Ю.П. Кобрин
Оптимизация при проектировании РЭС
Лабораторная работа по дисциплине “Информатика” для студентов специальности 210201 (200800)
ТОМСК 2007
2
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Ю.П. Кобрин
Оптимизация при проектировании РЭС
Лабораторная работа по дисциплине “ИНФОРМАТИКА” для студентов специальности 210201 (200800)
2007
|
|
|
3 |
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1 |
Цели работы.................................................................................................. |
4 |
||
2 |
Порядок выполнения работы .................................................................... |
4 |
||
3 |
Контрольные вопросы................................................................................ |
4 |
||
4 |
Защита отчета................................................................................................ |
4 |
||
5 |
Основы теории нелинейной оптимизации............................................... |
5 |
||
|
5.1 |
Постановка задачи............................................................... |
5 |
|
|
5.2 |
Основные понятия нелинейного программирования........ |
6 |
|
|
5.3 |
Классификация методов оптимизации............................. |
12 |
|
|
5.4 |
Методы барьерных штрафных функций.......................... |
13 |
|
|
5.5 |
Методы одномерной оптимизации ................................... |
15 |
|
|
5.5.1 |
Метод общего поиска................................................................... |
15 |
|
|
5.5.2 |
Метод золотого сечения............................................................. |
16 |
|
|
5.6 |
Методы многомерной оптимизации.................................. |
18 |
|
|
5.6.1 |
Общие соображения...................................................................... |
18 |
|
|
5.6.2 |
Метод покоординатного спуска (подъема)................................ |
18 |
|
|
5.6.3 |
Метод случайного поиска............................................................ |
19 |
|
|
5.6.4 |
Градиентные методы.................................................................. |
20 |
|
6 |
Система автоматизации научно-технических расчетов MathCAD ..... |
23 |
||
|
6.1 |
Общие понятия................................................................... |
23 |
|
|
6.2 |
Ввод формул...................................................................... |
24 |
|
|
6.3 |
Редактирование объектов Mathcad ................................. |
26 |
|
|
6.4 |
Функции в MathCAD........................................................... |
27 |
|
|
6.5 |
Вычисление экстремума функции многих переменных.. |
29 |
|
7 |
Пример формирования целевой функции............................................ |
29 |
||
8 |
Индивидуальные задания......................................................................... |
30 |
||
Список рекомендуемой литературы........................................................... |
35 |
|||
4
1 Цели работы
В ходе данной работы предусматривается:
изучение методов решения задач оптимизации при проектировании радиоэлектронных средств (РЭС);
приобретение навыков в построении математических моделей РЭС, используемых для решения задач оптимизации;
приобретение практических навыков в работе с системой автоматизации научно-технических расчетов MathCAD для решения задач оптимизации.
2Порядок выполнения работы
1)Перед выполнением этой работы следует ознакомиться с теоретическим материалом, а также с примерами решения типовых задач оптимизации, представленными в разделе 5.
2)Используя электронный учебник и материалы раздела [6] овладеть важнейшими приемами работы в системе MathCAD.
3)Ответить письменно на контрольные вопросы.
4)Составить целевую функцию для решения задачи по своему варианту.
5)Составить программу минимизации целевой функции в системе MathCAD, предусмотрев графический показ целевой функции на экране.
6)Выбрать начальное приближение и провести оптимизацию. Оценить результаты оптимизации, представив в масштабе эскиз разработанной конструкции.
7)Оформить и защитить отчет по лабораторной работе у преподавателя.
3Контрольные вопросы
Ответьте письменно на следующие контрольные вопросы:
1)Что называется целевой функцией?
2)Что называется проектными параметрами?
3)Какое различие между методами условной и безусловной оптимизации?
4)В чем сущность метода штрафных функций?
5)Всегда ли оптимальные значения целевой функции совпадают со зна-
чениями глобальных экстремумов? А со значениями локальных экстремумов?
6)В чем сущность метода общего поиска?
7)В чем сущность метода золотого сечения?
8)В чем сущность методов координатного спуска (подъема)?
9)В чем сущность методов градиентного поиска?
10)В чем сущность методов случайного поиска?
4 Защита отчета
Отчет должен быть выполнен в соответствии с [9] и состоять из следующих разделов:
Тема и цель работы.
Индивидуальное задание.
Ответы на контрольные вопросы.
Тексты программ вместе с вводимыми исходными данными и ограничениями.
Результаты выполнения оптимизации. 
Выводы.