Параметров электронных

Особенности определения экстремума функций вида (6.1) делают задачу нахождения оптимальных параметров электромагнита сложной, и для ее решения должен привлекаться метод; приводящий к цели с наименьшими затратами вычислительных средств к рабочего времени. Из большего количества методов, используемых для решения оптимальных задач различных классов, для целей проектирования аппаратов в принципе могут быть применены методы исключения зависимых переменных, неопределенных множителей Лагранжа и нелинейного программирования. Различные методы можно сравнить, исходя из конкретного вида функций цели и ограничений, размерности задачи (количества переменных) по времени, затрачиваемому на подготовку программы для вычислительной машины, сложности программы, времени расчета варианта, требуемому объему памяти машины и т. п. С этой точки зрения опыт, накопленный различными ,проектными и исследовательскими организациями при проектировании аппаратов, должен сыграть важную роль в установлении наиболее экономичных методов.

В некоторых случаях задачу определения оптимальных параметров электромагнита удается свести к отысканию экстремума нелинейной функции двух (или трех) переменных. Здесь эффективным оказывается применение одного из простейших методов безградиент-

Электромагнит с втяжным якорем и стопой. Наличие внедряющегося в катушку сердечника в электромагните ( 7.2) делает задачу определения проводимости рабочего зазора и рассеяния сложной. Среди разработанных методов расчета прово-димостей в электромагните рассматриваемого типа наиболее приемлемой для целей оптимизации является формула Буйлова [8]. Экспериментальная проверка показала, что эта формула правильно отражает влияние основных конструктивных параметров электромагнита на его характеристики и обеспечивает отклонение расчетного значения магнитного потока в рабочем зазоре от истинного значения, не превышающего 10%. С учетом сказанного выше определим поток, выходящий из торца стержня, при условии, что магнитным сопротив^ лением стали магнитопровода можно пренебречь:

•оптимальными являются ненасыщенные магнитные системы. Однако если пренебречь магнитным сопротивлением стали при использовании (7.21) для выбора оптимальных параметров, то можно получить «ереальные значения индукции в элементах магнитопровода. Чтобы избежать этого, необходимо поиск параметров электромагнита вести при условии, что индукция в наиболее насыщенной части магнитопровода не превзойдет наперед заданного значения.

Расчет целесообразно вести для различных значений F*=Fl, В* = В1, а также sina, p, Кэ и бэ, определяемых назначением, условиями работы и конструкций электромагнита. С учетом изложенного выше задача определения оптимальных параметров электромагнита сводится к нахождению минимума целевых функций Уг, М*, С*, N*, зависящих лишь от двух переменных: X и у. При этом другие две переменные (у и z) определяются соответственно по (7.41) и (7.42).

С учетом (7.50) и (7.51) задачу оптимизации параметров электромагнита можно свести -к определению минимума функций двух переменных: V* (у, Я,г) или М* (у, Ах) и т. д., а две другие переменные (X и Y) определяются описанным выше способом. Указанная задача может быть решена методом сканирования с переменным шагом. Схема программы ЦВМ для этого случая аналогична описанной в предыдущем параграфе.

Выполнив условие (7.71), найдем коэффициенты аппроксимации и определим зависимость T=f(x), необходимую для расчета параметров электромагнита.

Задача оптимизации параметров электромагнита сводится к определению значений X, у, реализующих минимум trp. Для ее реализации необходимо решение трансцендентного уравнения (7.107). Для этой цели принципиально могут быть использованы различные методы, например методы исследования функций классического анализа. Можно было бы, например, найти ^тр из (7.95), разложив синусоидальную и степенную функции в ряд, -ограничившись конечным числом членов и решая полученное выражение относительно t?p. Однако найденное таким способом выражение для ?гр получается очень громоздким и исследование частных производных оптимизируемой функции по переменным, необходимое при использовании методов множителей Лагранжа и классических, затруднено.

Энергия магнитного поля, например, измерительного реле тока с одной обмоткой и током в ней Гр в соответствии с (2.14) W3M (=0,5ipl/. Ток if как поступающий от ТА, являющегося источником тока, не зависит от параметров электромагнита и положения якоря, характеризуемого углом его поворота а. Поэтому при повороте якоря изменяется только коэффициент самоиндукции L, и с учетом (2.13)

Используемая энергия магнитного поля в соответствии с (2-24) Э№^ = 0,5 j* L. Ток i , как поступающий от ТТ, являющегося источником тока, не зависит от параметров электромагнита, положения якоря, характеризуемого углом его ново] ота а. Поэтому при повороте якоря изменяется только коэффициент

Энергия магнитного поля, например, измерительного реле тока с одной обмоткой и током в ней !v в соответствии с (2.14) W3K (=0,5ipL. Ток (Р как поступающий от ТА, являющегося источником тока, не зависит от параметров электромагнита и положения якоря, характеризуемого углом его поворота а. Поэтому при повороте якоря изменяется только коэффициент самоиндукции L, и с учетом (2.13)

индуктивного сопротивления обмотки реле, остается неизменным. Это справедливо для реле тока, у которых ток не зависит от параметров электромагнита, а определяется источником тока, каковым является измерительный трансформатор тока. Если обмотка реле подключается к измерительному трансформатору напряжения, являющемуся источником ЭДС, то вместе с изменением индуктивного сопротивления обмотки изменяется и ток /р, а электромагнитная сила Рэ остается практически неизменной, так как изменение зазора б компенсируется соответствующим изменением тока. Действие реле (притягивание якоря) не осуществляется. Поэтому обмотка реле напряжения выполняется с преобладанием активного сопротивления или последовательно с обмоткой включается резистор с относительно большим сопротивлением. При этом ток в обмотке реле при движении якоря практически не изменяется, а электромагнитная сила возрастает и действие реле обеспечивается.

Для эффективного контроля параметров электронных измерительных приборов на всех этапах технологического процесса их производства разрабатывается программа, предусматривающая комплекс контрольных работ и средств для их проведения. Основной целью контроля является обеспечение высокого качества выпускаемой продукции. Контроль может осуществляться как на конвейере, так и в специальной лаборатории. Выбор места контроля производится на основании анализа функциональных связей в приборе и технологического процесса производства.

Из данного примера видно, что производственный разброс параметров электронных схем вызван главным образом разбросом параметров транзисторов. Резисторы с отклонением ±5 %, которые обычно считают достаточно точными, могут вызывать разброс режима, превышающий разброс, вызываемый транзисторами.

Решение задачи миниатюризации источников вторичного электропитания позволит резко улучшить показатели выходных параметров электронных устройств и повысить их надежность.

В справочнике содержатся сведения по электронике, необходимые при разработке, монтаже, проверке и обслуживании электронных устройств. Описаны пассивные и активные компоненты электронных цепей, особенности электронных схем. Представлены свойства биполярных и полевых транзисторов, интегральных схем. Приведены примеры использования электронных элементов в усилителях, стабилизаторах, таймерах. Таблицы параметров электронных компонентов дополнены аналогичными элементами отечественного производства.

Вторая группа — приборы для измерения параметров и характеристик элементов электрических и электронных схем и для измерения характеристик активных и пассивных двухполюсников и четырехполюсников. Сюда входят измерители сопротивления, емкости, индуктивности, параметров электронных ламп, транзисторов, а также приборы для снятия частотных и переходных характеристик и др.

Естественно, что решение такого широкого круга задач требует разработки методов синтеза, анализа и оптимизации параметров электронных цепей и структур, максимальной стандартизации технологии с целью сокращения расходов на проектирование и производство. Кроме того, поскольку проектирование БИС связано с технологией их изготовления и оба эти процесса осуществляются одновременно, требуется высокая оперативность выполнения отдельных этапов, в частности разработки топологической структуры межэлементных соединений. Все это указывает на необходимость применения системных методов автоматизированного проектирования.

14. И в а н о в С. Р., М у л я р ч и к С. Г., К о р е н к о в И. П. Расчет оптимальных значений параметров электронных схем. — Радиоэлектроника, 1971, т. 26, № 11.

В теории автоматического регулирования распространен синтез, основанный на использовании логарифмических частотных характеристик, в импульсной технике подбор параметров электронных и полупроводниковых схем, т. е. в известном смысле синтез этих схем, производят, используя спектральный метод, рассмотренный в гл. 9.

Подгруппа Л. Приборы общего применения для измерения параметров электронных ламп и полупроводниковых приборов

Расчет электронной схемы заключается чаще всего в выборе и нахождении оптимальных режимов электронных приборов и определении параметров остальных элементов схемы. Более подробный расчет состоит в вычислении характеристик и параметров всей схемы, ее погрешностей и предельных эксплуатационных режимов с учетом разброса параметров электронных приборов и деталей схемы.

5. При выполнении многих расчетов электронных схем вполне достаточно ограничиться точностью до двух и реже — трех значащих цифр. Лишь в некоторых случаях требуется повышенная точность. Это не означает, что электронные схемы не могут работать с большой точностью. С помощью специальных схемных приемок и в первую очередь подачей обратной связи удается довести погрешности работы электронных схем до 0,1—0,01%, хотя разброс или изменение параметров электронных приборов в течение срока службы или при смене отдельных экземпляров достигает 20%.