Спосіб призначення допусків на електричні параметри радіоелектронних пристроїв

Спосіб призначення допусків на електричні параметри радіоелектронних пристроїв, який полягає в тому, що створюють набір можливих допускових областей параметрів у формі брусів, оцінюють їх придатність та вибирають допускову 3 31070 остаточно оцінюють його приналежність області працездатності методом аналізу граней, задають придатність допускової області як об'єм брусу або як відстань брусу від області працездатності. Використання запропонованого способу обчислення придатності дозволяє скоротити кількість обчислень завдяки використанню методу аналізу граней замість аналізу вершин, завдяки чому кількість обчислень вихідних функцій при визначенні працездатності потенційної допускової області зменшується з 2d до d*(d+1)/2 (де d кількість параметрів), використання аналізу гіршого випадку дозволяє виявляти більшість непрацездатних брусів за 2 обчислення вихідних функцій, внесення змін з урахуванням коефіцієнтів чутливості в брус з послідуючим відображенням брусу в бітову форму, в якій він опрацьовується при генетичній оптимізації, дозволяє без застосування стохастичних методів наблизити отримані потенційні допускові області до області працездатності, тим самим зменшуючи кількість обчислень придатності завідомо непрацездатних потенційних допускових областей. Завдяки скороченню кількості обчислень за той самий час проектування будуть знайдені більш надійні рішення, впровадження зсуву потенційної допускової області дозволяє підвищити надійність розробленого виробу, та зменшуються вимоги до обчислювальної техніки. Таким чином, нові ознаки при взаємодії з відомими ознаками забезпечують підвищення ефективності синтезу допусків та зменшення кількості обчислень. Це забезпечує усій заявленій сукупності ознак відповідність критерію "новизна" та приводить до нових те хнічних результатів. Аналоги, які містять ознаки, що відрізняються від прототипу, не знайдені, рішення явним чином не випливає з рівня техніки. Виходячи з вищевикладеного можна зробити висновок, що запропоноване технічне рішення задовольняє критерію "Винахідницький рівень". Запропонований спосіб працює наступним чином. Випадковим чином генеруються початкові потенційні допускові області. Для подальшого проведення аналізу гіршого випадку та зсуву брусу визначаються коефіцієнти впливу електричних параметрів радіоелектронного виробу на вихідні функції шляхом вимірювання значень вихідних функцій за мінімального відхилення одного параметру в більшу та меншу сторони та номінальних значень решти параметрів. Проводиться визначення придатності початкових потенційних допускових областей. Після чого потенційні допускові області поступово покращують генетичною оптимізацією, яка полягає у поступовому виконанні наступних дій до виконання критерію зупинки (сплив часу, досягнення максимально можливого об'єму допускової області). Серед потенційних допускових областей що мають найбільшу придатність методом турнамент селекції [3] обираються пари для розмноження. 4 На основі кожної обраної пари генерується по одній новій. Утворення нової потенційної допускової області відбувається випадковим змішуванням частин пари методом рівномірного кросоверу [3] та внесенням випадкової кількості випадкових змін. Для новостворених областей обчислюються придатності. Придатність потенційної допускової області визначається наступним чином. Спочатку область (бітовий рядок для апаратної реалізації генетичної оптимізації на перепрограмованих логічних інтегральних схемах (ПЛІС) [4], для електронних обчислювальних машин може бути задано набором дійсних чисел [3]), відображується в брус. Після чого оцінюється придатність брусу методом аналізу гіршого випадку для цього перевіряють дві точки при найгірших відхиленнях параметрів для кожної з вихідних функцій окремо. Спочатку обирається вершина, що у відповідності до коефіцієнтів впливу матиме найгірше значення. Для цієї вершини визначається значення вихідної функції, та перевіряється приналежність значення області працездатності. Якщо потенційна допускова область виявилась непрацездатною, то виконується перерозподіл допусків у відповідності до ступеню впливу відхилення параметру: чим більше впливатиме параметр (ступінь впливу оцінюється додатком величини допуску на коефіцієнт впливу), тим більше звужуються допуски. Отриманий брус відображають у потенційну допускову область. Після чого проводиться остаточне обчислення працездатності з використанням методу аналізу граней. При використанні методу аналізу граней верхня та нижня границі значень вихідної функції обчислюються окремо. На кроці опрацьовуються невизначені параметри. Обчислюється значення при максимальному позитивному та негативному відхиленню кожного з невизначених параметрів при центральних значеннях решти невизначених параметрів (на першому кроці центральними є номінальні значення). Обирається параметр відхилення якого призводить до максимізації (мінімізації) вихідної функції. Якщо три точки вихідної функції на прямій зміні цього параметру є монотонно зростаючою (убиваючою), то центральне значення цього параметру набуває максимального або мінімального значення, цей параметр помічається як визначений, і, якщо існують неопрацьовані параметри, робиться перехід на наступний крок. Аналіз граней повертає найбільше (найменше) значення з отриманих на кроках. Придатність потенційної допускової області, відповідний брус якого не належить області працездатності, дорівнює відстані брусу від області працездатності, або об'єму брусу, для працездатних потенційних допускових областей. Серед існуючих потенційних допускових областей відсіюються ті, що мають найменшу придатність. 5 31070 Запропонований метод може бути апаратно реалізовано на ПЛІС[4], при чому блок обчислення придатності буде працювати за описаним способом, та додається пам'ять для збереження коефіцієнті впливів. Наприклад, розглянемо фільтр [5]. На таблиці 1 показано хід роботи прототипу [2] та запропонованого способу при синтезі допусків. Як видно з таблиці запропонований метод дозволяє покращити як краще рішення, так і середнє значення сукупності. 6 (ТРТУ) - №005108760/09; заявл. 28.03.2005; опубл. 27.02.2007, Бюл. 6. -27с. : ил. 5. Шило ГЛ., Воропай А.Ю., Гапоненко НЛ. Расчет и назначение допусков методом касательных. [Текст] //Известия вузов Украины. Радиоэлектроника. - 2006. - №2. С.43-52. Таблиця 1 Придатності потенційних допускових областей прототипу та запропонованого способу Кількість обчислень придатності 100 500 1000 1500 2000 2500 Прототип Запропонований спосіб Краща придатність Середня придатність 0 2.5255е-20 2.5255е-18 1.0776е-17 1.7301е-17 1.7311е-17 -0.05543 -0.00853 -0.00143 6.01785е-19 5.3878е-18 1.15512е-17 Краща придатність Середня придатність 0 1.12924е-20 5.38779е-18 1.21225е-17 1.61634е-17 3.1645е-17 -0.04632 -0.00800 -0.00233 6.73473е-19 5.38779е-18 2.61634е-17 Таблиця 2 Результати призначення допусків після обчислення придатності 2500 разів Спосіб Прототип Запропонований спосіб dR1,% -3,5 +3,5 -2,5 +5 dR2,% -3,5 +1,75 -2,5 +5 Виходячи з вищевикладеного можна зробити висновок, що технічне рішення, яке заявляється, задовольняє критерію "Промислове застосування". Джерела інформації: 1. Крищук В.М., Артюшенко Б.А., Шило Г.М. Генетичний алгоритм призначення допусків на радіоелементи з інтервальним оцінюванням [Текст] // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління.-2006.- №.2. -С.29-32. 2. Spagnuolo G., Vitelli M. Worst-case tolerance design by genetic algorithm [Текст] //Proceedings of the IEEE International Symposium on Industrial Electronics - 2002.- Vol. 4.- Pp.1178-1183. 3. Haupt R.L., Haupt S.E. Practical genetic algorithm. [Текст]- John Willey and Sons Inc., 2004. 261pp. 4. Патент 2294561 Российская Федерация, МПК7 G06N3/12. Устройство аппаратной реализации вероятностных генетических алгоритмов [Текст] / Гудилов В.В., Зинченко Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М.; Заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Таганрогский государственный радиотехнический университет" Параметри dR3,% -1,75 +1,75 -1,25 +1,25 dC1% -0,875 +0,875 -1,25 +0,625 dС2,% -3,5 +5 -7 +5