Системой оптимального проектирования называется совокупность методов, алгоритмов и программ, реализующих с помощью ЭВМ автоматизированный поиск на математической модели проектируемого объекта таких конструктивных параметров, при которых критерий оптимальности конструкции имеет минимально (или максимально) возможное значение при условии выполнении ограничений, накладываемых требованиями стандартов, технических условий и технологии. Реализация на ЭВМ процедур оптимизации проектируемого технического объекта требует создания сложного программного комплекса. Основными требованиями к такому комплексу являются:
1) Гибкая система ввода-вывода информации, позволяющая вносить оперативные изменения в модель проектируемого объекта, а так же в исходные данные, как по результатам вычислений, так и в процессе счета.
2) Обеспечение эффективного использования алгоритмов оптимизации, включенных в систему, путем реализации процессов адаптации при поиске, предусматривающих своевременную смену алгоритмов в процессе решения задачи оптимизации.
3) Возможность расширения системы за счет включения в нее дополнительных алгоритмов.
4) Простота управляющего языка системы, делающая ее доступной для широкого круга пользователей.
5) Возможность использования программного комплекса автоматизации оптимального проектирования в системах коллективного пользования.
Обобщенная структура программного комплекса, реализующего оптимальное проектирование на ЭВМ, представлена на рис. 1.3.
1.3. Структура программного комплекса оптимального параметрического проектирования.
Прекращение поиска производится на основе сравнения результатов расчетов двух или нескольких последовательных итераций. Наиболее распространенными оценками являются норма разности значений двух последовательных итераций 
С развитием вычислительной техники все большую актуальность приобретают интерактивные методы проектирования. В интерактивном режиме осуществляется управление алгоритмами, данными и специальными подсистемами проектирования.
Управление алгоритмами включает в себя изменение поискового алгоритма, изменение процедур вычисления некоторых характеристик (градиента, гессиана и др.), а так же критерия прекращения поиска оптимума.
Управление данными предполагает изменение параметров модели после нахождения оптимального решения или в процессе поиска. Эти изменения направлены на исследование окрестности оптимального решения, устойчивости оптимального решения при небольших изменениях начальных данных, определение наличия локальных экстремумов и т.д. Кроме того, в процессе управления данными может быть изменен комплексный критерий оптимальности, в частности приоритеты отдельных его составляющих, добавлен или исключен из рассмотрения ряд ограничений, т.е. произведено изменение модели.
Управление специальными подсистемами проектирования предоставляет конструктору широкие возможности для исследования оптимального варианта изделия. Специальные подсистемы в режиме диалога могут осуществлять:
· Анализ окрестности оптимума с помощью представления на экране линий или поверхностей уровня критерия оптимальности, а так же отдельных проекций допустимой области;
· Выделение ограничений, существенных в точке оптимума, и варьирование их для определения возможностей улучшения определенных технико-экономических характеристик изделия за счет ослабления некоторых из ограничений;
· Варьирование проектировщиком отдельных проектируемых параметров с целью анализа выбранного технического решения;
· Наглядное представление результатов поиска оптимума в виде таблиц и графиков.
0 коммент.:
Отправить комментарий