通信电子设备的动态分析与优化设计初探

通信电子设备的动态分析与优化设计初探

贺兴

(31700部队，111000)

摘要：近年来，伴随通信行业飞速发展，各通信电子设备生产商之间的竞争越来越激烈，对其质量提出了较高要求。在此环境中设计出人们所满意的产品对企业能否实现可持续发展有着直接影响，亦是我国通信网稳定运作的基本保证。本文将针对通信电子设备进行动态分析，并提供优化设计的具体措施以供参考。

关键词：通信电子设备；动态分析；优化设计

引言

目前，制约我国通信网稳定运作的因素以地震等自然灾害为首，为避免和减少这些不良因素带来的影响，及时保护人们的生命和财产安全，必须要加强通信电子设备的抗震研究和设计。相关人员在实践过程中，要结合实际情况有针对性的完成其的动态分析和优化设计工作，积极学习和掌握先进的设计理念和方法。

一、通信电子设备的动态剖析

（一）有限元分析法

所谓有限元分析法，具体是指一种数值运算方法，应用于求解数理方程。最开始此种方法被用于研究繁杂的飞机架构应力，是一种把计算机软件、计算数学和相关弹性理论充分融合在一起的数值剖析技术。之后因为使用此方法后能获得理想效果，具有一定的灵活性，让其变成求解不同领域数理方程的共用方法。所以，备受工业行业与各大工科高校广泛关注。

此方法将求解部分视为由若干个细小的在节点位置互相衔接的单元所组成，模型提供基础方程子域相似解。因为其能被划分成不同尺寸与不同形状，因此能迅速顺应繁杂的几何形状、繁杂的边界要求和繁杂的材料性质。同时，一些大型软件能支持有限元分析法的实施，让其变成一种深受社会各界欢迎，利用率极高的数值运算方法。

（二）模态剖析

对于模态分析而言，是指通过建设模态参数来表达振动系统的一种运动方程。此方程通常用于剖析系统的震动性能和震动对整个系统造成的影响。试验模态剖析的基础流程为：第一，建设试验模型，把试验结构撑持起来。第二，模态试验，采用锤击法激励试验结构，同时详细记录不同测点和原点的响应、激励时间历程。第三，对记录下来的不同测点时间历程数据信息展开数字处置，算出各点的传输函数，组成正确的传输函数矩阵。第四，判断参数。第五，演示动画。通过试验模态剖析获得的相关参数和振型图，可用来进行试验对象的运动精度剖析、结构可靠性的剖析、结构动态性质的创新设计以及结构疲劳强度剖析等[1]。

二、通信电子设备优化设计的研究

（一）关于黄金分割法

此方法又叫做0.618法，是一种根据对称又对称准则决定中间进入点，从而减少区间的一维搜寻算法。

假设区间[a,b]中2个中间进入点通过以下对称模式形成：

X1=a+（1-λ）（b-a）；X2=a+λ（b-a），此公式中，λ代表0-1范围内某一正比例系数。如果完成一次减少后得到的新区间是[a，X2]，要求X1在此区间中依然是拥有相同对称关系的点，这样一来，再继续形成一个新点，便可实现第二次减少区间。

需要注意的是，相关人员必须要清楚X1新区间中的对称性要求与实际位置，了解之前区间内的点X1在全新区间中的位置应落在X2位置上。不难发现，这两个区间中的X2和原点a之前的距离均是本区间总长度的λ倍。另外，后得到的区间x2和原点之间的距离，即初始区间中X1到原点间的距离，是其自身区间长度的1-λ倍，得到以下关系：λ2=1-λ=0.618，把其带进上述公式中可得：X1=a+0.382（b-a）；X2=a+0.618（b-a）。这便是换金分割法的带入公式，以此得到0.618法这一名。

通过研究发现，此方法每次减少区间的比率是不变的。若把新老区间的长度比较多区间所效率，那么其将等同于0.618。若提供ε（收敛精度）与b-a（老区间），实现一次一维度搜查需要的减少区间n（次数）可通过以下公式算出：

ε≥0.618n（b-a）；ln（ε/b-a）/ln.0618≤n，由此可知，ε愈小，老区间愈长，所要减少区间的次数愈多。

（二）关于鲍威尔法

此方法是指通过平行搜寻渐渐建设共轭方向，同时顺着这一方向实施一维搜索渐渐靠近极小点的一种算法。因为此过程不会运用到运算函数的导数，所以鲍威尔法是解决无约束问题的有效手段，拥有良好的收敛速度。

用n个基向量e0~n-1组成开始方向组P0，从入手，顺着P0里的n个方向当做n次一维搜寻获得的点，然后把连接与当做首个新形成的方向S0，得到S0=-。顺着S0方向进行一维搜寻获得点。同时把其当做下面迭代的出发点，让等同于，同时用S0顶替之前方向P0内的某一基向量ei，产生全新的方向组P1。之后开始接下来的迭代，从入手，据此顺着全新的P1中的n个方向当做n次一维搜寻，获得新点与全新的方向S1=-，然后围绕S1完成一维搜寻获得点。这时点与可从与开始，顺着S0方向完成2次一维搜寻获得2个极小点，因此S0与S1共轭。如果函数属于正定二元二次函数，那么即求解的无约束问题的最佳点[2]。

通过分析可发现，这一算法是共轭方向法的一种。针对正定二次函数而言，只需通过n轮迭代，便能获得最佳点。一轮完成n+1次一维搜索，因此可完成n（n+1）次一维搜寻。针对普通函数来讲，如果通过n轮搜寻获得的点无法满足收敛要求，那么要把此点当做全新的出发点，再次从n个基向量组成的方向组出发，更改成全新的方向与迭代，直至其符合相关要求再终止。

结论：综上所述，加强通信电子设备的动态剖析和优化设计，是此行业实现可持续发展必经之路。相关人员要从全面掌握黄金分割法与鲍威尔法，结合实际情况有针对性的完成设计工作，研究出更加科学合理的设计方法。

参考文献：

[1]孔令夷,楼旭明,贾卫峰.我国通信电子设备制造业转型升级路径与模式[J].科技管理研究,2014,34(19):71-77+87.

[2]杨妍.航空电子通信设备的可靠性设计技术探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2017(04):141-142.