автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Система многокритериального выбора вида гидросамолета по особым моделям

■6 од

MlHlCTEPCTBO ОСВ1ТИ УКРЛТНИ Ки!всмнЙ iBcnrryT 1нженер1в цтиьвоТ asiaail

На правах рукопясу

КОБИЗеВ Герман Павлович

СИСТЕМА БД ГАТОКРИТЕР1АЛЬНОГО ВИБОРУ ВИГЛЯДУ Г1ДРОЛ1ТАКА ПО ОКРЕМИМ МОДЕЛЯМ

Спец1алья1сть 05.13.01. - Упраал1яв> ■ техя1чнюс системах,

05.13.12 - Аатоматизоване проекту ванн» в техшчнжх ■ системах

Автореферат

диеертац11 на здобутпя вненого ступеня кандидата технЫних наук

КяГ»1994

Робота выкопана 1 КиТвському 1иститут) !вхснер!в цивильно! ав!ац!Г

Науковнй кер>винк - кандидат техшчних ваук, доцент Синеглазое В.М.

Оф1ц!йн1 оооненти - доктор техн!чних наук,

проф. К11ЦА Кас'янов В.О. - «андидат техшчних наук, доцент КП1 Кондратенко 0.1.

Пров!дна орган! зац!я - АНТК Ы. О. К. Антоном

Захист Ыдбудетьсв " о г _1994 р. о № годин! на

эас!данн1 спещал!зовано! ради ■ ' ' • • ' ' ■_' ■

I Кшвсьхому Ыстятуп 1нженер]в цивильно! щцащ! за адресою: 252058, Ки1», проспект Косыондвта Комарова, !, корп. 9, ауд. 308.

Ваш в!дгук в одному екземплар!, заверений печаткою, просимо надеилати за вказаною адресом.

3 дясертац1ао мохиа озиайомнтнсь в бгблкпещ ¡нсттуту. Автореферат розклано * С**"/ 1994 р.

Вчений секретар Ради кандидат техн!чних наук

А. Г. Баскакова

Загальна характеристика робот. Актуальнкяь теми

Розвиток ав1ацП та гадроав!ацП збкрема на сучасному erani характеризуется ие-«бх1дв!стю розробки перспективних»разк1в aBiattffoioI техн1ки на висоюму науково-ехн1чному piiHl в найкоротш! строки i при деф!цит1 матер1альннх засоб1в та жсокоыал!ф1кованих фах!вц!в. НаМйяыв слабхе xfene в ц!й галуз! в наш час е етап ювцептуального проектуваиня, ва кому визкачасться вигляд л!така.

Даняй етап проектуваиня «¡др1зв«:тьса висок им р!внем а1дпов1дальност), тобто »ормувакиям принципового характеру техя1чного ргаення. Дал! безпосередня ре-л!зац1я техн!чного plmetmi е дкю другого р!вия i восить локалышй характер. Отже юмилка або нев!рна оц!ни техи1чяог»р1шеиня яа етап! концептуального або попе-«днього проектуваиняпраггично невиправяа ва наступнихетагих.

Пронес вибору вигляду летального апарату супроводжуепся формуванням аль-ернатавяих проектнйх р!шень, » якях амбраютъ оптимальие. Але, в переважшй 1льшост1 випадк1в, виОр кожного оптимального aapiatrry техн1чпого решения мае ба-jto riepeear у. пор1*вмянн1 з 1ншимиза деякями аластивостями I в той хе час посту* абтьса 1м. В цех умовах доешь складно rte тНлькк видолнти оптшкальне техн1чне ¡шення, але й взагал! вказати найкраще. Вабараючи одне, найб1лып оптимально sxHiqne р)шеня з ряду альтериативицх, пемохляво обмехитнсь якоюсъ одн1ею вла-гив1спо, а необх1дно враховув&ти всю 1х сукупвктъ.

Задача вибору вигляду лЬака-амфМй! (дал! - НдролКгаха) сто-уепся облает! ба-1токрнтер1альнях задач. *

Одною з особливостей еппу концептуального проекту ванн* е веобх1днкггь робота нечеткими знаниями, як! являют* собою досвЦ|. знания та 1нту1ц1ю проектувальняка. ,о того ж ц! знания суб'ектнвн), шо иадас Тм елемету аевизяачеиноЫ. Це ктотно асладнюе застосування ¡снуючйх систем автоматязованиого проектуваиня на даному rani.

Актуалънклъ теми даного досл1дження полягае в необх1диост! створевяя пршгаи-эво ново! системн вибору вигляду г1дрол(така, яка б дозволила п1дви1шгги як!стъ яростного р!шення; скоротити термГнн пошуку прийиятного техн!чиого р1шеяня, «ористати попередшй досс!д проектуваиня, працювати 1з зм!шанимн потоками еч|тких та ч!тких знань, урахувати суб'ектнвтсть знань, урахувати складний шемозв'язок характеристик проектного pimeima, максимально використатн розроб-;иий ма'тсматнчний апарат, обгрунтовано провести вибф перспективного проектного шення з велико! кЫькостГ ачьтернативних.

Ц1ль роботм . .

Розробити систему багатокрктерильного вибору внгляду г!дрол1така по окремим моделям. ■

Для досягнення поставлено! цШ буди вир1шен! так! задач!:

1. Розроблено склад моделей система багатокритер!ального вибору вигляду г1дрол1так«ч ■

2. Розроблен! чисельн! алгоритмы р1шеиня система р!внянь, як! представляют» «жрем! модел!.

3. Видшено характерн! параметри моделей систем«.

4. Розроблено крнтерЯ оц!нки шосп поточного стану окремнх моделей.

5. Розроблсно алгоритм багатокритер!альиоп> вябору вигляду г(дроЛ1така по ок-ремнм моделям.' ■

Наукова новизна

По-новому поставлена 1 вириоеиа задача багатокритер!ального вибору вигляду г!дрол!така. . ■

Смвтезован! окрем! математичн1 модел! система.

Поставлена 1 виршена задача формал!ааци та ыормування можливост! викори-стаяня нечетких оцшок на раншх етапах проектуяашя.

Задропоновано алгоритм багатокритерииыюго вибору вигляду г1дрол1така.

. Практична цшн!сть

Розроблен! та прогрвмно реал!зован! окрем! математичн! модел! системи.

Розроблено та програмио реализовано блок формалкзаш! та иормування нечтшх оц!нок на ранние етапах проектування.

Розроблено та програмио реал!зовано алгоритм багатокрнтер1ального вибору вигляду г!дрол!така у систем! окремнх моделей. ■

Розроблено методику |цльк1сно1 оц!икн вибору оптимального рииення проектного в|ф!шення та и!ленаправленоТ генерацП нових проектннх рипень. .

Внкористашм розроблено! система дозволяв скоротитн строки та п!двищнти як!сть лроектування ново! ав!ац№ю! технЬсн. .

/ Реал!зац1я работ* ■ . Розроблен! математичн! модел!, чисельн! модел!, методики , алгоритма та про-грамне забезпечеиня можуть бути внкорисгав! яри проектуяаян! персасктивннх склад-них техшчннх систем: пдрол'пакш, надлегких л!тальних апарат!в , парусник суден при оцшц! якосп проектних р1шекь , як у форм! нечетких знань, так! у зм!шаному уявлени! нечетких та ч!тких знань.

Результата дисертацм використаш та впроваджен1 на Таганрогскому ав!ацШному науково-техшчному комплекс! !м. Г.Т.Бер1ева <ТАНТК), в КБ ЛА "Крылья" <Таганрог) та КБ ТОО "Арсенал" (Таганрог), що шдтверджено в1дПоыдними документами.

Апробац!» робот

Голова! результате робота обгояорювалисъ на М1жнародн!й ав1ац!йно-техн1чн1й конфереяцП Canada Air Show-90 (Канада, Ванкувер, 1990); М1жнародняй ав!ац1йно-техн!чн!й конференцП Paris Air Show-9I (Франц!*, Париж, 1991); М!жнародя!й кон-ференцП по перслективним морсысам транспортним засобам HPMV-92 (США, Арл1яггон, 1992); конферейцЯз проблем багатокрнтер!алъяо1 оптим!зацЯ (УкраТна, КиЬ, 1992); Перш1й м!хвародн!й конфереяцП по екранопланам (Рос1я, (ркутськ, 1993) ; МЬкяароднШ конференцП по перспективним швидкюним транспортним засобам FAST-93 (Япон1я, Иокогама, 1993).

Публ!кацН

По тем! дисертащ! опублЬсоваво в!с1м друкованнх робгт.

Структур* та обсяг робота

Дисертац!я складаегься 1з вступу, чотирьох розд!л!в та заключения, шо внкладеи! иа 160 стор[нках, вм!щуе 60 рясуяк1в, 13 таблиць, список л1тератури !з 101 наймену-ваняя та трьох додатк(в.

Осноаний змкт роботн

Вступ до дисертацШно! роботн присвоений »«значению аШ, задач та напрямку дослШжень.

У першому роздЫ запррпоновано розглад г1дрол1така як сястеми моделей, пса базуеться на функп)оиальн1й особливост! части ни обЧкту проектування та eranie його експлуатакИ, то дозволяв формал!зувати процес вибору вигляду, як процес зшни як!сних характеристик стану слете ми моделей: фуякц1онально1, геометрично!, аероди-HaMi4Hoî, пдродинамгчно!, конструктявно-силомЛ та «аговоГ

Кожяа э цнх моделей характеризуеться такою структурою:

- поняттями, як! дозволяють описатя модель, Що розглядаетъея;

: - законами як! характеризуют стан модел!, то розглядаетъея при зм!н1 значень вектору параметр!!;

- векторами змнших параметр«, як! однозначно характеризують потачний став модел!; ■ .

- вектором обмежень, як1 накладаються на кожний елемент вектора зм!ннях па-

раметрт;

- вектором окремих критерия модели яка розглядаетъея;

- вектором обмежень, як! накладаються на кожний елемент вектора зм!шшх па * раметр1в; •.■'.'.

- донором окремнх критерия модел!, яка роэглядаеться;

- вектором бажаних значень критерНв, як! формулюються на основ! анал!з] техшчного заедания на об'ект проектування.

Огже /итак, як система моделей, являе собою посдняния в1дпов!дннх множив. Сформульован! внмого до.множннн критерйв, то базуються на Ыдход! до задач про вмб!р вигляду, як до задач! багатокритер!алыю! оптим!заиД, що дозволяв сформу-ватн ыножину, що найбьльш поено та глибоко характернзують стан свстеми модели

Вид1лен! ознакн поточного стану розробкн систем автоматизованого проекту ваши на основ! яублкацШ та дос«1ду конструкторського бюро попереднього проектуванш ТАНТК, що дозволяе сформулюяатн вимоги до таких систем нового покол!ння.

Проведено анамз процесу концептуального проектування, як пронесу трансфер-маци неч!ткнх знань у ч!тк!, що дозволило видингги та охарактернэуватн осиовн! еташ цього пронесу.

Bjara.il опис процесу проектування може бути представлен! у такому, вигляд!:

<ги Т, СУ А13, А, О, х.г, У> , де П - <П1,.... П|) г множина умов задач! проектування, що вир!шуетъся. Т - час, выведений дд.я П ршення; '

С - (С),..., О) - розрахунков! процедура та методн виртаення задач! проектування; ■

ТЗ ' 1 ТЗ ТЗ'

А ■ (А ..., А п) - множина ц!лей проектування; А - (Аь ..., Ап) ~ множина характеристик, в|дображаючих властивостей те якост! альтернатнвних вар<аитш;

О (О), ..., Он) - множина обмежень на характеристики А; Xм (XI, ..., Хо) - множина альтернатнвних вар!антт; Ь» Ф(а>,Х) - узатльнений критерий зменшення ефективносп; <о — Г (Атз, V) - функшя эв'язку м!ж характеристиками проектного виршенш та ц!лями (оц1нкв переваг, вагов! коефМента); ■■■■■.,■

У » (У|, ..., Уп) - множина факторш, що визначають признания об'екту проектування.

Для зведгння задач! концептуального проектування до формально розв'язувано!, необх«1Ю зняти нсвизначенносп. Цього можна досягтн, визначивши ошнки. Для цього проектувальнику потр!6ен жструмеит для вим1рювамня «ккних характеристик.

В робот| аикористан! спешальи! фуниш прнналежност!. На ¡х основ! вводяться л!нгв!стичн! зм!нш, як! мают} так! переваги: -

-максимальна наближен!сть до природинх понатть, якимн оперуе проектуваль-

■ иик;

- б!льш повне в!дображення вс!х особливостей характеристик, як! оцшюються, та 1х поточний став;

- воин е точякин операндами Ала ЕВМ;

- допомагаютъ проектувальнику формал1зувати ступ!иь роэпливчатост! ощяок.

В про пес! проектування, особливо на ранн!й стад!?, корястуютъся такими поивт-тхни, як "новизна схемн", "ступ1нь техя1чного ризаку", "наявн1сгь энань по аероди-нам1ц|", "наявнклъ зяанъ па НдродияамШ", "техяолоНчна досхоналктъ" п 1н. Кожен Ь наведеянх на природиМ мо>| терм!», може бути представлений у виглвд!:

А»]»1д(У)/У,

и

де А - н«ч1т*я множшй елемент!в; II - область м1ркуванна;

1>А - функп!я прииалежиост); у - елемеит облает! м1ркуаая».

ФункЫя принжлежиост! зв'язуе акожтт елементом "у" область м!р*уваиь и число «с лежнть в ЬггерваМ ( 0..Л ) I оошуе ступ!нк прииалежиост! "у" до Множили А- При кЬщеаому чнел! еяемеяйа "у* ююжяну А можяа представ итн у такому

виглад!: , - " —~~.

А - Н| / У,+ М,/у2 +/ У. - 5>| /У,..........■ ■ ■ ■' .. ..: -14

Роароблея! балов! тер»« характеристик етаяу коткшуклыюго проеггувагая та [х модифкаторя, як! грушуютъев м ввкорястани! лЬтектячних змЫятх та функцЛ прикалежяоет!, по дозволяе формально о—сам оч!куаан! характеристика.

Формально л1нп!сгичва змЬгаа може буш представлена у виглад! структуроваяо-го заплсу: <Х, Т<Х), II, О, М>,

де X - яазва л!яг»!стичио1 зшнио?; Т(Х) - термножма значен» л!яг«1стячао} зм!шю{;

и - множима «начет ба*оао? ам!гаюГ,

О та М - синтаксвчн! та семвягма! арами*, ж! доводять до,в1дт»!двост111зм!ст М(Х) та структурну орган!зац!ю О(Х).

Термножина Т(Х) эвячайно мм дек<лма атомарннх терм!в, напряклад, "погана", "добре". Базуючиа. па цьому, за доношктяо модиф!клтор1в "дуже", "не дуже", "б1лып " мент " можна побудувата складоау л1игв1стичиу зм!н*у.

Складов! термя будуклгься за допомогоюяоНчяях операцШ, що викоиукпъс« над шотайннмя миожкнамн. Заперечеяня "яе" иеч1тко1 мложинв А внзяачяепся

Невизначенктьтипу "дуже " д!е як п1дсялювач та Ьпсрпретуетъся за допомогою зперац!! концентрування АД^ц'(у) / у \

• и'

Для виражения неч!тких герьмв " биьш ", " менш " використовуепся наближен! 1>ормули Ад|"^5Ы7у7м[мГ(у) / У-

и

У другому розд!л! розгляиут) штання чиселыш! реал1зац1! охремих моделей. Розроблено структуру геометричио) модел1, яка грунтуеться на 1ерарх1чнШ склад-ност) об'екту ыоделювання, що дозволяе щлеспрямоваио проводит геометричне мо-делювання. . .'

ВерхнШ р)вень геометрячно! моделГкарактеризуе цШсний опис об'екту, яки! мо-делюеться, «до можна висловкги у такому виглад: М=<0,©>,

де О - к!нцевий ацюиичиий кореневий граф.що изображав ¡ерарх1чну структуру об'екту; ■

в - 1нтсраретацш графа С, що дае надлишковий опис об'екту. На нижньому р1вн! геометрнчно! модел!, що роаглядаеться, враховуються ча-

стявш залсжност1 м!х доч1рн!ми та батыс1вськвми вершинами, а тахож частинш по-

■ 3 '

няття, що 1нтерпретують вершина графа'у простор! К . Таким чином, для

геометричио! модел!, що розглядаеться, можва записати г

<{Р| ..Рп},{4'|...Ч'п1Лк,1.к,п>».

де VI - елементи мвохини V вершиии графа О;

- елементи множини вершин р графа О;

А) - аф1нн! перетвореиия, що визначають система координат вершив VI, графа О; ф| - поцятгя, що Ьггерпретують вершини графа VI у простор! К3' к| - эакоин формувакня вершин п у простор! К3, що описан! за допомогою понять Фг, .

- булева функшя, яка с засобом комоозица вершив б!льщ высокого рш ия з вершин, що визначаються гидграфами;

4*1 - поняття, як! ¡нтерпретують можлив! перетвореиия над множнною вершив графа, що визначаються поняттями Ф| та булевою фуикщею й; . к! - закони перетвореиь, що описан! за допомогою понять Поверхню г)д ролла ка пропонуетъся опмсувати коыбшованим методом, яхий дозволяс використовувати кшематвчи! та статистичш пршщипи воображения. Параметричн! л1на представлен! жривими 2-го та З-го порядив. Запропоноваш критерП геометричио! модел!, як! базуються на контрол! в!дхилення контура, мшмун! точек перегибу, що дозволяв оцшнти поточну як!ст> геометричио! модел!, та вплив 1х параметр^ на як!сть модел! та системи моделей • ц!лому.

Запролонована аеродинам!чна модель, що базуеться на метод! дискретних вн-хор1в, який дозволяв визначити склада та розпод!леш стацюнарщ аеродинакичш характеристики об'екту проекту ванна.

, Даний метод полям«. »тому, ио рухома певерхня та вяхровяй слад зам1нюютъся системою дискретвих вихор!«. Таким чином задача вводиться до знаходження 1нтеясявност1 такого вихрового шару, якай моделюе крило та вихровнй сл!д, щоб 1ндуковане поле швндкосгей >1дпов)дало поставленим граничним умовам: ' а) при усталеному рус! вихоря спрямовав! по лшЫм потоку;

б) циркуляция швядкост! по будь-якому зДмкнеяому контуру з часом не зм1яюеться; " -. ■

в) вихровнй сл!д не створю« иесучо! сили (яеобх1дно додержуватись умовн пе-розривност! тиску при переход! через яього).

Гвдуковаяе за допомогою елеыенту довжияи <!з дискретного внхору поле швид- ' костей обчнслюетъся по формул! Био-Савара ЙУ ■ ^ ^зК- •

Одержане поле шввдкоскй-задовольняе умов! яерозриввосг! у асьому простор! та загасае яа неаиячеюгому в!ддален! в!д вихрево! поверхи!.

Розрахуякова схема яяляе собою мережу п1дковопод!бнях ■ихор!в, що враховуе так! зауважеяня:

а) розм!ря та к1льк!сть внхровщх чарунок зм1нююгься у залежност! в!д особли-востей аеродинам1чно! компоновка, «ка розглядаегься;

б) точки виковавяя граяичннх умов лежать • центр! вагя вяхрово! чарунки;

. в) на гострих кромках виконуеться умова про ск1яченн!сть швидк остей (умова ЧаплиНна-Жуковського).

Значения циркулящй Т|к дискретвих вихор!» у цьому випадку запропояовано знаходитя 1з схстеми лМйних алгебра1чмих р!вяяяь:

'■Л ¿ЕГ»«»? у = 1, /77 -1,;...^!

де - нормальна складова швидкост! в!д потоку, що иабйве, в розра-

хукковШ точц! Р]».

Ця система р!»нянь апрокснмуе !нтегральне р!вняння:

' У даншй аеродинашчнШ модел! реал1зован! так! типов! розрахунков! елементя аеродинам1чних поверхонь: крило, фюзеляж, поток, мотогондола.

Запропояован! критерП аеродннам!чяо1 модел!, основан! на розгляд! сумарних та розпод!лених стащонарних аеродинашчних характеристик, то дозволяе од!иити по-точну яккггь аеродянам|чно7 модел!, та вплив П параметр!* на як!сть модел! та сйстемя моделей в ц1юму.

Запроаоноааяа г(дродин»м|чна иодсш» базуспся на метод! плоских перерЫв, що доэволяе визначитн сумарн! та л!н1йн! Ндродннам!чв! характеристики об'екту проекту-шанвм.

ЦеА метод е наближенням до реального процесу глкуааяия т!л великого подо-вження. .

Сумарн! пдродннам!чн! сили та аоздовжи!4 момент, «к! дЬоггь на човей гадрол1така одержукт, шлихом Ытегрумиия (п1дсумо»уваюям) по довжип! човна. У шхче иа-■едеиих формулах знак 2 означав я!дсумовувания по !ндексу ! по вс!м перер!зам. При розрахунку поздовжнього моменту плече сили поввшо дор!ввюаатися в!дстан1 по висот! у за'язан!й систем! координат В1Д центру ваги до середяни эмоченого контуру перерЬу. ■

ПЦйомна г!дродннам!чна сила

Ь* "К* -АиУ-А^о + А^у Де » р£ ¿х Д ^ К А* "рЕ^А"?*«'

А» = р£ +

Сила цдродииам!чного опору

Р.п = - А„у - А „о + А„У

! А,,

ПоздоажнК Ндродннам)чннй момент М^ = - А„у - Аии + АаУ>

А„ =р£Дх1с1иП(х1;+(нц+и,р;с41)ск)|;

■ . Ая -р2Дх>с>"П(*ь +"Ас«|)с«|)|хв;

А2, »Р^Лх^и^х,, +Ц;Р;с,|)си)(ъ + Ьк1) .

Ефективиа горизонтальна тьидкклъ V], що входить у ьираз обчислюеться

шляхом 1терашй> Дор1внюючи иеродинам'шн! сили до шерцШних, враховуючи кути тангажу та нахилу траектори иалими, одержусмо так! ртняння_руху тУ = + Г, + Рлэ - тг; тИ'а « М,, + М. - Рлул; т* -- X, +Р„„.

Запропонован! критерП Ндродянашчно? модел!, основав! на сумарних та л!н1йнях характеристиках об'екту проектування, що дозволяе оц!вити поточну як!сть модел! та система медалей * д!лому. |

: Запроваджева коиструктнвно-склова модель,яка базуеться на метод! сличенного елемевту, що дозволяе отрнмати характеристики напружено-деформуемого ставу об'епу проектування.

У КСС модел!, що розглядаеться, за основу прийнято метод перем!щень, для яко-го шуквною функц1ею е фушиЦя перем!щень и"( «, у, г), що зал ежить в1д потгочних значень координат у просторовШ ортогоналыпй систем!. Закон змЫ Р повинен задо-вольшгге двференц1йном¥_о!вняяню аластиняих пох!дних:

А/, зр. а,, ЭР. д., ЭР. л „ аФ^а? + д^пр + ¿¡^«эГ* ^ = 0 •

Використання вар1ащйного Шдходу дозволяе перейти в!д Штегрування даного р!вняння до задач мМшзацП функц1оналу 1с :

де к«, куу, ка ~ деяк! ф1зичн! параметри, що визначають 1нтенсивн1сть зм!н досл!джуврно1 функц!? по в!сям ОХ, ОУ.Ог в!дповщно;

9 - деяка ¡нтегральна функция, що визначае крайов! умови; ц — деяка розподолена функщя, що характеризуй виконання граничних умов на к!нцев1Й облагп досладжуваноГ поверхн!.

Остаточно приходимо до розя'язувально! системи л!в!йних алгебраТчних р)внянь(СЛАР) у вигляд! -------—----------

|кци>=(р), ,

• де |К| = 2|Ке{;

<Р| = <Р|.Р2.-РМ)-

При р!шенн! даного матричного р!вяяння на всШ облает! ¡снування модел! МК£ можуть бути визначен! як компонента функцюналу переьнщень вщносно вузл1в тоно-лопчного простору, так 1 компонентн деформаций на кожному з елемент!в, отже 1 ком-лоненти напруженого стану.

' Запропонован! критерп хонструктйвно-снлово1 модел! основан! на оцпгц! енлово! мася, силово! ваги, потеншйно! енергй деформацБ, незруйвованост! та технолоНчност! конструхцй, що дозволяе ощнити поточну як!стъ конструктивно-силово1 модел! та система моделей в щлому.

Запропонована пагова модель, яка базуеться на систем! алгебраТчних р1внянь, що дозеоляе визначити вагов! характеристики агрегатов виробу, який проектуеться. Складов! маси лтака визначаемо по формулам: • а) маса планера - сума мае хрила, човна, оперення та шас1:

Шил * Шкр + Шл + Шоп + Шш »

б) маса порожяього споряджеяого - сума мае планера, обладания та силово! установки: тп.св ** Шпл + Шоб + Шсу;

в) маса корисного навантаження - сума мае комерц!йного навантажеаня та паля-ва: тпя ~ т ком + ш»;

г) зл!тва маса - сума мае порожнъого спорядхеного та корясного навантаження то т Шв.с. + Пан',

Запропонован! крятерН ваговоТ модел!, основан! на в1диосних вагових характеристиках,' як! дозволяе ощнити поточну як1сть вагово! модел1, та вплнв пара-метр!в на як!сть модел! та системи моделей в ц!лому.

Запропонована компоновочна модель, яка базуеться на систем! алгебраГчних вираз!в, шо дозволяють вихонатв компоновочн! схемя вяробу, що проектуеться.

Задача компоновки обладнання на борту л!тальнога апарату полягае у вязначенм ' схемя розмицеиня обладнання на борту НдролЬаха, укрупнену розбивку пдрол!така на укрупнен! в!дсиси .

В компоновочн!й модел!, яка розглядаетьсЯ в як ост! зм!нннх вветупають парамет-ри, що однозначно визначант> положения конструктивних елемевпв у простор^

Взагал! достатаьо шести зм!нних:

-три зм1аних характеризують точки пряв'язки конструктивного елементу [ X, V, г

- тря зШиних у вигляд! кут!в Ейлера, що характеризують кутове положения в!сей м!сцевоТ системи координат конструктивного елементу {а,

Обмеження можна роздишти на так! грули вимог.

_ До функгцональиих об'еднзнь (в1дс!кш) конструктивних елемент!в;

- до розм!щешм окремих конструктивних елеметтв;

-до (снування функцюнальних об'еднань конструктивних елеменп'в.

Задача розв'язуеться шляхом досл!джень повед!нки компоновочно! модел! фор-мал!зовано! у вигляд! системи нер!вностей {Ф| (Х)<В|),

де Ф|(Х) - критерн як!сного. стану компоновочно? модел!, яка розглядаеться;

В| - граничн! значения критермв якгсного стану компоновочно! системи.

Запропонован! критери компоновочно! модел! основан! на оцшщ вщхилепь положения центру ваги в!д бажаного положения, надЩносп, трудозатрат по монтажу, маси комуннеащй, як! зв'язують конструктивш елементн, що дозволяе оцшити поточну як!сть компоновочно! модел!, вплив лараметрш модел!, та системи моделей в целому.

В третьему розд!л1 розглянут! питания багатокритер!альво? оптим1зац!1 системн моделей. / ; .

Проведено огляд ¡снуючих метод!в вир!шен1|я багатокритер!альних задач, анал1зу облает! змш 1 ыетод1в нормування критерия, метнув багатокрнтер!ально? оптнм!защ1.

Розроблено та чисельно реал!зовако алгоритм багатокритер1ально! оптим1зацП системн моделей.

Вставовлено множину параметр!в {Р1) , !-1...р та множину хритерПв

Визвачено д!апазони зм!н чисельних та ¡гасних параметр^ (К|) та в)дображено на ¡нтервал! (0...1].

Введено л!нгв!стичну зм!нну, що складасться 3 атомарних терм!в.

На наступному етап1 установлюються значения критерии вщповщно до техшчного завдааня та яабкращого (бажаного) проектного рипення (А^).

Визначено значения критерив, як! характеризуют* поточний стан моделей, що в!дпов!дае оц!нц! поточного вар!анту проектного р1Шення.

П!сля генеравд деккькох вар!ант!в одержана матрица оцшок {А,)}:

де ! » 1...а - к!льк!сгь варишНв проектного рипення;

| ■* - к1льк!сть критерия. _ ——

Визначено величину вепогодження значень критерив, дцо в!дпов!дають ТЗ (бажа-ному, найкращому вар1анту) ! кожному поточному вартнту:

(у)

Для критер!, +

2F"

+1йГ..(у) -"иj; (у)Р )|2F"' - (fA„FA„ - )|} ,

Я* li™,а, = Ь^л (у)1/1- нормований показнше нечккост! функш? приналежност!; F-1"' =n(y)""y"" = 1 ~ параметр максимально? невизиаченосп;

^а-л = (уМу ~ показни,: певизначеност! критерий Атз и AjJ

А-*'= t. >dF йу/j^Wy.

- моди п1дштегральних плотин F функцШ приналежносп. --;—

Дал! визначено сумарн! значения невиваженнх непогоджень ^ = 2 '¡i •

m

Призначево Barosi коефшенти та визначено сумарн! виважених непогоджень ' ' Ц = ¿С,!, .

IIpiopiTera критерив характеризуются рядом R » ( 1 ... к ) , вектором npiopiiery V ■ < Vi - Vj ) та вектором вагових хоефвдентш fi=(o|...oii<}.

Ряд прюрггету в!дбивае яисне вщяошенпя м!ж критерЫмн - ?х чергов!сть. Вектор пр!ор1тету визначаеться в результат! попарного нер!вняння критерив, попередньо упо-рядкованнх у вщповдаюст! з радом npiopfreTy. Компонента вектора вагових ко-еф!ц!ент!в показують переваги j-ro критерия перед 1нишми. Для елемента вектора Еаговнх roeAiuieHTiB одержано Л- / тЧ Л гт /iTirr""*

k-l . H k-»__H

Визначено р!вень bwhocho! невизначеност» •

• L? = = y;j. + (||-

Видалено множяну перспективна проектяих рЬпеяь э умови:

(L'J - L*)™'" S (L" - Hj), (L")™" minL" . Виб!р найб!лып перспективного вар!анту г труся перспектив них здШсяюстъся за умови мМмума максимального непогодженяя по крятер!ю mini, naxj, ftj • М, • якому зац!кавлен! проектувальник на данному етапЬ

Для б!лып точно! оц!нкя проектного вир!шення з точки зору на сп1вв1дношенн» детерм!новано! та невизначено! складових вид!леио Ste дек!лька умов. ■ Ошнка по середн!м значениям^ = min, —, Сн = min,—¿IJJ _ ■ '.:.. п и п н

. Сдц< в minj9miri —¿1"+(1-в)!^!«^^]."), О Sfl S1.

■ .п 1 .. . . n i

Оц1нка по непогодженню невизначеиих складовях

Н = тт,£(тах,1;-Т»), Н„ - min, ¿|i£l,H -1» ' и и п и

Оц1нкана основ! виважеких комб1нац!й середшх зваченьта непогоджень.

Рд = min Jy min, J] (max -1*)> (1 - г) min Д V IM О S у S!;

............ t1. _п и

Рн ■ min, Iß min, J] (max ij + 0 - ßiminj — VJi* |. Osßsf и n p* H . • Узагальнена oQlmca ..... ... ________________________ • . .........

РД"У . .min, {v min ,lr min, £ (max ,1* - IJ > + О-*) min, -¿T* 1 +

■____: ■ ■■_ ■ н _ .. ■■■■■___. ... . ■ " и .

+(1 - v) min, Iß min, £ (max, IJ1 - T? ) + (1 - fl) min, - T\). 0 S vi 1.

H " H '

Коеф!ц1евтн 6,y, ß,v характеризуюсь ступ!иь в1дпов1далы«хл10роектувалькика за рЬпеявя, що приймаетьса. Повна гарантЬ досагаепса у юшадку, коли проектке вир!шеавя е кращим по к1м оц!якам.

В четвертому роздЫ наведений приклад внбору вигляду надважкого г!дрол!таш за допомргою система окремих моделей.

Дана оц!нка перспектавиост! розробленнх схемних р!шень надважкого г!дрол!така на основ! анал!эу експертянх ошнок у форм! неч!тких знань. Приведен! дан!, по в!дображають технологию одержання вектора вагових коефШекпв критерКв оц!яки, а також результата вибору перспективних схемних р!шень та ix анал!з.

На основ! результат»'цього аиал!зу розроблен! напрхмки шлеспрямовано! мо-диф!кацП перспективних вар!ант!в з метою п1дввщеиня якост! проектиих pimesb.

Приведен! результате формування вигляду перспективного надважкого г!дрол1така на основ! система багатокритер!альиого вибору вигляду по окремим моделям.

Приведен! результата робота геометрично? модел!: - визначено основн! розм!реност! надважкого г1дрол(така;

- проведено формэтворення поверхонь складових агрегат!в надважкого г!дрол1така (консол!, центроплан, оперення. човен);

- проведено ощнку якост! геометр» надважкого пдрол1така по критер1ям. Приведен! результата роботн компоновочно! моделЬ'

- розроблена та ув'язана укрупнена компоновка надважкого пдрол1така по в1дс!кам; ■ .... . ...-

- проведено ошнку якосп' компоновки надважкого пдрол(так<1 по критср)ям.

Приведен! результата робота аеродинашчно! модел!:

- розроблево розрахункову схему надвахкого г!дрол!такг;

- визначено пщсумков! стац!онарн1 характеристики надвахкого Ндролггака у в1льному погон! та б<ля екрана;

- назначено розпод!лен! характеристики по поверхн! надвахкого пдрол1така у в!льному потоц! та б1яя екрана;

- внзначено розподхлен! характеристики потоку в площии! екрану з у'рахуванням ' п!дцуву та без нього; ...'"..'

- проведено оц1яху аеродввам1кн надвахкого г!дрол!така по крнтер!ям.

Приведен! результата роботи г!дродинам!чно1 модел!:

- внзначено основа! г!дродинаы!чн! характеристики надвахкого г1дрол!така в повздовхньомурус! при азльот! та посади! на збурену водну поверхню;

- проведен! оцШки г!дродинаы!ки надвахкого г!дрол]така по критер!ям.

Приведен] результата роботи конструктивно-силово! модел!:

- розроблена розрахуикова схема надвахкого г!дролпака;

- визначен! основн! параметра напрухено-деформованого стану конструктивно-силово! схеме надвахкого г!дрол1така;

. . - проведение оц!нки конструктивно-силово! схемн надвахкого г!дрол!така по кри-тер)ям.

Приведен! результата робота вагово! модел!.

- проведено оц!нку вагових характеристик агрегатов надвахкого г1дрол!така;

- проведено оц!нку вага надвахкого Г1дрол1така по крнтер!ям.

Прйведеш результата оц!нок якост! перспективних техн!<ших ршень в форм! ч!ткнх знань.

На основ! результат^ анализу розроблен! напрямки щлеспрямовано! модиф!кац!1 перспективних вар1акпв зметою пщвищення яхосп проектних р^шень.

В зак!нченн! викладен! основн! тесретичн! та практнчн! результата ях1 одержан! при робот! над дисертащею. .

В додатках наведен!:

- приклади вихористання надвахких шрол!гак1в;

- сформульован! вимоги до перспективного надааххого пдрол^така;

- приклад викорвстання системи моделей при проектуванн! надлегкого легального апарату з гнучкою обшивкою крила;

- приклад використання снсгеми моделей при проектуванн! перспективного парусного судна; -

' - акта результата практичного вихористання, одержат в процесс! роботи.

Основн! результата роботи -

1. Запропоновано новий шдх1д до сгворення системи багатохритер!алыюго вибору вигладу г!дрол!такв, оснований на щеТ об'еднання окремих моделей в систему, що до-зволяе.п!двищити «к1сть проектного вир!шення при скороченн! часу пошуку та ураху-ванн! суб'ективного досв1ду проектувания.

2. Запропоновано склад окремих моделей системи, оснований на результатах анал!зу головних етапш застосування техн!чного р!шенпя, яке розглядатеься, то до. зволяе найбтьщ повно урахувати вс! характеристики та !х взасмозв'язок.

3. Розроблено алгоритми окремих моделей та виконана 1х чисельна реал!зашя, яка базуеться на подальш!й модифжаци та застосуванш дискретно-чисельних ме-тод1в (метод симетричних особливостей, метод кшцевих елемент1в, метод плоских

ne?epi3iB ), що дозволяе виконатн оц!нку нетрадицШних проектакх р1шень э високою ямстю BiporinHocr 1 та скороченн! строк]з,

4. Розроблено алгоритми багатокритер1альноТ оц!нки проектннх р!шень в форм! неч!тких знань, основав! на застосуванн! фуикц1й приналежност! л!нг»1стячнах змшних, що дозволяе врахувати неформал!зований досв!д проектуваЛьняка зметою Ыдвшцення якост! та скорочення строк!в подуку оптимального техн1чиого р!шеная.

5. Розроблено алгоритм» ввбору кращих техн!чних рЦпень, як1 базуються на аиал1з! визваченоТ та вевизначено? складових оц!нок по крит^ям, що дозволяе зро-бити внб!р на ochobI суб'ектавного досвщу та ц1леспрямовано розробитя техн!чн! р1шення иаступного наближення, ;

6. Розроблено вигляд перспектявного надважхого г!драштака, оснований на результатах роботи системн багатокритер!ального ввбору вигляду по охремиммоделям, що дозволяе обгрувтоваво лроводитиподалып! етапи потгреднього проектуваиня.

7. Розроблено систему багатокритер1адьного вибору вигляду по окремим моделям та П модиф!кац1ям, яха базуеться на урахуваин! особливостей ¡нших галузей технЬси, що дозволило одержати система багатохрятер!адьвого вигляду надлегкого л!тального апарату та перспективного парусного судна.

По тем! дисертацД опу&иковано 8 наукових роб!т:

1. Днище гидросамолета, а.с. 1475058, 22.12.1988 (20.04.1987).

2. Ракетный противолодочный комплекс, а.с. 307912, 01.02.1990 (13.04.1988). -

3. Плоское реактивное сопло, а.с. 323636, 01.02.1991, (30.03.1987).

4. Гидросамолет-биплан, а.с. 329394, 01.09.1988 (02.08.1988)

5. Panatov G.S., Kobyzev G.P., Kravtsov V,N. Amphibian - tendency and problems, Proceedings of Canada Air Show-90, Vankuver, 1990.

6. Panatov G.S., Kobyzev G.P. Amphibian A-40 - new step in the future of hydroaviation, Proceedings of HPMV-92, ASNE, Arlington, 1992.

7. Panatov G.S., Kobyzev G.P. Perspectives of Hydroaviation Development, Proceedings of 1st International Wingship Conference, Irkutsk, 1993.

8. Panatov G.S., Kobyzev G.P. Hydroaviation development and application, Proceedings of FAST'93 conference, Yokohama, 1993.

Шдписано до друку 19.04.94. Формат 60x84/16. Пап1р друкарський. Офсетний друк. УмфарбовЦб. 5. Ум.вид.арк.0,93 Обл.-вид.арк. Ц>. Тираж 100 прим. Замоалення №85-1. Шла ■ ' Вид. № 206/Ш.

ВидавництвоК||ЦА. ■■■■..•. — ~~ ■: „■■■■. : -■ ■..', ■•..-, ■■ '

252058. КиТв-58, проспект Космонавта Комарова, !: