Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время тенденции развития авиационного оборудования приводят к появлению чрезвычайно сложных систем. Характерной особенностью таких систем, в частности бортовых радиоэлектронных комплексов (РЭК) является наличие большого количества разнородных элементов, объединенных для достижения единой цели.
С переходом от разработок отдельных устройств к проектированию таких систем появляются специфичные проблемы, обусловленные ростом затрат и сроков разработки и связанные с ограниченностью ресурсов, поэтапным изменением свойств объекта, неопределенностью целей, среды и поведения противника (партнера). Главными задачами синтеза проектируемых систем являются оценка показателей функционирования (ПФ) и выбор оптимальных характеристик устройств проектируемого комплекса. При реализации схемы синтеза проектируемых систем необходимо учитывать:
-
ограниченность ресурсов для проведения экспериментов,
-
трудность построения точной модели реального комплекса для выбора оптимальных параметров.
Таким образом, задача оценки ПФ при ограничении ресурсов и выбора оптимальных характеристик проектируемых комплексов при отсутствии реальной модели является значимой и актуальной.
Цель исследования. Целью диссертационной работы являются разработка и исследование методов оптимального распределения ресурсов при оценке показателей функционирования (ПФ) и требований к параметрам устройств проектируемых систем.
Задачи исследования. В диссертации предложены:
-
способ оценки с максимальной точностью показателей функционирования комплекса при ограниченном объеме испытаний.
-
способ субоптимального распределения требований к характеристикам устройств при заданном значении ПФ.
Задачи исследований каждого из способов заключаются
в математической формулировке способа (постановка задачи, анализ гипотез, построение основных соотношений);
в разработке и теоретическом обосновании методов решения задач оптимизации (процедуры поиска и уточнения нулевого приближения);
в экспериментальной проверке сходимости процедур и близости получаемого решения к формальному (скорость сходимости для характерных значений параметров).
Научные положения, выносимые на защиту:
классификация особенностей исследования проектируемых РЭК (задачи исследования и их особенности, упрощающие гипотезы для получения аналитических выражений ПФ);
обобщенная формулировка задачи распределения ограниченных ресурсов при оценке вероятности сложного события, метод ее решения в «непрерывном» случае с линейной оценкой усредненной разности дис-
—4— персий относительной ошибки (при использовании метода и формального решения), метод ее решения в «дискретном» случае с доказательством сходимости решения к оптимальному;
формулировка задачи распределения требований к характеристикам
устройств проектируемых комплексов как задачи поиска и уточнения
нулевого приближения, обобщенный вид функций стоимости и ограниче
ния для выбранного класса проектируемых объектов, общее выражения
для поправок к нулевому приближению и условия сходимости итераци
онных процедур.
результаты экспериментальной проверки методов решения задач
распределения.
Научная новизна. В процессе выполнения исследований в рамках диссертационной работы получены следующие новые научные результаты:
обобщенная математическая формулировка задачи оптимального
распределения суммарных затрат на оценку ПФ комплекса, обеспечи
вающего минимизацию дисперсии относительной ошибки при заданном
объеме испытаний.
обобщенная математическая формулировка задачи субоптимального распределения требований к характеристикам устройств, обеспечивающего минимизацию стоимости комплекса при заданном значении ПФ.
обобщение и теоретическое обоснование методов решения этих задач, основанных на линеаризации исходных соотношений и поэтапном уточнении первоначального распределения; условия сходимости итерационных процедур и доказательство близости предельного распределения к оптимальному.
Практическая значимость и реализация результатов. Предложенные в диссертации методы решения задач распределения использовались при разработке авиационных комплексов радиоэлектронного оборудования; практическая значимость полученных автором результатов заключается в доработке, теоретическом и экспериментальном обосновании их, в оценке эффективности применения для типовых значений параметров. Тем самым подтверждается обоснованность ранее принятых (главными конструкторами) проектных решений и достоверность рекомендаций по программам исследования в интересах разработок, выполняемых в настоящее время.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинаре кафедры «Интеллектуальные системы управления» Санкт-Петербургского государственного технического университета, 1996 и 1997 гг. и были использованы при выполнения технического проекта по ОКР в холдинговой компании «Ленинец».
Публикации. По теме диссертации опубликовано две научных статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 56 наименований. Работа изложена на 152 страницах, содержит 25 рисунков и таблиц.
