ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ В РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Титов, Д. А.
Т45 Основы оптимизации в радиотехнических системах : практикум / Д. А. Титов, И. В. Юнкин, Н. В. Рубан ; Минобрнауки России, ОмГТУ. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2016. – 120 с. : ил. ISBN 978-5-8149-2166-6

Представлены практические работы, демонстрирующие использование различных методов оптимизации в программном обеспечении радиотехнических устройств и систем. Разработка программного обеспечения практических работ производится в программной среде MATLAB.

Практикум предназначен для студентов электро- и радиотехнических специальностей очной и заочной форм обучения.

Радиоэлектронные системы (РЭС), в частности радиотехнические системы (РТС), являются неотъемлемой частью жизнедеятельности современного общества. Их разработка, изготовление и эксплуатация неизбежно связаны с решением большого количества научных и инженерных задач, а также с выполнением трудоемких вычислений. В процессе функционирования РЭС производят большое количество измерений, сложную обработку данных, вырабатывают логические заключения и суждения. РЭС решают задачи управления, контроля, диагностики, идентификации и т.п.

Для обеспечения качественного функционирования РЭС должны быть способны к адаптации, т. е. они должны изменять свое поведение в соответствии с изменяющимися внешними условиями. Для этого современные РЭС наделены функциями искусственного интеллекта.

В ряде основополагающих работ, в частности в монографии Л. А. Растригина «Адаптация сложных систем» (1981) термин «адаптация» имеет следующее определение: «…процесс целенаправленного изменения параметров и структуры системы, который состоит в определении критериев ее функционирования и выполнении этих критериев». Таким образом,
способность к адаптации определяет эффективность РЭС.

В соответствии с классическими работами Я. 3. Цыпкина, Б. Уидроу и С. Стирнза задача адаптации сложной системы может быть сведена к задаче оптимизации при наличии помех или в условиях недостаточной априорной информации. Иными словами, функционирование системы сводится к решению задачи поиска экстремального значения некоторой функции. Современные РЭС должны быть способны решать задачи параметрической или даже структурной оптимизации. При решении задачи параметрической оптимизации варьируются параметры системы при заданной структуре, в случае структурной оптимизации производится изменение структуры системы в соответствии с некоторым критерием.

В процессе работы РЭС должны не только выполнять определенный набор функций, но и обладать способностью выбора оптимального варианта их выполнения в соответствии с изменяющимися внешними условиями. В зависимости от назначения РЭС должны выбирать оптимальный набор параметров цифрового фильтра, оптимальный маршрут движения,
оптимальный объем вычислений и т. д. Таким образом, на сегодняшний день решение задач оптимизации в РЭС и, в частности в РТСˆ имеет высокую актуальность.

В практикуме рассматриваются вопросы применения численных методов для решения задач поиска экстремальных значений различных функций. Также даны примеры программной реализации решения отдельных оптимизационных задач в РЭС.

Полный текст работы доступен ниже в разделе файлы.