稳健参数设计
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1.4.6 以噪声因子模拟噪声,以信噪比作为稳健性评定指标

在稳健参数设计中,选择噪声策略是十分重要的。在稳健技术开发和稳健产品设计中,主要用噪声因子模拟内噪声和外噪声;而在稳健产品制造中,主要用噪声因子模拟产品间噪声。在可计算性系统中,外设计可以用正交表安排噪声因子;在不可计算性系统中,可以采用复合噪声因子法(将若干个噪声因子组成一个噪声向量)。

在稳健参数设计中,以信噪比来评定设计方案的稳健性。从概念上讲,信噪比是信号的功率与噪声的功率之比。例如,收音机是一个接收系统,其信噪比是期望的信号(有用部分)和噪声(有害部分)的比,可评定收音机功能的稳健性。一台便宜的袖珍收音机音量较高时,噪音很大;而一台较贵的收音机,由于使用高频接收,降低了噪声的影响,因此即使音量较高时,噪声也较低。可以看出,前者的信噪比低,后者的信噪比高。

从另外一个观点看,信噪比代表灵敏度(或静态特性中的平均值)和波动。传统上,对一个产品或生产过程的研究有一个固定的目标值。例如,设计一个线路是为了产生一个特定的输出电压,或设计一个系统是为了维持特定的温度,只有产品在市场上出现问题时才会考虑波动。固定的目标值与平均值或灵敏度有关。

每个硬件都由一个信噪比来评定产品质量的稳健性,稳健参数设计通过改变可控因子的水平使信噪比达到最大。