Методы случайного поиска экстремума целевой функции

 

Идея методов заключается в том, что мы намеренно вводим элемент случайности (случайные направления, случайный шаг или и то и другое)

Применяются, когда по каким-то причинам нельзя применить предыдущие.

 

В области определения целевой функции берется произвольно точка. В ней вычисляется значение этой функции. Затем также берется вторая точка, вычисляется и сравнивается, наихудшее отбрасывается.

Наилучшее значение – оптимум

Достоинства:

1) Простота,

2) При большом количестве вычислений можно получить сколь угодную точность

Метод случайных направлений

В области определения функции случайным образом берется точка, из нее делается шаг в случайном направлении. В этой точке снова вычисляется целевая функция и наихудшее значение отбрасывается.

Комбинированный метод

Вводятся случайное направление и случайный шаг.

Недостатки:

1) Возрастает объем вычислений

2) Малая сходимость

 

Надежность. Основные понятия.

 

Надежность – комплексный показатель, определяющийся набором величин.

Возникает проблема обеспечения надежности на том же уровне при росте функциональности.

Для решения этого вопроса существуют 2 способа:

1) увеличиваются показатели надежности каждого из элементов,

 

- цепь из последовательных блоков.

 

общая вероятность:

2) резервирование

Недостатки:

1) кроме увеличения габаритов, массы, стоимости, энергопотребления, необходимо, чтобы схема умела выбирать из элементов, и сама могла подключать один из них (реле, пульт и т. д.)

Надежность – свойство аппаратуры или системы сохранять постоянство своих технических характеристик в некоторых пределах при заданных условиях эксплуатации.

Виды надежности:

1) аппаратурная – определяется техническим состоянием элементов, узлов, аппарата,

2) функциональная – способность аппарата выполнять свои функции,

3) математического обеспечения – определяется надежностью или качеством программ, алгоритмов и т.д.)

Живучесть – надежность ЭВА в условиях разрушающего воздействия внешних факторов.

 

Эффективность прибора – приспособленность его к выполнению технических и экономических задач

Безотказность – свойства системы сохранять работоспособность в течение определенного времени и определенных условиях эксплуатации

Ремонтопригодность – свойство элемента или системы, которое заключается в приспособленности его или ее к обнаружению, устранению и предупреждению отказа

Отказ – случайное событие, состоящее в том, что прибор перестает выполнять свои функции

Неисправность – предусматривает нарушение работы аппарата, но необязательно выводит его из строя.

 

Отказы можно разделить на 3 вида:

1) внезапные (причина – скрытые дефекты, дефекты производства, напряжения и т.д.)

2) постепенные (изделия работоспособны, но некоторые характеристики выходят за рамки предусмотренных. Причина – старение и износ деталей)

3) сбой (кратковременный самоустраняющийся отказ. Причина – дефекты программ, залипание контактов. Характерен для ЭВА, самый опасный)

 

Показатели надежности невосстанавливаемых элементов и систем

 

1) вероятность безотказной работы

2) частота отказа

3) интенсивность отказов

4) среднее время безотказной работы

Вероятность безотказной работы

Вероятность того, что в определенных условиях эксплуатации и в пределах заданной продолжительности работы отказ не возникнет.

- вероятность того факта, что время безотказной работы Т будет больше некоторого заданного раннее :

можно определить статистически:

- число исправных элементов

- общее число (партия) элементов

- число вышедших из строя элементов

- вероятность отказа:

Частота отказов

Скорость падения надежности или плотность вероятности наработки системы до первого отказа.

Статистическое значение :

Интенсивность отказов

Характеризуется отношением приращения числа отказавших элементов за некоторый промежуток времени к числу исправных элементов на данный момент времени:

Статистическое значение:

Статистическая интенсивность отказов -

- время приработки, выявляется большее число отказов из-за производственного брака, скрытых дефектов и т.д. (часы, дни, месяцы)

- период нормальной эксплуатации (несколько лет)

от - число отказов резко увеличивается из-за явлений старения и износа