1. Введение 3

1.1. Задачи, стадии и этапы проектирования 3

1.2. Задачи коммерциализации: бизнес-план и жизненный цикл продукции 8

1.3. Вопросы для самоконтроля 12

2. Проектирование элементов мехатронных систем 13

2.1. Мехатроника – инструментарий для разработки робототехники 13

2.2. Программный инструментарий для проектирования мехатронных систем 14

2.3. MexBIOS Development Stidio^TM 15

2.4. Программное обеспечение VisSim 18

2.6. Вопросы для самоконтроля 19

3. Оптимизация пид-регулятора по заданному целевому функционалу 19

3.1. Основные требования к системе и математический аппарат 19

3.2. Требования к физической реализуемости модели 21

3.3. Формализация требований к системе: целевая функция 22

3.4. Особенности целевых функций при оптимизации регуляторов 25

3.5. Синтетические критерии оптимальности 27

3.6. Оптимизация ансамбля систем 29

3.7. Методы одномерной оптимизации 30

3.7.1. Прямые методы отыскания экстремума 30

3.7.2. Итеративный поиск 31

3.7.3. Метод Монте-Карло 32

3.7.4. Дихотомическое деление отрезка 33

3.7.5. Метод чисел Фибоначчи 34

3.7.6. Метод золотого сечения 35

3.8. Методы многопараметрической оптимизации 36

3.8.1. Случайный поиск 36

3.8.2. Метод исключения касательными 37

3.8.3. Градиентный метод 37

3.8.4. Метод Ньютона 38

3.8.5. Метод секущих 38

3.8.6. Метод покоординатного спуска 39

3.8.7. Метод Розенброка 40

3.8.8. Метод Хука – Дживса 41

3.8.9. Метод Нелдера – Мида (деформируемого многогранника) 41

3.8.10. Метод Флетчера-Рився (сопряженных градиентов) 41

3.8.11. Метод Девидона – Флетчера – Пауэлла (переменной метрики) 41

3.8.12. Метод локальной оптимизации 42

4. Эволюционные методы 43

4.1. Введение в эволюционные методы 43

4.2. Генетический алгоритм 44

4.3. Простой генетический алгоритм 45

4.4. Преимущества генетических алгоритмов 50

4.5. Пример с транспьютерными технологиями 51

4.6. Генетический метод комбинирования эвристик 55

5. ДинамическОе программирование 56

5.1. Принцип динамического программирования 56

Литература 59

ПРИЛОЖЕНИя 60

Приложение 1. Система технической документации на АСУ 60

Приложение 2. Выдержки из ГОСТ 34.601-90. Автоматизированные системы. Стадии создания 61

Приложение 3. Выдержки из ГОСТ 34.602-89. Техническое задание на создание автоматизированной системы 70

1 Cross over - скрещивание

106