Читальный зал -->  Конструкции многокаскадных усилителей 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37 38

этап внешнего проектирования, как известно, включает в себя оценку внешних факторов, воздействующих на устройство. Вторым этапом внешнего проектирования является определение показателей качества для решения задач оптимизации и пропнозиро-вания надежности характеристик усилителей ШДД.

В настоящее время наиболее распространенным подходом к решению задач оптимизации качественных характеристик радиоустройств вообще является достижение максимальных значений выходных параметров или превышение заданного их уровня. Решается эта задача варьированием допусков на параметры при фиксированных но.минальных значениях последних или, наоборот, изменением номинальных значений параметров при фиксированных допусках, т. е. используется известный метод ограничений [51].

Однако наиболее общей функцией качества проектируемого усилителя ШДД является функция его стоимости [52]. Поэтому при решении задачи параметрического синтеза усилителей целесообразно при оптимизации надежностных характеристик использовать в качестве критерия минимум функции стоимости. При этом в функцию качества в отличие от традиционной постановки задачи в качестве независимых переменных должны войти номинальные значения параметров, производственные и эксплуатационные допуски. Известно, что любой процесс оптимизации состоит из двух основных частей: цели оптимизации и способа достижения. Для выбора функции цели необходимо прежде всего определить основные характеристики, по которым ведется оптимизация. Для усилителей ШДД такими характеристика.ми являются стоимость изготовления и процент брака (или количество годных); при этом выходные параметры должны лежать в пределах поля допуска в соответствии с ТЗ, а максимальный уровень параметрической надежности при заданных стоимостных ограничениях обеспечивается выбором оптимальных значений номиналов и допусков иа внутренние параметры усилителей ШДД. Таким образом, процесс оптимизации состоит в нахождении оптимального соотношения между стоимостью изготовления усилителя и количеством годных (или процентом брака) усилителей ШДД. Тогда задача состоит в сведении к минимуму затрат на единицу изделия, и функция цели может быть записана следующим образом;

(132)

где Cu = l{q, бь 62, б ); 6i(iel, п) - допуски на внутренние параметры усилителя; q - коэффициент, отражающий специфику конкретного производства; В - процент брака.

Функция Си для конкретного производства считается заданной. При этом € расширением допусков на внутренние параметры стоимость усилителя снижается, а процент брака растет (рис. 58). Последний и требуется отыскать в процессе оптимизации; он ха-

зрактеризует оптимальные допуски и номинальные значения параметров усилителя. Процент брака определяется следующим образом:

5=I-JJ . . .Г/(;, т, a)dx.

(133)

где X - многомерный вектор внутренних параметров оптимизируемого усилителя ШДД; m и о - соответственно многомерные векторы математических ожиданий и дисперсий, которые являются в нашем случае параметрами (суть номинала и допуска); 5р - область работоспособности оптимизируемого усилителя, в которой ведется интегрирование по вектору внутренних параметров.

Аналитический расчет В затруднен ввиду большого количества внутренних параметров и отсутствия априорной информации Sp. Поэтому более целесообразным для инженерных расчетов методом отыскания значения В является алгоритмическое определение процента брака. Алгоритмическое решение позволяет исклю-чить субъективный подход при выборе номинальных значений и допусков на внутренние параметры усилителя и достигнуть оптимума целевой функции за счет рационального использования области работоспособности 5р. Однако на различных этапах процесса оптимизации выбранная целевая функция не однозначна по своему смыслу. Так, на начальном этапе до тех пор, пока допу-

сковая область принадлежит области работоспособности 5де5р, процент брака равен нулю и оптимизация равнозначна поиску допусковой области 5де5р максимального объема. При этом многомерный интеграл (133) сохраняет постоянное, равное пулю значение, и функция F минимизируется за счет снижения стоимости изготовления при увеличении допусков на внутренние параметры усилителя. Дальнейшее увеличение допусков приводит к появлению брака; при этом оптимизация уже ведется непосредственно по значению функции F, которая уменьшается за счет снижения стоимости изготовления, в то время как рост процента брака еще незначительный.

По условиям работы алгоритма оптимизации, основанного на инженерной методике параметрического синтеза [52], все внутренние параметры изменяются синхронно. Следовательно, целевая функция F является функцией одной переменной.

Для определения брака алгоритмическим способом вводится коэффициент Кг, показывающий соотношение между областью ра-ботоспособноспг 5р и допусковой областью 5д:

Рис. 58. Обобщенный показатель функции качества усилителей ШДД.

при 5 = 0; Р=1; при Б = 0; Р<1,

где Р - вероятность безотказной работы оптимизируемого усилителя; и(5д) и y(Sp) - объемы допусковой области и области работоспособности соответственно.

Тогда с учетом /Со функция F запишется как

(135)

В дальнейшем рассмотрим поведение функции при условии 5=70 и Р<1. При используемом методе оптимизации в выражении (135) и(5д) ищется в процессе оптимизации, а u(Sp) остается неизвестным, так как предполагается отсутствие априорной информации об области работоспособности проектируемого усилителя; однако считается y(5p)=const. Поэтому в (135) у(5р) можно заменить на другую заранее известную постоянную v(Su) - область исследования. При этом отношение и (5д) к o(S ) также монотонная функция. Тогда (135) перепишется:

fig, 6i. б,. . . ., 6п) /(g, 6i, S . . ., 6n)v(Su)

(Su)

отсюда

V (5д)

(136)

(137)-

Из (137) видно, что задачи оптимизации сводятся к поиску /г-мерного оптимального объема и(5д). Показано [52], что по условию алгорит.ма этот объем ищется в виде -мерного гиперпараллелепипеда, постро енного на векторах внутренних параметров усилителя {1, Х2, Xj, .? }.

В кач естве вектора при построении 5д выбирают Xj = =Xjb-Xja, где Xjb и Xja - нижняя и верхняя границы поля допуска на параметр Xj соответственно. Тогда, воспользовавшись предельным случаем неравенства Адамара, определим объем

и(5д)= ]/det il XjX II =

/п п

(138)

Аналогично

(139). Ill

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37 38

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.