Оптимизируемые параметры

Оптимальная последовательность технологических операций зависит от их содержания, используемого оборудования и экономической эффективности. В первую очередь выполняются неподвижные соединения, требующие значительных механических усилий. Каждая предыдущая операция не должна препятствовать выполнению последующих. На заключительных этапах собираются подвижные части изделий, разъемные соединения, устанавливаются детали, заменяемые в процессе настройки. Методика оптимизации структуры ТП приведена в гл. 3 и 4.

Задача рационального составления топливно-энергетического баланса страны тесно связана с задачей оптимизации структуры генерирующей мощности энергетической системы, зависящей от характера перспективных графиков электрической нагрузки. Требуется выявить объемы ввода генерирующих мощностей на разных типах электростанций. Решение данной задачи зависит от объема выделяемых для энергетической системы топливных ресурсов, а также от внутренних показателей системы: маневренности агрегатов различного типа, конфигурации графика нагрузки энергетической системы, условий развития атомных электрических станций (АЭС) и т. д.

Для исследования процессов в ЭУ на дискретных элементах и их расчета до сих пор применяются аналитические методы. Вычислительные трудности при использовании этих методов быстро растут с увеличением порядка системы уравнений, являющихся математической моделью схемы (ММС) электронного устройства, поэтому ММС по необходимости подвергается упрощениям. Точность аналитических методов при упрощениях ММС оказывается недостаточной, поэтому обязательной процедурой проектирования ЭУ на дискретных элементах является исследование его физической модели (макета) с целью оптимизации структуры и значений выходных параметров ЭУ (см. В.1).

Численное решение задачи оптимизации структуры интегрального транзистора приведено в [16]. В качестве исходных данных задавались следующие параметры: р1 > 30; ?/Бэ проб> 5 В; ?/БК провоз* ^20В; ?/Кэ. пробив В; i/кп, проб^ЗОВ; ?/БЭ, нас^ 1 В; i/кэ. нас^ <0,2В; ?/БЭ<0,8В.

Отличительной особенностью интенсивно нагруженных сетей является возникновение очередей в процессе передачи информации. Для оптимизации структуры сети в качестве критерия может быть выбрано отношение стоимости к эффективности. Однако в ряде случаев более удобно анализировать сеть по одному основному критерию, одновременно используя другие параметры сети в виде ограничений, при этом в качестве основного критерия целесообразно использовать стоимость, достоверность, время передачи информации или надежность.

Проектирование сетей наиболее часто осуществляется на основе критерия стоимости, что вызвано высокой стоимостью и широким применением сетей. Кроме того, во многих случаях сети могут удовлетворять требованиям, выдвигаемым по другим показателям. Для оптимизации структуры сети, как отмечалось ранее, целесообразно ее

При оптимизации структуры сетей целесообразно использовать экономические критерии с дополнительными ог*

Из сравнительного анализа квазиоптимальных методов оптимизации структуры следует, что наименьшие затраты машинного времени требует метод Мартина.

Для алгоритмических методов оптимизации структуры, так же как и для аналитического метода, есть оптимальное число «деревьев», отклонение от которого приводит к экономическим потерям, имеющим примерно аналогичные характер и значение.

Введение коэффициента иерархии [9] позволяет упростить задачу оптимизации структуры крупных многоступенчатых систем и комплексов путем последовательной оптимизации на каждом уровне иерархии, начиная с нижнего. Существует оптимальный коэффициент иерархии, при котором экономические потери минимальны. Отклонение от оптимального коэффициента иерархии в пределах ±10 % приводит к экономическим потерям в пределах 0,5—1 %. Дальнейшее отклонение вызывает все большие возрастающие потери, которые могут достигать десятков процентов.

Для крупных и сложных систем задачи оптимизации структуры становятся трудоемкими. Их постановка в достаточно полном объеме может быть оправдана только в тех случаях, если система телемеханики должна выпускаться крупносерийно. Следовательно, глубина проработки вопросов оптимизации структуры системы становится зависимой от серийности выпуска и значимости системы. Выбор наилучшего варианта структуры сложной системы в таких условиях зависит от опыта и искусства инженеров-проектировщиков, которые в известной мере конкурируют с научно-обоснованным выбором структуры.

Критерии оптимальности должны выражаться через оптимизируемые параметры (геометрические размеры, технические характеристики материалов и т. д.). Ниже приводится перечень некоторых критериев, даются типы аппдратов, проектирование которых по указанным критериям целесообразно:

Влияние режимов на расход топлива. Определим теперь возможное влияние учета переменных режимов на оптимизируемые параметры. Для этого рассмотрим зависимости для определения годовых расходов топлива энергоблоком упрощенно по числу часов использования установленной мощности и с дифференцированным учетом отдельных его режимов.

Второе условие является наиболее существенным и позволяет качественно проследить влияние особенностей работы на различных режимах. Поэтому функцию d\\i/dx можно назвать определяющей. Предварительный расчет ее величины позволяет приближенно оценить степень и характер влияния указанных режимов на оптимизируемые параметры. В более развернутом виде производная относительного КПД станции на одном из режимов имеет вид

Номер примера Оптимизируемые параметры режима Заданы в узлах Зависимые переменные Нозави-С1«ые переменные Уравнения режима на шаге оптимизации

Если в традиционных методах математического программирования основное внимание обращается на оптимизируемые параметры Xj, то в критериальном программировании внимание концентрируется на относительных долях различных слагаемых критерия оптимальности, т. е. на технико-экономических критериях подобия:

В § 3-28 показана возможность применения критериального анализа для определения оптимальных вариантов при условии, что на оптимизируемые параметры накладываются функциональные ограничения типа неравенств.

Таким образом, критериальный анализ можно использовать и-при наличии ограничений, накладываемых на оптимизируемые параметры, но при условии, что модифицированная функция Лагранжа имеет каноническую форму.

где К — критерий эффективности ТЭС ПП; х\, хч, ..., х, — оптимизируемые параметры с учетом ограничений в виде неравенства

Наложение ограничений на оптимизируемые параметры. Данный этап является одним из важнейших в решении задачи математического моделирования. Ограничения накладываются в виде двухсторонних неравенств следующего вида:

Трудности в наложении ограничений на оптимизируемые параметры возникают при рассмотрении элементов схемы, вырабатывающих несколько видов энергоресурсов, например приводы ПВС. Для них максимальные значения оптимизируемых параметров (MnBC)MaKC, (QTnBC)M^, (Q™c)^ взаимозависимы, и изменение каждого из них приводит к изменению двух других. Независимость наложения верхних ограничений на оптимизируемые параметры достигается путем введения вспомогательных относительных оптимизируемых переменных xiy с помощью которых действительные значения оптимизируемых параметров определяются по формуле

Рассмотрим применение изложенного методического приема для наложения ограничений на выявленные оптимизируемые параметры.