- •Оглавление
- •1. Общая характеистика задач и методов проектирования 7
- •1. Математические методы проектирования 25
- •3. Эвристические методы проектирования 50
- •4. Использование методов искусственного интеллекта при проектировании 97
- •5. Задачи оптимизации 122
- •Введение. Основные положения, термины и определения
- •1. Общая характеистика задач и методов проектирования
- •1.1. Основные стадии и виды задач проектирования
- •1.2. Обоснование и оценка качества задач, решаемых рэс
- •1.3. Примеры системотехнического проектирования
- •1.3.1. Обоснование тактико-технических характеристик радиолокационных систем
- •1.3.2. Защита от активных помех
- •1.4. Организация проектирования
- •1.5. Основные этапы проектирования рэс
- •1.5.1. Основные этапы научно-исследовательской работы
- •1.5.2. Основные этапы опытно-конструкторской работы
- •1.6. Методы моделирования
- •Математические методы проектирования
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Виды критериев качества
- •2.3. Нехудшие и худшие системы. Диаграммы обмена.
- •2.4. Методы отыскания нехудших систем
- •2.4.1. Метод рабочих характеристик
- •2.4.2. Весовой метод отыскания Мнх
- •2.4.3. Комбинированный метод отыскания Мнх
- •2.5. Применение условного критерия предпочтения
- •3. Эвристические методы проектирования
- •3.1. Тенденции развития бортового радиоэлектронного оборудования
- •3.2. Основные направления развития перспективных комплексов бортового оборудования
- •Архитектура системы «Pave Pillar»
- •3.3. Основные направления развития интерфейсов межмодульного обмена для сопряжения рэс
- •3.3.1. Основные понятия и определения
- •3.3.2. Модель взаимодействия открытых систем
- •3.3.2.1. Физический уровень
- •3.3.2.2. Канальный уровень
- •3.3.2.3. Сетевой уровень
- •3.3.2.4. Транспортный уровень
- •3.3.2.5. Сеансовый уровень
- •3.3.2.6. Представительский уровень
- •3.3.2.7. Уровень приложений
- •3.3.3. Классификация каналов межмодульного обмена
- •3.3.3.1. Управление обменом в сети типа «звезда»
- •3.3.3.2. Управление обменом в сети типа «кольцо»
- •3.3.3.3. Управление обменом в сети типа «шина»
- •3.3.4. Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей (гост 26165.52-87)
- •3.3.4.1 Физическая организация мультиплексных каналов
- •3.3.4.2. Принцип управления обменом информации
- •3.4. Коммутируемые сети
- •3.4.1. Сети с коммутацией сообщений
- •3.4.2. Сети с коммутацией каналов
- •3.4.3. Сети с коммутацией пакетов
- •3.4.4. Модель взаимодействия открытых систем
- •3.4.4.1. Физический уровень
- •3.4.4.2. Канальный уровень
- •3.4.4.3. Сетевой уровень
- •3.4.4.4. Транспортный уровень
- •3.4.4.5. Сеансовый уровень
- •3.4.4.6. Представительский уровень
- •3.4.4.7. Уровень приложений
- •4. Использование методов искусственного интеллекта при проектировании
- •4.1. Бортовые экспертные системы
- •4.1.1. Классификация экспертных систем
- •4.2. Структура и принципы построения экспертных систем
- •4.3. Методы представления экспертных знаний
- •4.3.1. Логические исчисления
- •4.3.2. Фреймовая модель
- •4.3.3. Модель семантической сети
- •4.3.4. Продукционные правила
- •4.3.5. Нечеткие множества
- •4.4. Распознавание образов
- •4.4.1. Основные термины и определения
- •4.4.2. Качественное описание задачи распознавания
- •4.4.3. Основные этапы построения системы распознавания
- •4.4.3.1. Изображающие числа и базис
- •4.4.3.2. Восстановление булевой функции по изображающему числу
- •4.4.3.3. Булевы уравнения
- •5. Задачи оптимизации
- •5.1. Задача о наилучшей консервной банке
- •5.2. Одномерные задачи оптимизации
- •5.3. Численное решение одномерных задач оптимизации
- •5.3.1 Метод равномерного распределения точек по отрезку
- •5.3.2. Метод распределения точек по отрезку, учитывающий результаты вычисления целевой функции
- •5.3.3. Специальные методы
- •5.4. Многомерные задачи оптимизации
- •5.4.1. Метод покоординатного спуска
- •5.4.2. Метод градиентного спуска
- •5.4.3. Метод наискорейшего спуска
- •5.4.4. Проблема «оврагов»
- •5.4.5. Проблема многоэкстремальности
- •5.5. Линейное программирование.
- •5.5.1. Траекторная задача
- •5.5.2. Задача об использовании ресурсов
1.6. Методы моделирования
В процессе моделирования могут быть использованы математические, экспериментальные и эвристические методы.
При применении математических методов определяется совокупность исходных данных Д, а именно: составляется математическое описание условий работы У, ограничений Оs, налагаемых на структуру системы и значений ее параметров, определяются показатели, по которым оценивается эффективность системы (т.н. вектор качества) К и формируются критерии качества Кк
Д=( У,Оs,К,Кк). (1.12)
Затем определяют математическим путем целевые функции Ц, т.е. зависимости частных показателей качества к1,….кm от структуры системы S и значений ее параметров при заданных условиях У
Ц=(S,У). (1.13)
Для полученного таким образом описания отыскивают математическими методами анализа и синтеза алгоритм работы и параметры системы , удовлетворяющие данному критерию качества. Математические методы анализа и синтеза радиосредств весьма разнообразны, рассматриваются практически во всех инженерных курсах, изучаемых студентами ВУЗов, и излагаются в учебных пособиях по этим курсам. К ним можно отнести спектральный анализ, методы решения задач оптимизации, линейное программирование, логический синтез и т.д. При математическом проектировании широко используются современные возможности вычислительной техники. Однако на современном уровне развития науки и техники решать задачи проектирования чисто математическими методами удается только для сравнительно простых РЭС. Однако даже в этом случае требуется экспериментальная проверка (ибо основным критерием истины является практика). Таким образом, математические исследования должны дополняться экспериментальными исследованиями и эвристической деятельностью разработчиков.
Наиболее широко используются следующие виды экспериментальных работ: полунатурное моделирование и натурные испытания.
Полунатурное моделирование отличается от математического тем, что часть звеньев включают в состав модели в виде натурных макетов, а не моделируют их на ЦВМ. Обычно полунатурные испытания используются на ранних этапах разработки, если в ходе их выполнения предусмотрено изготовление экспериментальных образцов отдельных элементов РЭС.
При натурных испытаниях аппаратуру испытывают уже не в лабораторных условиях, а в условиях, задаваемых ТТЗ. При этом практически вся (или большая часть) аппаратуры разрабатываемой системы выполняется в виде реальных устройств или их физических прототипов, а имитаторы сигналов и помех заменяются их реальными источниками. Еще большее приближение к реальным условиям (при испытании авиационной, ракетной и космической аппаратуры) дают летные испытания, при которых бортовая часть аппаратуры размещается на специально оборудованной летной лаборатории, или осуществляются пробные пуски.
Эвристическая деятельность опирается на имеющийся опыт в разработке подобных РЭС или решении подобных задач. Он используется в тех случаях, когда не удается использовать математические или экспериментальные методы проектирования в силу отсутствия соответствующих теоретических решений или дороговизны эксперимента и т. п. Эвристический подход может быть использован в широком спектре решаемых задач: от выбора и формулировки цели проектирования до выбора элементной базы.