Параметрической оптимизации

Повышение параметрической надежности, т.е. сокращение параметров в допустимых пределах, обеспечивается повышением надежности но критериям, характер-

Настоящая работа базируется на разработанных автором разделах теории надежности: общих моделях формирования отказа и потери машиной работоспособности, методах расчета и прогнозирования параметрической надежности сложных изделий, теории расчета сопряжений и механизмов на износ, методах исследования технологической надежности оборудования, теоретических основах по формированию системы ремонта и эксплуатации машин.

5. О параметрической надежности машин* Ряд процессов в машине может привести к отказам, которые связаны не с выходом из строя отдельных деталей и сопряжений, а с ухудшением характеристик машины и выходом их за допустимые пределы.

В этом случае говорят о параметрической надежности изделий. Параметрическая надежность изделий — основной объект рассмотрения теории и практики, поскольку она определяет состояние отдельных механизмов и машины в целом.

при рассмотрении так называемой структурной схемы параметрической надежности- (см. гл. 4, п. 3).

2) при рассмотрении нескольких независимых выходных параметров изделия. Если известна вероятность безотказной работы изделия по отношению к каждому параметру Pit то для оценки параметрической надежности всего изделия можно рассчитывать

В общем случае оценка схемной надежности более пригодна для определения надежности функционирования изделия, а рассмотрение схемы со связанными элементами характерно для определения параметрической надежности.

Расчет параметрической надежности систем связан как с выявлением функциональных связей, определяющих изменение во времени выходных параметров изделия, так и с прогнозированием поведения сложной системы (вероятностные связи).

следующим обстоятельствам: 1) при анализе выбираются лишь те евязи, которые играют основную роль в формировании показателей надежности; 2) выходные параметры являются часто независимыми; 3) не все процессы проявляются в рассматриваемый промежуток времени; 4) последствия отказа изделия по разным причинам не равноценны и 5) имеются лимитирующие параметры, которые являются предметом инженерного анализа изделия при расчете его параметрической надежности.

Рис. 64. Принцип построения структурной схемы параметрической надежности

3. Структурная схема параметрической надежности. В сложных системах часто бывает трудно сразу выделить основные функциональные связи, определяющие показатели надежности. Для их выявления рекомендуется строить так называемую структурную схему параметрической надежности [193]. В структурной схеме надежности выделяются, во-первых, основные узлы и элементы системы, определяющие главные выходные параметры, и, во-вторых, три основные категории процессов по скорости их протекания, влияющие на изменение начальных параметров. Принцип построения такой структурной схемы показан на рис. 64. Процессы различной скорости могут как непосредственно влиять на начальные значения параметров, так и воздействовать на протекание процессов другой категории. Например, износ сопряжений не только повлияет на геометрическую точность машины, но и будет способствовать возрастанию вибраций (быстро протекающие процессы) и повышенному тепловыделению (процессы средней скорости), что также приведет к изменению начальных значений выходных параметров.

В настоящее время существует ряд способов решения подобного рода задач, объединяемых так называемым методом много-параметрической оптимизации. При использовании этого метода обычно одно условие принимается за основное. Тогда все остальные условия будут дополнительными. Например, при проектировании механизма шарнирного четырехзвенника мы можем в качестве основного условия поставить требование заданного движения выходного звена, минимальной величины динамических давлений на стойку и т. д. В качестве дополнительных мы можем поставить условие заданных габаритов механизма, его проворачи-ваемость и т. д.

Таким образом, большинство задач синтеза механизмов может быть сведено к задаче отыскания таких параметров механизма, при которых удовлетворяются принятые ограничения и целевая функция имеет минимальное значение. Как уже было сказано выше, задача эта многопараметрическая, и решение ее обычно проводится с использованием счетно-решающих машин с применением методов Монте-Карло, т. е. случайного поиска, направленного поиска и комбинированного поиска. Многие задачи синтеза механизмов могут быть решены только в приближенной форме. Тогда, кроме применения методов параметрической оптимизации, широко используются методы теории приближения функций и,

перестановочную модель класса S3 (рис, 8.11), согласно матрице (8.5). Теоретические модели строятся на основе изучения физических закономерностей. Их широко используют при параметрической оптимизации.

Для решения задач параметрической оптимизации при технологическом проектировании используют такие методы математического программирования, как линейное, целочисленное, геометрическое, динамическое и др.

15. Как оцениваются результаты параметрической оптимизации для использования их в производстве?

В настоящее время существует ряд способов решения подобного рода задач, объединяемых так называемым методом много-параметрической оптимизации. При использовании этого метода обычно одно условие принимается за основное. Тогда все осталь,-ные условия будут дополнительными. Например, при проектировании механизма шарнирного четырехзвенника мы можем в качестве основного условия поставить требование заданного движения выходного звена, минимальной величины динамических давлений на стойку и т. д. В качестве дополнительных мы можем поставить условие заданных габаритов механизма, его проворачи-ваемость и т. д.

Таким образом, большинство задач синтеза механизмов может быть сведено к задаче отыскания таких параметров механизма, при которых удовлетворяются принятые ограничения и целевая функция имеет минимальное значение. Как уже было сказано выше, задача эта многопараметрическая, и решение ее обычно проводится с использованием счетно-решающих машин с применением методов Монте-Карло, т. е. случайного поиска, направленного поиска и комбинированного поиска. Многие задачи синтеза механизмов могут быть решены только в приближенной форме. Тогда, кроме применения методов параметрической оптимизации, широко используются методы теории приближения функций и,

• PSpice Optimizer - программа параметрической оптимизации электронных схем;

где AJ — собственное значение расчетной модели GAPC. Задача параметрической оптимизации машинного агрегата, решаемая с целью выбора значений варьируемых параметров, оптимальных по критерию устойчивости, принимает вид

В разнообразных частных задачах синтеза динамических систем управляемых машинных агрегатов используются различные интегральные критерии /, характеризующие в разных аспектах качество управления. Задачу параметрической оптимизации машинного агрегата в этих случаях можно ставить в виде

ных по основным функциональным характеристикам, отличающихся по динамическим характеристикам систем. Тогда задача синтеза решается поэтапно в виде последовательности задач (15.4) параметрической оптимизации для каждой динамической модели ограничительного структурного класса синтеза: