Анодирование алюминия как объект автоматизированного проектирования (стр. 7 из 16)
Приведем описание метода “золотого сечения”.
Пусть экстремум локализован в интервале [x1,x3] (рисунок 6.5).
Алгоритм поиска экстремума складывается из следующих этапов:
а) вычисляются и запоминаются значения функции F (x) на концах исходного интервала [x1,x4], то есть значения F (x1) и F (x4);
б) вычисляются и запоминаются значения функции F (x2), где
;в) вычисляются и запоминаются значения функции F (x3), где
;г) по найденным значениям F (x1), F (x2), F (x3) и F (x4) определяется интервал, в котором локализован экстремум, состоящий из двух интервалов l1 и l2 неравной длины.
д) внутри большого интервала l2 находится точка, отстоящая от конца общего интервала l1+l2 на расстоянии.
;е) в этой точке рассчитывается значение функции F (x), после чего снова выбирается сокращенный подинтервал в интервале l1+l2, локализующий экстремум, то есть вычисления повторяются, начиная с пункта.
г) до тех пор, пока не будет получена заданная точность нахождения положения экстремума.
Рисунок 6.3 - Одномерный поиск методом “золотого сечения”
6.1.4 Результаты оптимизации
Рассмотрим процесс анодирования алюминия AD1 в растворе серной кислоты с добавлением соли сульфата меди. Данные находятся в таблицах 1,2,3,4 соответственно при плотности электролита 1.2,1.23,1.26 и 1.29 кг/м3. Опыты проводились при ограничениях на концентрацию соли (от 0.2% до 2.6%) и плотность тока изменялась от 2 до 8 А/дм2. Наглядно показаны данные в виде поверхностей на рисунках 6.4,6.5,6.6,6.7.
Рисунок 6.4 - Зависимость коррозийной стойкости от плотности тока и концентрации сульфата меди при плотности электролита 1.2 кг/м3
Рисунок 6.5 - Зависимость коррозийной стойкости от плотности тока и концентрации сульфата меди при плотности электролита 1.23 кг/м3
Рисунок 6.6 - Зависимость коррозийной стойкости от плотности тока и концентрации сульфата меди при плотности электролита 1.26 кг/м3
Рисунок 6.7 - Зависимость коррозийной стойкости от плотности тока и концентрации сульфата меди при плотности электролита 1.29 кг/м3\
При обработки таблиц сглаживание произведено не было так как значения не выделяются.
Функциональную зависимость коррозийной стойкости от плотности тока, концентрации соли и плотности электролита показана можно увидеть на формуле (13).
При оптимизации метод сканирования с точностью 0.1 по оси плотности тока, с точностью 0.001 по с точностью 0.01 по оси плотности электролита оси концентрация и были получены следующие результаты:
коррозийная стойкость равна 10;
плотность тока равна 5 А/дм2;
концентрация соли равна 0.014 %;
плотность электролита 1.23 кг/м3.
При оптимизации методом двумерной оптимизации покоординатным спуском с точностью 0.001 и методом "золотого сечения" с точностью 0.001 были получены следующие результаты:
коррозийная стойкость равна 10;
плотность тока равна 6,99 А/дм2;
концентрация соли равна 0.015 %;
плотность электролита 1.27 кг/м3.
Данные получились целые так как таковы ограничения на функцию (коррозийная стойкость целочислена от 0 до 10), отличия наблюдается, потому что максимальное значение коррозийной стойкости возможны при разных параметров процесса анодирования, а наша аппроксимация позволяет если бы не было максимального значения в таблице данных, то найти его, так как программа ищет максимум по зависимости.
Результаты представлены также на рисунке 6.8.
Рисунок 6.8 - Результаты оптимального проектирования
6.2 Информационное обеспечение
Информационное обеспечение САПР - это совокупность единой системы классификации и кодирования, системы показателей и информационных языков, унифицированных систем документации и массивов информации, совокупность первичных и производных данных, а также совокупность правил и методов организации, представления, накопления, хранения, обновления и контроля информации, обеспечивающих эффективное использование информации в САПР
Основная задача информационного обеспечения САПР - удовлетворение информационных потребностей проектировщика. Основу ИО составляют банки данных - специальным образом организованные хранилища информации. Банк данных - совокупность базы данных и системы управления базами данных. База данных - структурированная совокупность данных. Сведения, содержащиеся в банках данных, должны удовлетворять требованиям полноты и достоверности.
Существует три основных типа моделей баз данных: иерархическая, сетевая и реляционная. Для разрабатываемой подсистемы САПР была выбрана реляционная модель, т.е. данные представлены в виде таблиц, потому что она достаточно проста в реализации с помощью современных средств разработки приложений БД.
Структура информационного обеспечения САПР включает процедурную часть (языки проектирования, которые совместно с терминологией, применяемой в данной САПР, описываются в лингвистическом обеспечении) и средства для описания и накопления входной, выходной и промежуточной информации для проектирования (библиотеки, архивы, базы и банки данных).
Информационные потоки, используемые прикладными программами при проектировании, составляют основу информационного обеспечения.
При разработке информационного обеспечения необходимо учитывать следующие требования:
полноту обеспеченности данными всех разработчиков, использующих средства САПР в соответствии с их целями, задачами, выполняемыми функциями;
минимизацию времени обращения разработчиков к системе и их входа в систему, времени обработки, обмена и выдачи данных из системы;
организацию информационной базы (её размещение) с учётом минимизации затрат на хранение и передачу данных разработчикам;
однократность ввода данных в систему, исключающую ошибки ввода и искажения данных;
простоту, унификацию и стандартизацию форм;
возможность корректировки и дополнения данных.
Для функционирования данной САПР необходимо наличие следующих БД:
БД электролитов;
БД металлов;
БД гальванических ванн;
БД готовых проектов.
Для создания данных баз данных применялась система управления базами данных Interbase, которая удовлетворяет следующим требованиям:
информационная совместимость проектирующих и обслуживающих подсистем САПР;
возможность наращивания БД;
обеспечение целостности данных;
поддержка работы в сети.
СУБД применяет реляционную организацию баз данных. Рассмотрим поля каждой таблицы используемых баз данных.
БД электролита состоит из двух таблиц.
Таблица электролитов содержит поля:
поле электролит (длинное целое число) - идентификатор электролита;
поле название (строковая переменная) - название электролита;
поле описание электролита (строковый тип) - производится описание данного электролита и его отличительные свойства, а также любые примечания относящиеся к данному типу электролитов;
поле компонент (длинное целое число) - код компонента;
поле концентрация (вещественное число) - относительные концентрации компонентов.
Таблица компонентов электролита содержит поля:
поле компонент (длинное целое число) - идентификатор компонента;
поле название (строковая переменная) - название компонента электролита;
поле описание компонента (строковый тип) - производится описание данного компонента и его свойство добавляемое электролиту;