К созданию интеллектуальной САПР низковольтных МГДА Текст научной статьи по специальности «Математика»

последнем случае такое преобразование (восстановление) будет неоднозначным, и поэтому желательно было бы предоставить аналитику возможность (правила, средства, инструментарий) трансформировать (варьировать) внешний вид каким -то образом первоначально строящейся объемной фигуры. Вид такой первоначальной фигуры, вообще говоря, может быть обусловлен многими факторами, например, ограничениями минимума числа размерностей (дойн ребер) восстанавливаемого многогранника. Хорошо бы, если бы такой многогранник строился не вручную, а с помощью компьютера. Еще лучше, если бы компьютер строил его само.

для выполнения трансформационных преобразований формируемого им самим многогранника. Выше фактически описано, какого именно типа должен бать этот инструментарий. Однако, в качестве исходной формы (проекции) в приведенных выше описаниях используются не произвольные фигуры, а только планарные. Следующий, логически вытекающий из нее этап, - более детальные и более обширные компьютерные эксперименты и анализ результатов. Но это будет уже другая рабо, ,

.

Еще одним возможным применением описанных выше результатов является образование; в настоящее время в нем главенствует так называемый принцип Оккама: ''не усложняя сущность''. Но может быть пора уже перейти к противоположному принципу, так сказать анти-Оккама: ''усложняя сущность, можно увидеть новое качество!'

В данной работе иллюстрируется одна такая возможность: увеличение числа координат с 2-х до 3-х.

ЛИТЕРАТУРА

1. ПойаД. Математическое открытие, М., Наука, 1970г.

2. Кодачигов В.И. Умозрительные эксперименты со сплющенными и расплющенными многогранниками. Сб. Перспектива, Таганрог, 1995

3. Емеличев Е.А. Многогранники, графы, оптимизация, М., Наука, 1981г.

4. Кода чигов В.И. Электронная коммутация информационных каналов, Изд. РГУ, 1983г.

5. Каляев А.В., Кодачигов В.И. Гиперкубические системы коммутации многопроцессорных систем, Препринт 14-19, Львов, НПО Интеграл, 1991г.

6. Правильные многогранники. Энциклопедический математический словарь.

7. ЛюстерникЛ.А. Выпуклые фигуры и многогранники, М., ГИТТЛ, 1956г.

УДК 621.311.153.001.24

С. Г. Джура К СОЗДАНИЮ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ САПР НИЗКОВОЛЬТНЫХ МГДА

Создание указанной САПР низковольтных магнитогидродинамических аппаратов является актуальной задачей в связи с тем, что намечается промышленный выпуск указанных устройств. В современных условиях создать оптимальную конструкцию возможно исключительно указанными средствами. В статье будут рассмотрены вопросы построения такой САПР, особенности и перспективы ее совершенствования. Это будет сделано именно в направлении развития ее как интеллектуальной САПР в современном понимании этого термина.

В Донецком государственном техническом университете на электротехническом факультете на кафедре электроснабжения, в частности, решаются вопросы разработки и проектирования низковольтных МГДА /1-3/. Они были доложены на ряде международных конференций и работы в этой области вылились в ряд диссертационных работ. Однако такой постановки вопроса, как в этой статье, пока не делалось.

Рассмотрим подробнее СПАР этого класса аппаратов. Она представляет из себя следующую интегрированную схему, которая приведена на рис.1. Управляющая программа (УП) САПР является связывающим звеном отдельных подсистем . -тему на всех этапах проектирования для корректировки промежуточных результатов, позволяют регулировать набор решаемых задач, а также осуществить автономное выполнение отдельных этапов.

Ядром САПР МГДА является система математических моделей описания фи, -онные характеристики МГДА. Физические процессы, протекающие в узлах МГДА, довольно сложны в связи с наличием электрических, магнитных, тепловых полей, гидродинамики и пр. Требование минимизации их габаритов, трудоемкости и материалоемкости существенно усложняют условия поиска оптимальных решений. Поэтому в качестве основополагающей модели были приняты имитационные модели, а метода решения - поиск локальных оптимумов физических и конструктивных параметров отдельных узлов МГДА. Для этого были созданы локальные математические модели физических процессов и геометрических модели конструкти-

( ).

найти наилучшее решение, одновременно удовлетворяющее нескольким противо-.

и коммутационного режима, весьма характерные для низковольтных аппаратов защиты; требования снижения стоимости и одновременного повышения потребительских свойств изделий и т.д. В этом случае решается задача многокритериаль-. , -ных МГДА является оптимизация конструкций по одному из следующих критери-:

1. ;

2. ;

3. .

Проектирование МГДА в САПР разделено на ряд задач в соответствии с уз, . модели как стационарных задач, так и расчета в динамике следующих узлов:

♦ расчет контактной системы;

♦ расчет гидравлической системы;

♦ расчет магн итной системы;

♦ расчет темпе ратурных полей;

♦ расчет механ ических вибраций.

Последнее обстоятельство объясняется тем, что в МГДА рабочим телом является специфическое рабочее тело, а именно - проводящая жидкость. Таким об, -кальных математических моделей.

Рис.1. Схема функционирования интегрированной САПР низковольтных МГДАфизических процессов и конструкций узлов аппаратов с дальнейшим выходом на обобщенную модель аппарата, позволяющую не только выяснять системные связи между его функциональными узлами, но и проектировать

аппарат в целом

Если представить, что окончательный вариант проекта зависит от п числа переменных, отображающих технические показатели, размеры, стоимость, конфигурацию и расположение деталей и узлов аппарата, то каждое решение представляет собой п-мерный вектор. В построенном таким образом п-мерном пространстве существует область допустимых решений для каждого технического решения, обуславливаемая пределами изменений каждого переменного. Оптимизация проекта в таком случае сводится к нахождению экстремумов в области допустимых решений и выбору из них глобального. Схема процедуры оптимизации конструкции низковольтных МГДА представлена на рис.2, где ЛИР - локальное приемлемое реше-.

Касательно перспектив развития этой САПР, то, безусловно, это создание интеллектуальной САПР указанного типа аппаратов. И хотя определенные аспекты такой САПР уже присутствуют, но, несомненно, необходимо их развить. Прежде всего это касается самой процедуры оптимизации. В настоящий момент она реализована в виде метода отсечения.

Поскольку основой остается базовая булева логика компьютера, то творческие моменты пока возложены на разработчика. То есть это человеко-машинная процедура поиска решения. Сами конструкции и варианты их изменения (постановку задачи оптимизации в том числе) делает человек, а машина ищет решение по указанной выше схеме.

Рис.2. Схема процедуры оптимизации низковольтных МГДА

Какие направления развития видятся? Во-первых, это новые направления, разработанные в Таганрогском радиотехническом университете под руководством проф. Курейчика В.М. /4-10/. И в первую очередь это эволюционные методы оптимизации. До этих работ наиболее известными этапами в развитии этого направления на наш взгляд являлись международные программы GPS (General Problem Solver) и LT (Logic Theorist) с известными результатами. Основной проблемой, с которой сталкиваются исследователи, является тот факт, что базовые группы операций для процессора пока составляют все еще четыре группы. Традиционная логика, опирающаяся на них, в машинном представлении дает порой тривиальные .

левого полушария человека. Решения, полученные на ее основе, в определенном . -ческого мозга пока не выяснены до конца. Это приводит к тому, что технических аналогов правополушарной машины пока не существуют. Однако есть некоторые приближения к этому. Направления развития этих приближений идут следующими путями:

1. Совершенствование самой логики (создание так называемой немонотонной

).

2. Совершенствование компьютеров (перспективные компьютеры - гибриды) с возможностью частичного моделирования человеческих функций.

3. Создание математических методов, использующих пути творческого реше-

.

Именно к третьему пункту на наш взгляд можно отнести эволюционные алгоритмы о которых шла речь выше. Развитие первых двух направлений требует координации больших человеческих и, главное для СНГ, финансовых ресурсов. На энтузиазме наших ученых уже многое решено, но не мешало бы иметь достаточные материальные ресурсы для достойного проведения исследований. В частности, и на поиск решения этого вопроса направлено сотрудничество между Таганрогским радиотехническим университетом и Донецким государственным техническим университетом. В рамках этих работ представляется и эта статья.

ЛИТЕРАТУРА

1. Джура СТ., Брежнева В.В. Численный метод расчета температурных полей МГД-аппаратов. - Донецк, 1995. 11 с. (Деп.в ГНТБ Украины №628-Ук95 от 23.03.95)

2. . ., . . -аппаратов. Донецк, 1995. 11 с. (Деп.в ГНТБ Украины №629-Ук95 от 23.03.95)

3. . ., . .

проектировании МГД-аппаратов Донецк, 1995. 21 с. (Деп. в ГНТБ Украины №631-Ук95 от 27.03.95)

4. Курейчик В.М. Генетические алгоритмы в технике. Методы кибернетики и информационные технологии, РАЕН. - Саратов: СГУ, 1997. 45-54 с.

5. Куре йчик В.М. Математические обеспечение КТП с применением САПР. М: Радио и связь, 1990. 351 с.

6. Куре йчик В.М. Генетические алгритмы в проектировании СБИС. Таганрог: ТРТУ, 1997. 10б с.

7. Куре йчик В.М. Методы генет ического поиска: Учебное пособие. Часть 1. Таганрог: ТРТУ, 1998. 118 с.

8. Курейчик В.М. Генетические алгоритмы. Таганрог: ТРТУ, 1998. - 242 с.

9. Куре йчик В.В. Эволюционные методы решения оптимизационных задач. Таганрог, ТРТУ, 1999. 95 с.

10. Курейчик В.М., Курейчик В.В. Методы генетического поиска, основанные на учениях древности. Труды 26-й международной конференции ГТ+ББ 99. Гурзуф: ТРТУ, 1999. 6466 с.