Итерационные алгоритмы с групповыми перестановками элементов на практике используются редко ввиду сложности, которая часто не оправдывает достигаемую степень улучшения результата.
Рассмотренный алгоритм можно использовать и для размещения разногабаритных элементов, если их геометрические размеры кратны или близки к кратным. При этом поверхность платы условно покрывается прямоугольной координатной сеткой, линейные размеры ячеек которой равны соответствующим линейным размерам позиций минимальных конструктивных элементов.
Особенности алгоритмов размещения при многоцелевой оптимизации модулей. Характерной особенностью оптимального конструирования РЭА является трудность установления единого критерия качества, приводящего к действительно оптимальной конструкции. Например, при решении задач размещения элементов на печатных платах нужно не только учесть возможность последующей реализации печатного монтажа в соответствии с применяемой технологией, но и обеспечить нормальный тепловой режим и надежность создаваемой конструкции при минимальных затратах на ее производство и эксплуатацию. Кроме того, часто следует учитывать еще такие показатели качества, как коэффициент заполнения монтажной плоскости, ремонтопригодность и целый ряд специальных требований, связанных с особенностями разрабатываемой аппаратуры. Все это привело к необходимости создания методов многоцелевой оптимизации, среди которых наибольшее распространение получили следующие методы [1]:
1) использования единого функционала;
2) выбора ведущего показателя;
3) параллельной оптимизации по нескольким показателям.
Метод использования единого функционала заключается в следующем. Пусть необходимо найти оптимальное решение с учетом некоторого набора показателей качества F1, F2,…, Fn.
Поставим в соответствие каждому показателю качества Fi, свой весовой коэффициент ki, учитывающий его важность, а общий показатель эффективности представим в виде взвешенной суммы (произведения) отдельных показателей.
Простейшими примерами использования единого функционала качества являются выражения (1.4) и (1.4а), позволяющие учесть требования уменьшения длин отдельных соединений и рассредоточения теплонагруженных элементов при минимизации общей суммарной длины всех соединений. При необходимости повышения плотности размещения разногабаритных модулей на монтажной плоскости в качестве единого функционала используют взвешенную сумму эффективности использования площади F1 и суммарной длины соединений F2 : F = k1F1 + k2F2.
Данный метод получил широкое распространение на практике. К достоинствам данного метода относятся возможность варьирования весовыми коэффициентами и простота его реализации на ЭВМ. Недостатком метода является трудность обоснования важности каждого i-го показателя и задания конкретных значений весовых коэффициентов.
Метод выбора ведущего показателя основан на использовании принципа последовательной субоптимизации результатов, получаемых на каждом этапе поиска. Все показатели качества располагают в порядке важности и сначала отыскивают оптимальное решение по первому из них. Остальные показатели выступают в роли ограничений. Затем определяют допустимую область, в которой значение первого показателя отличается от оптимального на некоторую величину S (например, на 5—10 %) и в этой области ищут оптимальное решение по второму показателю и т. д.
По этому принципу часто строят алгоритмы, учитывающие требования помехоустойчивости, быстродействия и теплового режима модулей. Так, при рассмотрении итерационных алгоритмов размещения в качестве «ведущего» был выбран критерий минимума суммарной длины соединений, а другой критерий (минимум числа соединений с длиной, больше критической), связанный с требованиями помехоустойчивости и быстродействия, использовался в виде ограничения, корректирующего окончательный вариант размещения. В алгоритме последовательной установки разногабаритных элементов для эффективного использования площади монтажного пространства был введен приоритет на закрепление модулей с большими линейными размерами. Аналогичным образом могут быть учтены ограничения по тепловому режиму, для этого достаточно задать максимально допустимый перегрев модулей в конструкции.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.