Параметрической оптимизации

В лабораторной работе исследуется компенсационный стабилизатор, схема которого изображена на 1.11. В компенсационном стабилизаторе происходит непрерывное сравнение напряжения на нагрузочном резисторе Vn (или его части) с опорным напряжением Uon, создаваемым параметрическим стабилизатором, собранным на стабилитроне Д.

Коллекторные цепи транзисторов МП25Б усилителя постоянного тока питаются через вспомогательный однополуперйодный выпрямитель на диоде Д226В с емкостным фильтром и параметрическим стабилизатором напряжения на опорном диоде Д814В.

На 11.4 представлена схема простейшего компенсационного стабилизатора напряжения. Транзистор VI работает в режиме эмиттерного повторителя, а напряжение на его базе задается параметрическим стабилизатором напряжения на стабилитроне V2 и резисторе R1. Ток параметрического стабилизатора значительно меньше тока нагрузки. Следовательно, к. п. д. компенсационного стабилизатора выше, чем у параметрического, поскольку у первого основная

8.2.2. ГЛИН с параметрическим стабилизатором тока

8.4. Схема ГЛМН с параметрическим стабилизатором тока (а) и временные диаграммы процессов в нем (б).

Автоколебательные ГЛИН представляют собой сочетание управляемого ГЛИН и релаксационного управляющего генератора в одном устройстве. Наибольшее распространение получили подобные устройства на основе управляемых генераторов с емкостной обратной связью и генераторов с параметрическим стабилизатором тока.

В качестве управляющего устройства в генераторах с параметрическим стабилизатором тока обычно используют мультивибраторы или блокинг-генераторы.

8.4.2. Расчет ГЛИН с параметрическим стабилизатором тока

97*. Схема макета однофазного выпрямителя с выводом нулевой точки трансформатора на полупроводниковых диодах с С-, LC-, /?С-фильтрами и е параметрическим стабилизатором:

с С -, LC-, ^С-фильтрами и параметрическим стабилизатором ( 97); выпрямитель, собранный по мостовой .схеме: а) без фильтра; б) с ЛС-фильтром и компенсационным стабилизатором ( 98).

2. Снять и построить внешнюю характеристику Ud — f (Id) • выпрямителя с выводом нулевой точки трансформатора с КС-фильтром и параметрическим стабилизатором. Зарисовать осциллограммы напряжения ud и токов »'„, 1г.

САПР электроснабжения с. п. КЭС создана в МЭИ на кафедре электрических станций [39]. Она решает задачу структурно-параметрической оптимизации выбора схемы электроснабжения с. н. и определения параметров и характеристик элементов системы с. н. Внутренними варьируемыми параметрами при выявлении оптимальной схемы электроснабжения с. н. являются уровни напряжения, характеристики рабочих и резервных источников питания, а также параметры выключателей РУ и токопроводов различного тина.

В результате расчета ЭДН может оказаться, что ряд параметров ЭДН превысил допустимые значения, обусловленные прочностью материала, перегревом и т. д. Отсутствие аналитической зависимости целевой функции, например энергии в нагрузке, от независимых переменных, частично задаваемых до расчета (геометрические размеры ЭДН, частота вращения ротора, индукция возбуждения), частично получаемых в результате расчета (плотность тока в обмотках, магнитное давление на статор, температура обмоток и т. д.), может привести к превышению предельных значений переменных, обеспечивающих физическую реализуемость процесса. Поэтому рассмотренная программа расчета ЭДН — это лишь процедура описания целевой функции, и она должна являться составной частью программы параметрической оптимизации независимых переменных.

Постановка задачи параметрической оптимизации включает в себя определение набора независимых переменных, характеризующих ЭДН, выявление ограничений, характеризующих приемлемые или допустимые значения переменных, и описание целевой функции, определенным образом зависящей от переменных.

ЭВМ. На ЭВМ может быть возложена и задача параметрической оптимизации, включающая целенаправленное варьирование внутренними параметрами объекта с последующим повторным анализом и оцениванием характеристик проектируемого объекта.

Из указанного многообразия измерительных преобразований и сложности составляемых на ях основе измерительных процедур вытекает потребность в систематизированном и взаимосвязанном описании возможных методов измерений. Этим обеспечивается возможность проведения метрологического анализа результатов измерения, выполнения синтеза измерительных цепей с формированием необходимого для функционирования ПрИС измерительного программного обеспечения. Наличие методологии решения перечисленных задач создает предпосылки для структурной, алгоритмической и параметрической оптимизации измерительных средств.

Средства автоматизации, разрабатываемые и используемые только для определенных типов изделий, называют прикладными или специальными. Как правило, это компоненты, отражающие специфику либо объектов проектирования, либо методов решения задач предметной области. Например, математические модели обмоток малых электрических машин или магнитной цепи с постоянными магнитами необходимы и используются в области теории и проектирования электрических машин. Для ЭМММ, например, характерно, что задачи синтеза в основном сводятся к параметрическому синтезу. Напротив, задачи синтеза системы электроснабжения летательного аппарата или вычислительного комплекса требуют структурной или структурно-параметрической оптимизации.

В отличие от задач параметрической оптимизации (расчетного проектирования) задачи по созданию ОВ сводятся к комбинаторным задачам структурной оптимизации. Успех решения комбинаторных задач в значительной мере зависит от возможностей генерации вариантов. Для решения задач конструкторской проработки широко используются приемы иерархической декомпозиции типовых конструкций. На каждом иерархическом уровне конструктивные элементы могут иметь несколько вариантов. Комбинируя между собой варианты КЭ с учетом иерархических связей и допустимости тех или иных сочетаний элементов, можно получать полную выборку вариантов для конкретной машины.

Стоимость совмещенных переходов меньше суммарной стоимости несовмещенных переходов. Исключение составляет параметрическая оптимизация переходов, выполняемых на станках с ЧПУ, на которых обычно реализуются несовмещенные переходы. В этом случае роль параметрической оптимизации по критерию минимума приведенных затрат возрастает.

Рассмотрим сущность параметрической оптимизации на примере оптимизации режимов резания для выполнения перехода продольного точения на токарном станке с ЧПУ. В состав математической модели, составленной для выполнения параметрической оптимизации перехода (или операции) в общем случае входят: целевая функция, формализованно представляющая цель оптимизации; уравнения связи, отражающие главные физические законы, сопровождающие процесс обработки и учитываемые при вычислении отдельных элементов, входящих в выражение целевой функции; ограничения-неравенства, характеризующие предельные возможности реализации сочетаний режимов резания, ограничиваемые предельными возможностями технологической системы «станок — приспособление—инструмент—деталь (сокращенно — СПИД)» по ее мощности, усилиям зажима заготовки и другим нерегулируемым параметрам; предельные возможности и дискретность регулирования каждого в отдельности управляемого параметра резания.

Сущность параметрической оптимизации технологического перехода заключается в выборе такого сочетания параметров режима /, S и V в области допустимых значений, ограниченной предельными возможностями технологической системы, при которых обеспечивается требуемое качество изготовления и экстремальное значение заданного показателя эффективности (в рассматриваемом примере — минимальные переменные затраты, отнесенные к выполнению перехода). Из анализа выражения (2.20) следует, что при использовании максимально возможных глубины резания, подачи и скорости резания множитель перед скобкой будет минимальным. Но слагаемые в скобках, содержащие Т, при максимально возможных параметрах режима резания могут настолько увеличить свое значение [см. выражение (2.21)], что минимального значения Сад- не достигнет. Кроме того, такое сочетание максимальных значений параметров режима может находиться за пределами возможностей технологической системы, очерченных ограничениями-неравенствами вида (2.24). Оптимальные решения, найденные для различных критериев оптимизации, не совпадают ( 2.4).

Поскольку инерционные свойства ОУ определяются паразитными емкостями, то базовые модели делаются статическими, а инерционные свойства учитываются через внешние конденсаторы. В результате получается эквивалентная схема с конденсаторами. Расчет параметров элементов эквивалентной схемы производится на последнем этапе макромоделирования и выполняется с применением программ параметрической оптимизации для получения более высокой точности макромодели.