Краткая теория

Постановка задачи оптимизации имеет содержательный смысл только в том случае, когда появляется необходимость выбора од­ного из конкурирующих вариантов, полученных при ограничен­ности ресурсов. Выбор критерия оптимальности является одним из важных этапов постановки задачи оптимизации, так как все последующие действия направ­лены на поиск объекта, наиболее близкого к оптимальному по выбранному критерию.

Целевая функ­ция количественно выражает качество объекта и потому на­зывается также функцией качества, или критерием оптимальности. Целевая функция должна быть одна (принцип однозначности). Формирование целевой функции всегда выполняется с учетом различных выходных параметров проектируемого устройства. В за­висимости от содержательного смысла этих параметров и выбран­ного способа их сочетания в целевой функции качество объекта будет тем выше, чем больше ее значение (максимизация) или чем меньше ее значение (минимизация).

Если среди выходных параметров можно выделить один основной, наиболее полно отражающий эффективность проектируе­мого объекта, то этот параметр принимают за целевую функцию. Различные группы и категории транспортных и тяговых средств очень сильно отличаются по назначению (например, тракторы, грузовые автомобили и спортивные автомобили), поэтому для них в качестве выходных параметров, применимых как целевая функция, могут быть и грузоподъемность, и расход топлива, и динамические качества, и многие другие. Условия работоспо­собности объекта по всем остальным выходным параметрам от­носят при этом к функциональным ограничениям. Оптимизация на основе такой постановки называется оптимизацией по част­ному критерию.

Внутренние параметры, значения которых могут меняться в процессе оптимизации и которые являются аргументами целевой функции, называют управляемыми параметрами.

Выбор целевой функции носит субъективный характер, и по­этому объект может быть оптимален только в смысле данного кри­терия.