Раздел 5. Вероятностные методы исследования разброса параметров при проектировании конструкций и технологии рэс

Лекция 11

Взаимосвязь задач анализа точности, надежности, стабиль- ности и серийнопригодности. Общность математического аппарата задач анализа разброса параметров РЭС.

Самостоятельное изучение. Задачи анализа и синтеза допусков в проектировании РЭС.

Лекция 12

Методы анализа точности конструкций и технологических процессов. Вероятностный метод. Метод статистических испытаний (Монте-Карло). Метод наихудшего случае. Обоснование выбора метода анализа точности в процессе проектирования.

Самостоятельное изучение. Анализ серийнопригодности в задачах проектирования РЭС.

Лекция 13

Анализ надежности при проектировании РЭС. Показатели надёжности. Виды испытаний на надёжность. Резервирование.

Оптимизация кратности резервирования.

Самостоятельное изучение. Анализ стабильности в задачах проектирования РЭС.

6. Оптимизация параметров конструкций рэс и тп их изготовления

Лекция 14

Постановка задачи параметрической оптимизации на основе анализа технического задания. Многокритериальность, наличие большого числа параметров и ограничений - характерные черты задач оптимального проектирования РЭС и ТП. Основные понятия: критерий качества, целевая функция, оптимальное решение. Методы построения целевой функции при переходе от многокритериальной задачи оптимизации к однокритериальной.

Самостоятельное изучение. Классификация задач параметрической оптимизации

Лекция 15

Методы учета ограничений в процессе оптимизации. Метод неопределённых множителей Лагранжа. Методы штрафных и барьерных функций.

Самостоятельное изучение. Методология выбора весовых коэффициентов в методах штрафных и барьерных функций.

Лекция 16

Методы поисковой оптимизации как основа решения задач нелинейного программирования. Методы поиска нулевого порядка. Градиентные методы. Метод Ньютона. Метод Давидона-Флетчера-Пауэлла. Методы поиска глобального экстремума

Самостоятельное изучение. Оптимизация в условиях неопределённости. Двухуровневый адаптивный метод.

Раздел 7. Автоматизация решения задач структурного синтеза в проектировании рэс

Лекция 17

Структурные модели конструкций РЭС. Математическая постановка задач структурного синтеза в проектировании РЭС. Методы структурного синтеза. Полный и сокращённый перебор на иерархическом дереве решений.

Самостоятельное изучение. Метод ветвей и границ. Итерационные и последовательные методы структурного синтеза.

5. Лабораторный практикум

№ раздела дисциплины	Наименование лабораторной работы	Кол-во часов
4	Оценка параметров распределения случайных величин при проектировании РЭС и технологических процессов	8
4	Получение экспериментально-статистических моделей методами планирования эксперимента.	8
4	Методы анализа полей в конструкциях РЭС.	6
5	Анализ точности и стабильности конструкций РЭС	12

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1.Рекомендуемая литература

а) основная литература

1. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектиро-вания. М. Высш. шк., 2002.-262 с.

2. Самойленко Н.Э., Макаров О.Ю. Методы оптимизации в проектировании РЭС. Воронеж : ВГТУ, 2006. 120 с.(гриф УМО)

б) дополнительная литература

3. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств / Под ред. О.В.Алексеева. М.: Радио и связь, 2000. 365 с.

4. Самойленко Н.Э. Основы проектирования РЭС. Воронеж : ВГТУ, 1998. 105 с.

в) методическая литература

5. Самойленко Н.Э. Программа и методические указания по самостоятельной работе студентов по курсу «Основы САПР». Воронеж: ВГТУ, 2005

6. Самойленко Н.Э. Методические указания к лабораторным работам. Воронеж: ВГТУ, 2004.

7. Самойленко Н.Э. Методические указания к лабораторным работам №3-4. Воронеж: ВГТУ, 2004.

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

5.2.1. Программный комплекс лабораторного практикума

5.2.2. Компьютерная система МАТСАD

5.2.3. Электронная база данных учебно-методических материалов для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Основы САПР»

5.2.3. Комплект презентаций и мультимедийных фрагментов по дисциплине

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Организация преподавания дисциплины предполагает использование компьютерного класса, оснащённого ПЭВМ типа IBM стандартной комплектации для проведения лабораторных занятий и самостоятельной работы.

8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

8.1. Методические рекомендации для преподавателя

Работа преподавателя по организации изучению дисциплины заключается в чтении лекций в соответствии с рабочей программой, проведении лабораторных занятий и их прием у студентов, проведение промежуточных мероприятий по проверке знаний, проведении итогового контроля в виде экзамена и проведение контроля остаточных знаний. Самостоятельное изучение отдельных разделов дисциплины преподаватель должен организовать в соответствии с планом-графиком СРС. По дисциплине «Основы САПР» разработан комплект презентаций и мультимедийных фрагментов, которые преподаватель может использовать для проведения всех видов занятий. Кроме того, сформирована электронная база данных учебного материала по курсу, в состав которой включены помимо теоретического материала, комплект демонстрационных и моделирующих программ по различным разделам дисциплины, а также комплект тестовых заданий и глоссарий. Основной учебный материал занесён в систему дистанционного обучения Афина.

8.2. Методические рекомендации для студентов

Студенты очной формы обучения нормативного срока обучения изучают дисциплину "Основы САПР" в течение 5 семестра. Виды и объем учебных занятий, формы контроля знаний, темы и разделы рабочей приведены в табл. 1.

Студенты заочной формы обучения нормативного срока обучения изучают дисциплину "Основы САПР" в течение 8 и 9 семестров. Виды и объем учебных занятий, формы контроля знаний приведены в табл. 1. Организация лабораторного практикума, порядок подготовки к лабораторным занятиям и методические указания к самостоятельной работе студентов, а также порядок допуска к лабораторным занятиям и отчетности по проделанным работам определены в методических указаниях по выполнению лабораторных работ.

Самостоятельная работа студентов (СРС) в ходе изучения лекционного материала заключается в проработке каждой темы в соответствии с методическими указаниями по СРС, а также в выполнении домашних заданий, которые выдаются преподавателем на лекционных занятиях. Необходимым условием успешного освоения дисциплины является строгое соблюдение графика учебного процесса по учебным группам в соответствии с расписанием.

В каждом семестре студенты заочной формы обучения выполняют контрольную работу в соответствии методическими указаниями.

Курсовой проект на тему «Получение полноквадратичной модели методом ортогонального центрального композиционного планирования» в соответствии с индивидуальным вариантом задания студенты выполняют, руководствуясь методическими указаниями по курсовому проектированию.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ВАРИАНТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАДАНИЙ

Исходные данные к лабораторной работе №1

№ опы-та	Вариант 1			Вариант 2			Вариант 3
	X1	X2	Y	X1	X2	Y	X1	X2	Y
1	0.1	0.2	1.3	0.4	0.2	2.9	0.5	0.3	3.4
2	0.3	0.6	1.9	1.2	0.5	2.7	0.2	0.9	3.2
3	0.4	0.8	1.2	1.6	0.4	2.5	0.9	1.2	3.6
4	0.5	1.0	1.5	2.0	0.7	2.4	0.3	1.5	3.0
5	0.6	1.2	1.8	2.4	0.2	2.8	0.5	1.8	3.4
6	0.7	1.4	1.1	2.8	0.5	2.7	0.2	2.1	3.8
7	0.8	1.6	1.4	3.2	0.4	2.5	0.9	2.4	3.2
8	0.9	1.8	1.7	3.6	0.8	2.4	0.3	2.7	3.6
9	0.25	0.5	1.75	2.0	0.2	2.9	0.5	1.75	3.0
10	0.15	0.3	1.45	0.6	0.5	2.7	0.2	0.45	3.6
11	0.35	0.7	1.05	1.4	0.4	2.5	0.9	1.05	3.4
12	0.45	0.9	1.35	1.8	0.8	2.4	0.3	1.35	3.8
13	0.55	1.1	1.65	2.2	0.2	2.9	0.5	1.65	3.2
14	0.65	1.3	1.95	2.6	0.5	2.7	0.2	1.95	3.6
15	0.75	1.5	1.25	3.0	0.4	2.5	0.9	2.25	3.0
16	0.85	1.7	1.55	3.4	0.8	2.4	0.3	2.55	3.4
17	0.95	1.9	1.85	3.8	0.2	2.9	0.5	2.85	3.8
18	1.25	1.5	1.75	2.0	0.5	2.7	0.2	1.75	3.0
19	1.2	1.3	1.4	1.5	0.4	2.5	0.9	1.4	3.5
20	1.3	1.6	1.9	2.2	0.8	2.4	0.3	1.9	3.2
21	1.4	1.8	1.2	2.6	0.2	2.9	0.5	2.2	3.6
22	1.5	2.0	1.5	3.0	0.5	2.7	0.2	2.5	3.0
23	1.6	2.2	1.8	3.4	0.4	2.5	0.9	2.8	3.4
24	0.25	0.5	1.75	2.0	0.2	2.9	0.5	1.75	3.0

Исходные данные к лабораторной работе №2

№ вар-та	Число дубл. опытов	Базовые значения факторов Х1 Х2 Х3			Шаги варьирования факторов Х1 Х2 Х3
1	3	2	3	4	0.8	0.4	0.3
2	2	3	4	5	0.2	0.9	0.5
3	3	4	5	6	0.5	0.7	0.2
4	4	5	6	7	0.4	0.5	0.9
5	5	6	7	8	0.7	0.4	0.3
6	3	7	8	9	0.2	0.8	0.4
7	2	8	9	10	0.5	0.2	0.9
8	4	3	5	7	0.4	0.5	0.7
9	5	4	6	8	0.8	0.4	0.5
10	3	5	7	9	0.2	0.7	0.4
11	3	4	1	2	0.5	0.2	0.2
12	4	5	2	3	0.4	0.5	0.5
13	5	6	3	4	0.8	0.4	0.4
14	6	7	4	5	0.2	0.2	0.9
15	3	8	5	6	0.5	0.5	0.7
16	4	9	6	7	0.4	0.4	0.5
17	5	10	7	8	0.8	0.2	0.2
18	6	7	1	3	0.2	0.5	0.5
19	5	8	2	4	0.5	0.4	0.4
20	4	9	3	5	0.4	0.4	0.5
21	3	2	4	7	0.8	0.7	0.4
22	4	3	5	1	0.2	0.9	0.5
23	5	3	6	2	0.5	0.7	0.2
24	4	4	7	3	0.4	0.5	0.9

№ опы- та	Вариант 4			Вариант 5			Вариант 6
	X1	X2	Y	X1	X2	Y	X1	X2	Y
1	0.1	0.2	5.3	0.4	0.2	6.9	0.5	0.3	7.4
2	0.3	0.6	5.9	1.2	0.5	6.7	0.2	0.9	7.2
3	0.4	0.8	5.2	1.6	0.4	6.5	0.9	1.2	7.6
4	0.5	1.0	5.5	2.0	0.7	6.4	0.3	1.5	7.0
5	0.6	1.2	5.8	2.4	0.2	6.8	0.5	1.8	7.4
6	0.7	1.4	5.1	2.8	0.5	6.7	0.2	2.1	7.8
7	0.8	1.6	5.4	3.2	0.4	6.5	0.9	2.4	7.2
8	0.9	1.8	5.7	3.6	0.8	6.4	0.3	2.7	7.6
9	0.25	0.5	5.75	2.0	0.2	6.9	0.5	1.75	7.0
10	0.15	0.3	5.45	0.6	0.5	6.7	0.2	0.45	7.6
11	0.35	0.7	5.05	1.4	0.4	6.5	0.9	1.05	7.4
12	0.45	0.9	5.35	1.8	0.8	6.4	0.3	1.35	7.8
13	0.55	1.1	5.65	2.2	0.2	6.9	0.5	1.65	7.2
14	0.65	1.3	5.95	2.6	0.5	6.7	0.2	1.95	7.6
15	0.75	1.5	5.25	3.0	0.4	6.5	0.9	2.25	7.0
16	0.85	1.7	5.55	3.4	0.8	6.4	0.3	2.55	7.4
17	0.95	1.9	5.85	3.8	0.2	6.9	0.5	2.85	7.8
18	1.25	1.5	5.75	2.0	0.5	6.7	0.2	1.75	7.0
19	1.2	1.3	5.4	1.5	0.4	6.5	0.9	1.4	7.5
20	1.3	1.6	5.9	2.2	0.8	6.4	0.3	1.9	7.2
21	1.4	1.8	5.2	2.6	0.2	6.9	0.5	2.2	7.6
22	1.5	2.0	5.5	3.0	0.5	6.7	0.2	2.5	7.0
23	1.6	2.2	5.8	3.4	0.4	6.5	0.9	2.8	7.4
24	0.25	0.5	5.75	2.0	0.2	6.9	0.5	1.75	7.0

Исходные данные к лабораторной работе № 3

σ(х_i)=k·M(х_i) , i=1…4 , K=0,1N

N	Мх1	Мх2	Мх3	Мх4	R13	R24	b1	b2	b3	b4
1	0.2	0.4	0.6	0.8	0.8	0.4	1	2	3	4
2	0.1	0.2	0.3	0.4	0.2	0.9	2	3	4	5
3	0.3	0.6	0.9	1.2	0.5	0.7	3	4	5	6
4	0.4	0.8	1.2	1.6	0.4	0.5	4	5	6	7
5	0.5	1.0	1.5	2.0	0.7	0.4	5	6	7	8
6	0.6	1.2	1.8	2.4	0.8	0.2	6	7	8	9
7	0.7	1.4	2.1	2.8	0.5	0.7	7	8	9	10
8	0.8	1.6	2.4	3.2	0.4	0.5	1	3	5	7
9	0.9	1.8	2.7	3.6	0.8	0.4	2	4	6	8
10	0.25	0.5	1.75	2.0	0.2	0.9	3	5	7	9
11	0.15	0.3	0.45	0.6	0.5	0.7	3	4	1	2
12	0.35	0.7	1.05	1.4	0.4	0.5	4	5	2	3
13	0.45	0.9	1.35	1.8	0.8	0.4	5	6	3	4
14	0.55	1.1	1.65	2.2	0.2	0.9	6	7	4	5
15	0.65	1.3	1.95	2.6	0.5	0.7	7	8	5	6
16	0.75	1.5	2.25	3.0	0.4	0.5	8	9	6	7
17	0.85	1.7	2.55	3.4	0.8	0.4	9	10	7	8
18	0.95	1.8	2.85	3.8	0.2	0.9	5	7	1	3
19	1.25	1.5	1.75	2.0	0.5	0.7	6	8	2	4
20	1.2	1.3	1.4	1.5	0.4	0.5	7	9	3	5
21	1.3	1.6	1.9	2.1	0.8	0.4	9	2	4	7
22	1.4	1.8	2.2	2.6	0.2	0.9	5	3	5	1
23	1.5	2.0	2.5	3.0	0.5	0.7	6	3	6	2
24	1.6	2.2	2.8	3.4	0.4	0.5	7	4	7	3

Исходные данные к лабораторной работе N4

X₀=a + (b-a) / 2 , Y₀=c + (d-c) / 2

N	a11	a22	a12	a1	a2	a0	b1	b2	e	a	b	c	d
1	1	1	0	x	y	2	y2	5x	0.5	1	3	0	2
2	y	0	1	0	2	x	4	y	0.4	2	4	1	3
3	2	1	0	0	x2	5	1	y	0.3	0	3	1	2
4	1	0	0	x	4	y	x	0	0.2	0	2	0	2
5	0	1	0	ey	2	2	2	x	0.1	1	3	1	4
6	1	1	0	x2	3	2y	1	y	0.2	2	4	0	3
7	x	0	0	5x	1	0	0	4x	0.3	1	3	0	2
8	x	0	1	y	1	1	0	x	0.4	0	2	1	3
9	5	0	0	y	x	0	1	0	0.5	1	3	2	4
10	1	x	0	1	2	1	0	0	0.4	1	2	0	3
11	0	5	0	x	y	2x	y2	5x	0.3	0	2	0	2
12	1	1	0	ey	y	X	4	y	0.3	1	4	1	3
13	y	x	0	5x	x2	5	1	y	0.4	0	3	2	4
14	2y	x	0	y	x	ey	2	x	0.1	0	2	1	3
15	x2	5	0	y	ex	3x	2	1	0.2	3	4	1	3
16	1	0	0	y	y2	5x	1	0	0.3	1	3	0	2
17	0	1	1	x	4	y	1	1	0.4	1	2	0	3
18	1	0	0	5	1	y	x	0	0.5	2	3	0	4
19	0	0	1	y	x	0	2	1	0.4	3	4	0	2
20	1	0	0	2	2	x	y	5x	0.3	2	3	1	2
21	1	0	0	5	0	x	y	2	0.2	1	2	0	3
22	1	0	0	1	0	ey	y	x	0.1	2	3	1	4
23	0	1	1	2y	0	5x	x2	5	0.2	0	2	1	3
24	1	0	0	x	0	y	3	ey	0.3	1	2	0	4