Понятие структурного и параметрического синтеза

Синтез – (греч. synthesis) – соединение, сочетание, составление.

Синтез РЭС заключается в создании формы, структуры, выборе элементов, их размещении с целью получения заданных свойств РЭС, то есть создание конструкции РЭС. При этом конструкция должна отвечать заданным свойствам наилучшим образом, то есть быть оптимальной.

Синтез – определение оптимальной структуры системы (конструкции) при заданных показателях качества и ограничениях [10].

Различают проектные процедуры синтеза и анализа [4, кн.1].

Синтез заключается в создании описания объекта.

Процедуры синтеза делятся на процедуры структурного и параметрического синтеза.

Целью структурного синтеза является определение:

– структуры объекта,

– перечня типа элементов, составляющих объект,

– способа связи элементов между собой в составе объекта.

Процедуры структурного синтеза относятся к наиболее трудноформализуемым в процессе проектирования, в то же время дальнейшее повышение степени автоматизации проектирования зависит от успехов в разработке методов структурного синтеза.

Классификация структурного синтеза:

I В зависимости от стадии проектирования, на которой производится синтез, различают процедуры:

1) выбора основных принципов функционирования будущего объекта;

2) выбора технического решения в соответствии с заданным принципом функционирования;

3) оформления технической документации.

II По типу синтезируемых структур различают задачи синтеза:

1) одномерного;

2) схемного;

3) геометрического синтеза.

При одномерном синтезе решаются задачи упорядочения элементов структуры в одномерных пространствах (задача составления расписания).

При схемном синтезе определяется структура объекта без конкретизации его геометрических форм (синтез кинематических, электрических схем).

При геометрическом синтезе определяются геометрические свойства проектируемых объектов и решаются задачи позиционирования, синтеза поверхностей, синтеза траекторий.

К задачам позиционирования относят задачи взаимного расположения в пространстве деталей заданной геометрической формы, например, задачи выбора баз для механической обработки деталей сложной формы, синтез композиций из заданных деталей.

К синтезу поверхностей и траекторий относят задачи проектирования поверхностей (поверхность радиатора, форма несущей, синтез траектории движущихся рабочих органов технологических автоматов).

III В зависимости от возможностей формализации различают пять уровней сложности задач синтеза:

I уровень сложности: выполнение параметрического синтеза (структура задана ТЗ);

II уровень сложности: возможен полный перебор известных решений;

III уровень сложности: комбинаторные задачи;

IY уровень сложности: поиск вариантов структур в счетных множествах неизвестной или неограниченной мощности;

Y уровень сложности: решение задачи проблематично.

Параметрический синтез заключается в определении числовых значений параметров элементов при заданных структуре и условиях работоспособности на выходные параметры объекта, т. е. при параметрическом синтезе можно найти точку или область в пространстве внутренних параметров, в которых выполняются те или иные условия (обычно условия работоспособности).

В проектировании РЭС синтез структуры состоит в выборе совокупности его элементов и формировании связи между ними (ЭРЭ – электрические, информационные связи; несущие элементы конструкции – пространственные, механические связи; теплоотводы – тепловые; элементы крепления – механические связи).

Параметрический синтеззаключается в определении числовых значений параметров РЭС: параметров резисторов, конденсаторов, размеров несущих, теплоотводов. Примером решения задачи параметрического синтеза является известная обратная задача при расчете размерных цепей.

Анализ – (греч. analysis) – разложение, расчленение, разбор.

Анализ заключается в определении свойств и исследовании работоспособности объекта по его описанию, т. е. при синтезе создаются, а при анализе оцениваются проекты объектов.

Процедуры анализа различаются как процедуры одно- и многовариантного анализа.

При одновариантном анализе заданы значения внутренних и внешних параметров, требуется определить значения выходных параметров объекта.

Многовариантный анализ заключается в исследовании свойств объекта в некоторой области пространства внутренних параметров.

В проектировании РЭС ставится задача оптимального синтеза РЭС.

При этом необходимо ответить на ряд вопросов:

– что такое наилучший вариант, по какому признаку или критерию выделяется этот наилучший вариант?

– как определить, математически записать этот критерий?

– каким методом найти оптимум? И здесь же формулирование условий, ограничений, при действии которых должна осуществляться оптимизация.

Если задана совокупность данных (формула 1.2)

,

то задача синтеза заключается в отыскании системы S, удовлетворяющей исходным данным (1.2) и имеющей наилучшее значение .