Сіроклин В.П. Моделювання систем і процесів на основі оптимального планування експериментів. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 - математичне моделювання та обчислювальні методи. -Харківський національний університет радіоелектроніки. - Харків, 2010
Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної задачі розробки методів і програмно-апаратних засобів для моделювання складних об'єктів.
Розроблено метод класифікації планів багатофакторного експерименту (БФЕ), заснований на інваріантному підході. Запропоновано загальний підхід до визначення типових представників класів еквівалентності, метод визначення їх канонічних форм. Розроблено алгоритм формування множини типових структур і каталоги типових представників. Запропоновано метод побудови оптимальних комбінаторних планів БФЕ. Складено каталоги оптимальних комбінаторних планів.
Розроблені математичні моделі, що описують залежність витрати палива у ДВЗ від кількості обертів двигуна за хвилину і його температури в різних режимах, та технічні системи, що їх використовують.
Для автоматизації досліджень і побудови оптимальних планів експерименту розроблено спеціалізовані програмно-апаратні засоби.
Наведено приклади використання розроблених методів та програмно-апаратних засобів для моделювання систем і технологічних процесів.
Ключові слова: планування експерименту, багатофакторний експеримент, класифікація, каталоги типових структур, оптимальні комбінаторні плани експерименту, програмно-апаратне забезпечення.

Сироклын В.П. Моделирование систем и процессов на основе оптимального планирования экспериментов. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.05.02 - математическое моделирование и вычислительные методы. - Харьковский национальный университет радиоэлектроники. - Харьков, 2010.
В диссертационной работе решена актуальная научно-практическая задача разработки методов и программно-аппаратных средств для моделирования сложных объектов. Показано, что важное значение приобретает повышение эффективности экспериментальных исследований, направленных на получение адекватной математической модели процесса при минимальных временных и стоимостных затратах.
Разработан метод классификации планов многофакторного эксперимента (МФЭ), основанный на инвариантном подходе, позволяющий создавать каталоги типовых представителей, что особенно актуально при решении задач типизации и унификации. Рассмотрены виды возможных преобразований планов МФЗ, способы формирования и описания их структуры.
Разработан общий подход к определению типовых представителей классов эквивалентности, метод определения их канонических форм. Разработаны алгоритм формирования множества типовых структур и каталоги типовых представителей. Показано, что эффективность подхода растет с увеличением количества факторов, а количество типовых структур уже для пяти факторов составляет 0,06% от общего


количества планов МФЭ.
Предложен метод построения комбинаторных планов МФЭ для количества опытов n > 8, основанный на введенных операциях над планами МФЭ. Рассмотрены способы формирования частных планов МФЭ и правила их соединения. Для построения LP комбинаторных планов эксперимента используются оптимальные LP комбинаторные планы для количества опытов n <_ 8. Составлен каталог оптимальных комбинаторных планов с количеством опытов n <_ 8.
Для автоматизации исследования и построения оптимальных планов эксперимента разработаны специализированные программно-аппаратные средства. Программное обеспечение позволяет решать задачи построения каталогов типовых планов МФЭ и поиска оптимальных планов МФЭ.
Для исследования и проведения многофакторного эксперимента разработана автоматизированная система, устройство для определения эквивалентности планов МФЭ, устройство для определения характеристик двоичных последовательностей.
Применение средств автоматизации позволило автоматизировать процесс решения задачи, сократить сроки разработки оптимальных по стоимости планов, повысить достоверность получаемых результатов, сократить время и стоимость проведения эксперимента. При использовании разработанного программного обеспечения для синтеза планов эксперимента показано, что оно позволяет получать оптимальные планы, обеспечивающие уменьшение стоимости их реализации в 1,3 -3,37 раза. Это доказано на примерах планов эксперимента для исследования процессов гальванического меднения печатных плат, определения площади металлизации изделий, изготовления армированных деталей и испытания радиоэлектронных устройств.
Разработаны математические модели, описывающие зависимость расхода топлива (газ, бензин) в ДВС от количества оборотов двигателя в минуту и его температуры в режимах "холостого" хода, первой передачи и нормальной работы. В результате интерпретации коэффициентов математических моделей выданы рекомендации по уменьшению расхода топлива ДВС и по практическому использованию этих моделей. По математическим моделям получены оптимальные условия работы двигателя в разных режимах, обеспечивающие минимальный расход топлива.
Разработаны система определения расхода топлива в ДВС с использованием полученных математических моделей и система определения расхода топлива по моментам открытия и закрытия форсункой доступа топлива в ДВС, позволяющие более эффективно определять расход топлива.
При проведении многофакторного эксперимента важную роль играет стабильность значений уровней факторов, т.к. от этого в существенной степени зависит достоверность полученных
результатов и адекватность построенных моделей. Для автоматизации процесса контроля параметров разработан программно-аппаратный комплекс. Аппаратные средства включают в себя автоматизированную систему контроля и автоматизированную систему параметрического контроля. Разработано программное обеспечение для системы параметрического контроля технологических процессов, применение которого позволит автоматизировать процесс контроля параметров технологических процессов, протоколировать результаты контроля.
Ключевые слова: планирование эксперимента, многофакторный эксперимент, классификация, каталоги типовых структур, оптимальные комбинаторные планы эксперимента, программно-аппаратное обеспечение.
ABSTRACT
Siroklin V.P. Modelling of systems and processes on the basis of optimum planning experiments. - Manuscript.
Thesis for a candidate's degree by speciality 0) .05.02 - mathematical modelling and computing methods. - Kharkiv National University of Radio Electronics. - Kharkiv, 2010.
The dissertation is devoted to the decision of an actual scientifically-practical problem of development of methods and hardware-software means for modelling complex objects. The method of classification of multifactorial experiment (MFE) plans, based on the invariant approach is developed. The general campaign to definition of typical representatives of equivalence classes, a method of initial forms definition is offered. The algorithms of typical structures set formation and typical representatives catalogues are developed. The method of optimum combinatory plans MFE construction is offered. Catalogues of optimum combinatory plans are made.
Mathematical models which describe dependence the charge of fuel in combustion engines (CE) from quantity of turns in a minute and its temperature in various modes are received, and technical systems, are developed, that they are used.
For automation of researches and construction of experiment optimum plans specialized hardware-software complex is developed.
Examples of use of the developed methods and hardware-software for modelling technological processes, devices and systems are resulted.
Keywords: planning of experiment, multifactorial experiment, classification, catalogues of typical structures, optimum combinatory plans of experiment, hardware-software complex.