Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Филькин Н.М., Хамидуллин Р.П.

В процессе проектирования техническую систему S можно представить в виде совокупности некоторых элементов множества G и взаимосвязей между этими элементами из множества Q, т.е.:

Gi - i-ое подмножество взаимозаменяемых элементов множества G (i = 1, ..., n; gi ∈Gi), Qij -подмножество взаимозаменяемых связей i-го элемента с другими j =   1, ..., n (i ≠ j) элементами множества G (qij ∈ Qij).

S =<g 1, ..., gn; q 12, ..., q1 n; ...; q1 k, .., qnk; ...; q1 n, .., qnn-1>, (1)

где G = {G1,..., Gn},

Q = {Q12, ..., Q1n; ...; Q1k , ..., Qkn ; ...; Q1n, ..., Qnn-1},

Отсутствие связей  q11, ..., qkk; ...; qnn   говорит о невозможности влияния на функционирование любого элемента множества G этого же элемента. Взаимозаменяемость означает, что из подмножества Gi можно применить любой из элементов, а из подмножества Qij любую реализуемую на практике связь при создании системы (1). При этом любой из элементов множества G, как и любая связь из множества Q, может отсутствовать в проектируемой системе S.

Для определенности считаем, что все связи стационарные. Влияние связей на функционирование системы S, как правило, описывается конструктивными параметрами и характеристиками, включаемыми в множество параметров и характеристик элементов множества G. Следовательно, каждому элементу множества gi соответствует множество конструктивных параметров Ki и характеристик Xi, а связи из множества Q будут определять только структуру технической системы S: gi=gi(Ki , Xi ).

Математические модели Mi функционирования технической системы S в различных условиях эксплуатации, сложность, инвариантность, полнота и адекватность моделей во многом определяются множествами G и Q, т.е.:

Mi = Mi(G1,., Gn; Q12, ...,Q1n; ...;Q1k , ...,Qnk; ...;Q1n , ...,Qnn-1).          (2)

В общем случае процесс структурно-параметрической оптимизации многокритериальный и базируется на векторном критерии эксплуатационных показателей и характеристик   а   технической системы S, в основу расчета которого положены математические модели (2). Следовательно,

а

В соответствии с изложенным, определение оптимального технического решения Sîïò   для заданной совокупности элементов множества G и взаимосвязей между этими элементами из множества Q для технической системы (1) сводится к определению оптимума векторного критерия а по множествам конструктивных параметров Ki и характеристик Xi [1, 2]:

а

 

Для решения задачи структурно-параметрической оптимизации в целом предлагается принцип дискретного   изменения   составляющих   элементов g1, ..., gn технической системы S из множества G и связей    q12, ..., q1n; ...; q1k, ..., qnk; ...; qn1, ..., qnn-1    из множества Q, т.е. принцип перебора различных структурных схем и определение оптимального параметрического решения для каждого возможного исполнения технической системы (1). Дальнейший анализ оптимальных решений для всех возможных конструктивных исполнений технической системы S позволяет окончательно принять научно-обоснованное техническое решение.

Синтез конструкции и структурно-параметрическая оптимизация сложных технических систем при создании изделий, соответствующих мировому техническому уровню, возможны только на основе современных компьютерных систем и технологий, базирующихся на методах математического моделирования и многокритериальной оптимизации. В настоящее время изложенный формализованный процесс структурно-параметрической оптимизации применяется при выполнении проекта "Разработка научных основ расчета, проектирования и конструирования гибридных энергосиловых установок (ГЭСУ) транспортных машин и создание экспериментального образца городского автомобиля особо малого класса (квадрицикла) с ГЭСУ", выполняемого в соответствии с разделом "Проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук" программы Министерства образования и науки Российской Федерации "Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)".

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Кондрашкин А.С., Умняшкин В.А., Филькин Н.М. Оптимизация параметров транспортных средств в условиях многокритериальности// Проблемы совершенствования автомобильной техники: Тезисы докладов Всесоюзного семинара. - М.: МВТУ, 1986. - С. 56-57.
  2. Филькин Н.М. Методики оптимизации параметров конструкции энергосиловой установки транспортной машины. - Ижевск: ИжГТУ, 2001. - 79 с.

Работа представлена на заочную электронную конференцию с общероссийским участием «Фундаментальные исследования», 15-20 февраля 2006г. Поступила в редакцию 14.08.06г.


Библиографическая ссылка

Филькин Н.М., Хамидуллин Р.П. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 11. – С. 79-80;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=6553 (дата обращения: 23.01.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074