Задача параметрического синтеза заключается в определении наилучших значений параметров для выбранной структуры объекта с учетом всех требований ТЗ па проектируемый объект.
Функционирование любой проектируемой технической системы подчиняется определенным физическим законам. Закон функционирования технической системы описывается аналитическими соотношениями между входными, внутренними и выходными переменными системы. Эти переменные связаны определенными соотношениями с переменными проектирования X, под которыми понимаются внутренние переменные, допускающие варьирование. В процессе параметрического синтеза варьирование переменных проектирования X ведет к изменению выходных параметров Y системы.
Для пояснения сущности задач параметрического синтеза используют геометрическую интерпретацию, связанную с введением m-мерного пространства пространства параметров проектирования (управляемых параметров) и k-мерного пространства Eh выходных параметров. Каждой точке пространства и соответствуют векторы X и Y значений переменных проектирования и выходных параметров соответствующего варианта проектируемого объекта.[6]
Для постановки и решения задачи параметрического синтеза необходимо формирование целевой функции F(X), отражающей качество функционирования проектируемой системы или объекта. Векторный характер критериев оптимальности (многокритериальность) в задачах проектирования обусловливает сложность проблемы постановки задач оптимизации.
Формально задачу параметрического синтеза можно представить как задачу нахождения вектора Х є , который минимизирует целевую функцию:
F(X) min
при ограничениях:
g (X) =0и h (X) ≤0,
где g (X) и h(X) —векторные функции от X, описывающие систему ограничений на параметры проектирования X.
Если в задачах оптимального проектирования все переменные проектирования и состояний являются непрерывными, то для решения задач параметрического синтеза могут быть использованы методы решения задач нелинейного программирования, основанные на хорошо разработанных процедурах поиска экстремума функций. Однако не всегда все элементы в проектируемых объектах могут принимать любые значения в пределах некоторой допустимой области. Это связано, прежде всего, со стандартизацией и унификацией комплектующих изделий в различных областях техники. Так, в радиотехнике параметры резисторов и конденсаторов могут принимать только определенные значения из разрешенной шкалы номиналов. Кроме того, на параметры разрабатываемых объектов также накладывается ряд ограничений, учитывающих условия стандартизации и унификации. Так, в электротехнике и радиоэлектронике разрешается использовать только определенные значения питающих напряжений, в вычислительной технике существуют стандартные градации емкости устройств памяти.
Поэтому для решения задач оптимизации при проектировании объектов с дискретными значениями параметров методы оптимизации непрерывных объектов непосредственно неприменимы. Эти задачи относятся к задачам дискретного программирования. Если при оптимизации часть параметров дискретна, а часть имеет непрерывный характер, то задача должна решаться методами частично дискретного программирования.[6]