ и недостатков каждого метода. Сравнение методов поиска рекомендуется проводить по количеству шагов поиска, необходимых для нахождения точки экстремума, а также по вычислительным затратам на реализацию одного шага поиска. Наиболее подробно следует рассмотреть самые эффективные из поисковых методов: метод наискорейшего спуска и метод Давидона-Флетчера-Пауэлла. Кроме того, важно обратить внимание на использование поисковых методов при оптимизации в условиях неопределенности. При изучении методов поиска глобального экстремума необходимо рассмотреть метод случайного поиска, метод сканирования и метод "кенгуру" и "мыши", который заключается в сочетании спуска в локальные экстремумы и несколько шагов случайного поиска для выхода из зоны притяжения локального экстремума. При рассмотрении любого из методов поиска необходимо четко оценивать область его применения, которая определяется преимуществами и недостатками данного метода.
Вопросы для самопроверки
1. Что называют параметрической оптимизацией? Каково ее место в процессе проектирования?
2. Как получить математическую постановку задачи оптимизации на основе технического задания?
3. Что такое экстремум, точка экстремума, критерий качества, целевая функция?
4. В чем основная идея симплекс-метода?
5. Какие методы получения целевой функции Вы знаете?
6. Как перейти от задачи с ограничениями к задаче безусловной оптимизации? Почему необходим такой переход?
7. Какие методы поиска Вы знаете? Сравните их.