Введение
1. Обзор проблемы моделирования и оптимизации электромагнитной совместимости бор товой аппаратуры перспективных космических аппаратов 18
1.1. Актуальность проблемы 18
1.2. Обзор методов и систем электродинамического моделирования 21
1.2.1. Метод моментов 24
1.2.2. Метод конечных разностей во временной области 27
1.2.3. Метод матрицы линий передачи 29
1.2.4. Метод конечных элементов 29
1.2.5. Метод конечного интегрирования 30
1.2.6. Выводы по разделу 31
1.3. Обзор эволюционных стратегий 33
1.3.1. История эволюционных стратегий 34
1.3.2. Канонические варианты эволюционных стратегий 36
1.3.3. Стандартная эволюционная стратегия с усредняющей рекомбинацией и самоадаптацией интенсивности мутации 37
1.3.4. Анализ эволюционных стратегий 39
1.3.5. Эволюционные стратегии с адаптацией ковариационной матрицы 40
1.3.6. Выводы по разделу 45
1.4. Постановка задач исследования 45
Алгоритмы и модели для моделирования и оптимизации электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры космических аппаратов 51
2.1. Алгоритм эволюционной стратегии с взвешенной мультирекомбинацией и самоадаптацией интенсивности мутации 51
2.1.1. Теоретический анализ эволюционных стратегий 54
2.1.2. Анализ мультирекомбинационной эволюционной стратегии 56
2.1.3. Анализ (fi/fii, А)-стСА-ЭС 60
2.1.4. Пространства поиска конечной размерности 63
2.1.5. Сравнение с (ц/ці, А)-ЭС и (А) 4-ЭС с кумулятивной адаптацией длины шага 65
2.2. Разработка геометрических моделей конструктивных
элементов печатных плат и корпусов бортовой аппара
туры космических аппаратов для квазистатического и
электродинамического анализа электромагнитной сов
местимости 68
2.2.1. Геометрические модели печатных плат 69
2.2.2. Геометрические модели корпусов 71
2.3. Моделирование электромагнитной совместимости бор
товой аппаратуры космических аппаратов 71
2.4. Выводы по главе 74
Программная реализация системы компьютерного моделирования и оптимизации электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры космических аппаратов 75
3.1. Структура системы 75
3.2. Ядро системы 77
3.3. Язык скриптов 79
3.4. Динамические модули 86
3.5. Клиенты системы 89
3.6. Тестирование системы 91
3.6.1. Сравнение результатов натурного и вычислительного экспериментов на примере связанных линий печатной платы 94
3.6.2. Сравнение результатов электродинамического анализа в системах TALGAT и CST MWS
на примере корпуса бортовой аппаратуры 98
3.6.3. Моделирование одиночной микрополосковой линии в диапазоне параметров 100
3.6.4. Моделирование дифференциальной пары
в диапазоне параметров 109
3.7. Программная реализация модуля эволюционных стратегий 112
3.7.1. Скриптовые команды 113
3.7.2. Алгоритм выполнения скриптовых команд 114
3.7.3. Алгоритм вычисления целевой функции 116
3.7.4. Алгоритм параллельного вычисления целевой функции 116
3.7.5. Тестирование алгоритма параллельного вычисления целевой функции 120
3.7.6. Тестирование модуля эволюционных стратегий 121
3.8. Программная реализация алгоритма неявного филь
трования 124
3.9. Выводы по главе 128
4. Методика оптимизации электромагнитной совместимости бортовой аппаратуры космических аппаратов 131
4.1. Оптимизация параметров полосковых линий 134
4.1.1. Математическая модель 134
4.1.2. Целевая функция 135
4.1.3. Сравнение алгоритмов оптимизации 138
4.1.4. Подбор параметров алгоритма неявного фильтрования 141
4.2. Оптимизация параметров проводных структур 144
4.2.1. Математическая модель 145
4.2.2. Целевая функция 145
4.2.3. Сравнение алгоритмов оптимизации 147
4.3. Оптимизация параметров математической модели резистора 149
4.4. Оптимизация параметров многопроводной линии передачи 153
4.4.1. Математическая модель 155
4.4.2. Целевая функция 156
4.4.3. Исследование производительности ЭС 159
4.5. Структурная и параметрическая оптимизация много каскадного модального фильтра 161
4.6. Выводы по главе 166
Заключение 168
Литература
