Общие принципы оптимизации

Оценка перспектив применения солнечных ПТУ с ОРТ требует особого подхода, основанного на общих принципах оптимизации солнечных тепловых энергетических установок, сформулированных в [25]. В солнечных теплоэнергетических установках за счет концентрации излучения и применения селективных покрытий на приемниках можно повысить уровень температуры подвода теплоты к преобразователю энергии, что позволяет поднять энергетическую эффективность последнего и соответственно уменьшить требуемую площадь концентратора, а следовательно, и капитальные затраты на его создание. Однако при этом одновременно возрастают стоимость единицы площади концентратора и эксплуатационные расходы, связанные с необходимостью его ориентации на Солнце. Так, по данным работы [113], при повышении средней температуры подвода теплоты в цикле ПТУ от 370 до 570 К стоимость квадратного метра концентратора возрастает в четыре раза. [c.21]

Общие принципы оптимизации трехкомпонентной двухпараметрической коррекции были впервые исследованы в 1960 г. А. К. Платоновым и Р. К. Казаковой под руководством М. В. Келдыша. Полученные результаты позднее опубликованы в [31] и некоторых других работах ). Следуя [31], обсудим задачу оптимизации в общем виде. Предположим, что условия коррекции в момент достижения картинной плоскости заданы двумя соотношениями Л = О, В = 0. Пусть на основе решения навигационной задачи и прогноза траектории с использованием принятой модели движения установлено, что ожидаемые терминальные условия в момент достижения картинной плоскости А ФО и В ФО. Требуется определить корректирующий импульс скорости У=(7-с, Уу, 7 ), обеспечивающий нулевые терминальные условия и минимизирующий величину некоторой заданной функции /(V). Здесь составляющие корректирующего импульса скорости 7, Уу, Уг заданы в некоторой фиксированной системе координат. [c.427]

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОПТИМИЗАЦИИ [c.210]

Укажем основной принцип оптимизации оценка целесообразности ( качества ) системы данного класса определяется эффективностью ее функционирования в системе более высокого класса. Например, качество ступени редуктора грузоподъемной машины следует оценивать по ее влиянию на работу всего редуктора. В свою очередь, эффективность редуктора должна оцениваться в системе более высокого класса (например, грузоподъемной машины и т. д.). Естественно, что по мере расширения класса цели оптимизации становятся более общими, приобретая для очень больших систем социальный характер (условия оптимизации комплекса машин, транспортной системы и т. д.). Однако в практических расчетах в большинстве случаев можно использовать локальную или внутреннюю оптимизацию элементов, узлов и всего изделия, которая, как правило, оказывается полезной и для глобальной оптимизации. К числу целей локальной оптимизации относятся максимум экономичности (коэффициента полезного действия), минимум массы, минимум трудоемкости изготовления и др. [c.553]

Общие принципы построения комбинированных объективов были сформулированы несколько лет назад [18]. Более того, первые работы в нашей стране, посвященные компенсации аберраций с помощью ДОЭ, относились именно к комбинированным системам [19, 23]. Тем не менее по сравнению с дифракционными объективами в этой области достигнуты весьма скромные результаты причина состоит прежде всего в большей сложности аберрационного анализа комбинированных систем. Кроме того, как уже отмечалось в гл. 1, аберрационное разложение сферической преломляющей поверхности сходится значительно хуже, чем соответствующее разложение ДЛ, поэтому при наличии в системе рефракционных элементов увеличивается влияние аберраций высших порядков, а это, в свою очередь, повышает роль оптимизации и особенно выбора исходной схемы [39]. [c.157]

К настоящему времени наметилась тенденция придать проектированию характер целенаправленного научного исследования, ставится задача создания автоматизированных систем, общие принципы построения которых изложены в [7, 12]. Проблематичность таких комплексных задач заключается в необходимости моделирования творческой деятельности коллектива проектировщиков с увязкой теоретических решений ряда дисциплин. Для наиболее сложных объектов проектирования весь этот процесс нельзя воспроизвести в замкнутом виде, поэтому оптимизация общего решения достигается в результате поэтапных оценок результатов, полученных при рассмотрении различных вариантов на основе оптимизации частных решений. [c.5]

В процессе учебы и дальнейшего приобретения опыта инженер знакомится с определенными фактами и так называемыми эмпирическими правилами , которые он применяет в процессе проектирования автоматически. И хотя эти общие принципы иногда применяются неосознанно, они являются общепринятым методом оптимизации. Например, чем больше поршней в двигателе, тем легче достигается динамическое равновесие элементы фермы или конструкции геометрически располагаются таким образом, чтобы нагрузка распределялась равномерно следует устранять острые УГ.ЛЫ, выемки и закругления малого радиуса на напряженных деталях, поскольку они приводят к концентрации напряжения нельзя запускать электродвигатель при полной нагрузке изгибающие напряжения можно уменьшить, увеличив момент инерции сечения, и т. д. [c.76]

Простота применения этих общих форм оптимизации не отменяет необходимости надлежащего понимания математических принципов, используемых при назначении цифровых значений переменным величинам, которые трудно измерить. [c.342]

Разработаны многочисленные методы решения задач оптимизации при различных видах целевой функции, уравнениях связи и типах ограничений (градиентные, случайного поиска, динамического программирования, принцип максимума Понтрягина и др.), позволяющие решать достаточно общие задачи оптимизации и оптимального управления. [c.624]

Таким образом, подход к решению задачи А, основанный на многоэтапном представлении процессов решения и функциональных уравнениях Беллмана, позволяет разделить общую задачу оптимального проектирования на ряд более простых и лучше изученных задач оптимизации. Последние по существу сводятся либо к оптимизации функционалов, зависящих от времени (задача Б), либо к оптимизации функций многих переменных (задачи В и Г). Решая каждую из этих задач в отдельности и объединяя решения по принципу динамического программирования, можно получить решение общей задачи А.. [c.75]

До сих пор рассматривались механические элементы, определяющие динамическое поведение конструкций. В большинстве случаев конструкции являются не изолированными, а располагаются на поверхности сплошной среды или окружены ею. Поскольку упругие волны могут распространяться во всех средах, то следует ожидать некоторого взаимодействия с этими средами. Например, колеблющаяся конструкция возбуждает акустические волны в воздухе, которые будут слышны, если их интенсивность и частота располагаются в пределах чувствительности уха. Акустические волны будут также отражаться от окружающей среды и влиять на динамическое поведение конструкции. Аналогично, когда акустические волны от одного источника, например колеблющейся поверхности, падают на другую гибкую поверхность, они порождают на этой поверхности нагрузки в виде периодически меняющегося давления, что заставляет ее колебаться и в свою очередь излучать акустические волны (рис. 1.25). В принципе явление акустических взаимодействий с конструкцией можно описать уравнениями движения конструкции и окружающей среды. До сих пор ввиду сложности геометрии действительных конструкций и многократности отражений акустических волн это совсем не легкая задача, и обычно только очень простые идеализированные задачи могут быть решены с необходимой степенью точности. Однако эти простые классические решения могут оказать значительную помощь в понимании сути явления и в интерпретации результатов экспериментальных исследований или очень громоздких расчетов на ЭВМ, Особенно важно помочь инженерам понять суть результатов различных замеров шумов и колебаний, получаемых ими, а также оценить влияние изменений различных параметров. Без подобных экспериментов получение и оптимизация данных экспериментов с целью снижения шума установок и решения реальных задач подавления колебаний будет, разумеется, очень сложным делом. Некоторые работы общего характера [1.47— 1.52] могут представить интерес для читателей, которые только начинают знакомиться с этой темой. [c.52]

Д.ЛЯ распознавания классов ситуаций и принятия адекватных решений системе управления РТК необходимо сформировать соответствующие решающие правила. Рассмотрим общую схему и конкретные алгоритмы синтеза и оптимизации адаптивных логических решающих правил. Принцип минимальной сложности, лежащий в основе их синтеза, обеспечивает простоту реализации и высокую экстраполирующую силу. Благодаря этим качествам адаптивные решающие правила находят все более широкое применение в ГАП, в частности, в РТК адресования деталей на конвейерах. [c.248]

Структура системы математических моделей строится по иерархическому принципу модели более общего охвата формируются в виде описания основных взаимосвязей, тогда как модели отдельных подсистем или узлов включают относящуюся только к ним, но более детализированную информацию о взаимосвязях. Пределами детализации, как сказано выше, определяется содержание математических моделей и содержание исходной внутренней информации. В соответствии с этим в процессе решения задачи между моделями перераспределяется более общая, по сжатая, либо частная, но развернутая по составу компонент промежуточная информация. Потоки промежуточной информации, играющие в системе моделей связующую роль, обрабатываются в отдельных моделях. Между стадиями переработки эти потоки связывают выходы (результаты оптимизации) одних моделей со входами (исходными данными) других моделей. [c.173]

Следует отметить, что при экономических исследованиях с рационализацией и оптимизацией топливных балансов (отдельных районов и предприятий) первостепенное значение имеет установление экономически обоснованных с народнохозяйственной точки зрения цен на топливо. Ориентация цен на среднеотраслевые затраты может привести к противоречию между общегосударственными и хозрасчетными интересами отдельных потребителей и к экономически необоснованным выводам при определении целесообразности отдельных энергетических ресурсов. В связи с этим обстоятельством в решениях Всесоюзной научно-технической конференции по проблемам топливно-энергетического баланса СССР (1966 г.) в соответствии с решениями сентябрьского Пленума ЦК КПСС (1966 г.) было отмечено, что установление цен на топливо ... требует последовательного проведения принципа единых цен за пользование энергией для потребителя, при использовании взаимозаменяемых видов, марок и сортов топлива. При этом общий уровень цен на топливо должен определяться, исходя из затрат по замыкающим топливный баланс видам топлива, необходимым для удовлетво- [c.140]

Алгоритмы, реализующие методы случайного поиска, обладают большей универсальностью, чем алгоритмы, основанные на регулярных поисковых процедурах, поскольку общая структура таких алгоритмов в принципе не зависит от свойств данной конкретной модели оптимизации и определяется свойствами класса моделей в целом. Это весь.ма существенное достоинство алгоритмов случайного поиска обеспечивается возможностью эффективной адаптации всех без исключения параметров поиска, позволяющей гибко перестраивать тактику и даже стратегию поиска в зависимости от конкретных свойств поисковой ситуации, т. е. свойств функций оптимизационной модели в окрестности текущей точки поиска хь. [c.216]

Первая задача решается в основном на основе теорий размерностей и подобия и рассматривается в настоящей главе. Вторая и третья задачи помимо этих теорий предполагают использование прикладных математических методов планирования эксперимента, опирающихся, в свою очередь, на математическую статистику и теорию вероятностей [66—71]. Принцип использования системы моделирования и оптимизации для решения задач разработки составов и оптимизации технологии производства ПИНС на основе методов математического планирования эксперимента показаны на рис. 3, общая схема использования микро- и макросистем для разработки и оценки ПИНС представлена на рис. 2 и 3. [c.45]

Оптимизация — этап получения на ЭВМ численного решения задачи (отличается от аналитического тем, что по нему невозможно установить в общем виде поведение конечного результата при возможных изменениях исходных данных, хотя необходимость такой операции в процессе разработки, прибора очевидна). Для конструктора или разработчика важно не просто решить задачу как таковую, используя численные методы и мощь современных ЭВМ, а необходимо понять, что- полученное решение задачи должно обеспечить создание конкретного прибора с минимальными затратами на его производство. Для этого, получив решение задачи с ЭВМ синтез) конструктору или разработчику необходимо провести оптимизацию ее решения с точки зрения требований производства и технологии этого типа прибора (выбор конструктивных параметров, элементов, материалов и т. д.). Такая оптимизация как конечный этап разработки всей схемы связана с первым этапом (анализом), в котором закладывается столь необходимая элементная база для разработки лазеров и других приборов и устройств квантовой электроники. Идеальной элементной базой в любой области приборостроения можно считать набор стандартных унифицированных узлов и элементов, из которых разработчик может реализовать конкретный прибор. Такую элементную базу легко заложить в память ЭВМ, и с ее помощью на этапе оптимизации обеспечить минимальные затраты при реализации прибора. Эти принципы заложены в современные [c.64]

Задача оптимизации ступенчатых НО в принципе является многокритериальной. В результате ее решения должны быть найдены геометрические размеры ступенчатых связанных ЛП, обеспечивающие минимизацию в требуемом диапазоне частот отражен-Бой от плеч НО мощности ( S l- 0, i=l, 4), максимизацию направленности ( Si4, 52з ->-0) и воспроизведение возможно более близкой к заданной константе Со функции переходного ослабления. Если геометрические размеры ступенчатых связанных линий заданы так, что в каждом поперечном сечении выполняется (2 13), то матрица рассеяния связанных ЛП принимает вид (2.14). Таким образом, плечи ЛП на любой частоте оказываются согласованными и попарно развязанными. С учетом указанного свойства оптимизация НО сводится к аппроксимации функцией переходного ослабления заданной константы Со. В общем случае при решении задачи оптимизации ступенчатых НО в вектор варьируемых параметров могут включаться переменные /, и /Сг, г=1,т, т. е. длины отрезков однородных связанных ЛП и их коэффициенты связи (см. рис. 8.10). Вместо / в качестве варьируемых параметров. могут также использоваться волновые сопротивления четного илй нечетного типа возбуждения, которые связаны с К% соотношениями (2.18). [c.212]

В [1, 24] концепция оптимизации впервые получила количественное обоснование в приложении к испарительным геттерныхм насосам сформулированный на этой основе в работе [102] критерий оптимизации состоит в требовании подобия функций пространственного распределения потоков газа и геттера по всей площади сорбирующих поверхностей. Наконец, в работе [100], подробно излагаемой в следующем параграфе, сделана попытка сформулировать общие принципы оптимизации НПД, предложена обобщенная математическая модель таких насосов и построена систе а соответствующих критериев. [c.176]

В соответствии с общими принципами системного подхода [861 сравнительная оценка различных вариантов ПТУ должна производиться по результатам их технико-энергетической оптимизации по единым критериям качества и в идентичных внешних условиях. Корректная постановка задач технико-энергетической оптимизации требует предварительного термодинамического анализа для дпределения основных факторов, влияющих на энергетические и массогабаритные характеристики установок. Для проведения термодинамического анализа ПТУ необходимо знание напорно-расходных характеристик конденсирующего инжектора зависимостей давления потока на выходе и отношения расхода жидкости через пассивное сопло конденсирующего инжектора к расходу пара через активное сопло и от термодинамических параметров этих потоков. Отметим, что величина и для первого варианта ПТУ характеризует кратность циркуляции D, которая представляет собой отношение расхода рабочего тела по контуру холодильного цикла к расходу рабочего тела по контуру энергетического цикла. Напорно-расходные характеристики конденсирующего инжектора на уровне термодинамического анализа могут быть рассчитаны по методике Э. К- Карасева [84]. Применение этой методики для определения напорнорасходных характеристик конденсирующего инжектора, функционирующего в составе ПТУ, имеет ряд особенностей, которые следует рассмотреть более подробно. [c.29]

Настоящая книга является первой попыткой систематического изложения физических основ работы нового класса приборов нелинейной оптики — преобразователей инфракрасного излучения — в видимом диапазоне. Для удобства читателей, не имеющих специальной подготовки в области нелинейной оптики, монография включает главу (первую) с изложением основных понятий этого раздела физики, необходимых для восприятия предмета. Во второй главе даны общие принципы расчета нелинейно-оптических преобразователей и показано, что с точки зрения формирования изображений каждый преобразователь эквивалентен некоторой линейной оптической системе с эффективными параметрами, зависящими от конфигурации и фазового фронта накачки, ее амплитуды, типа использованного синхронизма. В третьей и четвертой рассмотрены две основные схемы нелинейно-оптических преобразователей — схемы критического векторного и касательного (некритичного) синхронизма. Обсуждаются достоинства и недостатки каждой из них и возможные варианты оптимизации параметров. В последней главе анализируются разные практические аспекты работы преобразователей (спектральные и шумовые характеристики), приведены экспериментальные данные, иллюстрирующие степень соответствия параметров реальных преобразователей основным теоретическим представлениям. Приложения 1 и 3 несут самостоятельную информацию, поскольку в первом приведен новый метод в классической теории аберраций на основе интегрального принципа Гюйгенса — Френеля, а в третьем — расчетные данные по углам разных типов синхронизма. Часть информации дана в компактной форме — показаны эквипотенциальные поверхности угол синхронизма как функция длин волн накачки и инфракрасного излучения. Материал третьего приложения основан на расчетах Г. М. Барыкинского. [c.3]

Установлены и исследованы основные краевые задачи нарагдиваемых тел, подверженных старению. Изучена структура ядер ползучести и релак-сацйи. Решен ряд конкретных задач о напряженно-деформированном состоянии Нарагциваемых тел, а также ряд смешанных задач. Рассмотрены задачи оптимизации армированных конструкций с учетом скорости возведения как при полной, так и неполной информации. Развиты общие методы исследования устойчивости и установлены условия устойчивости на конечном и бесконечном интервалах времени. Изложены принципы соответствия в линейной и нелинейной теории ползучести. [c.2]

Отметим, что задача (15.4) относится к классу задач векторной оптимизации, характеризующихся необходимостью выбора наилучшего решения при наличии нескольких критериев эффективности, которыми являются компоненты вектора Кя, v В этом случае возможно большое число принципов оптимальности, которые приводят к выбору различных оптимальных решений, В общем случае задача векторной оптимизации отличается значительной сложностью, причем в математическом плане она идентична задаче упорядочения векторных множеств, а выбор принципа оптимальности-выбору отношения порядка [12]. В прикладных задачах динамического синтеза машинных агрегатов проблема выбора принципа оптимальности сводится обычно к задаче скаляри-зации вектора эффективности Кд, v и заключается в выборе на основе некоторой схемы компромисса обобщенного скалярного критерия эффективности А (целевой апироксиыациониой функции). [c.254]

Синтез частной модели двигателя также можно осуществить в классе моделей с минимальным спектром [v,, vj, причем спектральные ограничения такого синтеза характеризуются одним неравенством (18.14). Модальная оптимизация частных динамических моделей двигателя и рабочей машины по принципу обесие-чепия минимального собственного спектра является особенно целесообразной в тех случаях, когда источником возмущающих воздействий являются двигатель и рабочая машина. Спектральные ограничения, получаемые из предпосылок того же рода, что и при отыскании условия (18.14), в общем случае имеют вид [c.286]

Общий метод построения движений манипуляторов был предложен в работе [1], где сформулирован критерий оптимизации движения и рассмотрен вопрос построения оптимальных движепий-на основе принципа локальной оптимизации. Для изучения основных свойств и особенностей предложенного метода был разработан реализующий его алгоритм и составлена программа построения движений четырехзвенного манипулятора с пятью степенями свободы [2], кинематическая схема которого приведена на рисунке. При построении оптимальных движений в [1] не учитывались возможные ограничения подвижности в кинематических парах манипулятора. Соответственно в [2] предполагалось, что все пять вращательных пар манипулятора допускают неограниченные изменения обобщенных координат ф . Учет ограничений подвижности Б кинематических парах приводит к усложнению алгоритма построения оптимальных движений манипулятора. [c.56]

Представленная на рис. 8.1 схема по существу является общей информационной моделью задачи комплексной оптимизации теплоэнергетической установки. Разработка информационной модели соответствует стремлению вовлечь в исследование максимальный объем влияющих факторов, поскольку первоначально неизвестна (или известна лишь интуитивно) количественная оценка существенности каждого из этих факторов (на рис. 8.1 показаны лишь основные связи). Информационная модель лишь констатирует факт существования тех или иных взаимосвязей. В результате же разработки и исследования математических моделей рассматриваемой теплоэнергетической установки эти взаимосвязи получают количественную оценку (в виде определенных соотношений), что позволяет отбрасывать менее существенные связи и упрощать модель, обеспечивая в принципе ее равноточность. [c.173]

В общем виде принцип и критерии структурно-геометрической оптимизации НПД различных типов изложены в следуюилем параграфе. [c.188]

Оптимизация характеристик режима резания с применением ЭВМ является неотъемлемой частью САПР и общей автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП). В настоящее время успешно разрабатываются статистические методы оптимизации режима обработки с использованием принципа минимума энергии, затрачиваемой на процесс резания, и определения энергии, накапливаемой поверхностным слоем деталей. В этом случае критериями оптимизации являются энергоемкость процесса резания (затраты энергии, приведенные к единице объема удаляемого материала) или скрытая энергия деформирования при формировании поверхностного слоя детали (энергия дислокаций). Конкретные методики расчета характеристик режимов резания приведены в соответствующей литературе [2, 6, 25]. В условиях производства (в техбюро, в заводских лабораториях и т. п.) часто применяют так называемые ускоренные (упрощенные) методы расчета характеристик режима резания. [c.79]

Автоматические системы станков с централизованным управлением от ЭВМ имеют следующие преимущества высокую степень автоматизации и универсальности оптимизацию технологического процесса использование принципов адаптивного управления (внесение изменений в настройку станка в зависимости от изменения внешних условий) возможность создания в дальнейшем общих автоматических систем для механической обработки и сборки, т. е. полностью автоматизи- [c.44]

Общих рецептов для снижения величин износа без нарушения функциональных характеристик трибосистемы предложить нельзя, но с учетом конкретных условий работы целесообразно иногда руководствоваться рядом принципов там, где это возможно в условиях сухого трения, целесообразно использовать самосмазывающие материалы предусматривать желательною направление пластической деформации, локализированное в тонком поверхностном слое осуществлять оптимизацию материалов трибосистемы с учетом конкретных условий работы и др. [c.336]

Форму излучаемого сигнала и приемную систему выбирают таким образом, чтобы они способствовали повышению возможности распознавания факта присутствия двух целей и точному измерению дистанции до каждой цели (или ее положению во времени). В отсутствие шумов местоположение можно в принципе определить с любой требуемой точностью. Наличие шумов искажает общую форму принятого сигнала настолько, что действительная форма и положение отраженных целью сигналов становятся неопределенными. Строгий аналнз сигналов в присутствии шумов дается в последующих главах. В данной главе для распознавания характеристик сигналов, важных для оптимизации характеристик системы в целом, использован эвристический подход. [c.196]

Книга Ж.-Л. Кулона и Ж -К. Сабоннадьера посвящена методу конечных элементов, рассматриваемому не как самоцель, а как вычислительное средство в комплексных САПР. В первой части книги читатель познакомится с принципами метода конечных элементов сначала на простых примерах, а затем на все более сложных и, наконец, с общими аспектами и способами применения. Во второй части рассматривается использование метода конечных элементов в САПР. Читатель познакомится с построением конечноэлементной сети, оптимизацией размещения матриц в памяти ЭВМ и организацией программного обеспечения. Все это иллюстрируется конкретными примерами. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...