Аналоговый оптимизатор числа запасных элементов Советский патент 1983 года по МПК G06G7/48 

третьего блока деления соединен с вторым входом второго блока сравнения, второй выход первого блока формирования приращений целевой функции подключен к первому входу второго блока расчета времени, выход которого через первый инвертор соединен с вторым входом третьего сумматора, первый выход второго блока формирования приращений целевой функции подключен к вторым входам первого и третьего блоков расчета времени, второй выход второго блока формирования приращений целевой функции соединен с вторым входом второго блока расчета времени, первый выход третьего блока формирования приращений целевой функции соединен с третьими .входами первого и второго блоков расчета времени, второй выход третьего блока формирования приращений целевой функции подключен к третьему входу третьего блока расчета вр.мени, выход которого через второй инвертор соединен с вторым входом четвертого сумматора, третьи: выводы переключателя подключены к вторым входам второго и третьего блоков деления соответственно, выход источника напряжения через размыкающий контакт второго реле соединен с первым выводом второго переключаквдего контакта первого реле, второй вывод которого

подключен к входу второго элемента индикации, третий вывод второго переключающего контакта первого реле времени соединен с входом третьего элемента индикации.

2. Оптимизатор по п. 1, отличающийся тем, что блок расчета времени содержит инвертор, сумматоры и блоки умножения, причем выход инаертора соединен с. первым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу первоfo блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого через второй блок умножения подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого является выходом блока, выход третьего блока умножения соединен с первым входом четвертого блока умножения, второй вход которого подключен h выходу второго .сумматора, выход четвертого блока умножения соединен с вторым выходом третьегосумматора, второй вход второго сумматора объединен с входом инвертора и является первым входом блока расчета времени, вторым входом которого является второй вход первого сумматора второй вход первого блока умножения объединен с входом третьего блока умножения и является третьим входом блока расчета времени.

1. АНАЛОГОВЫЙ ОПТИМИЗАТОР ЧИСЛА ЗАПАСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащий первый блок формирования приращений целевой функции, бгок формирования коэффициента простоя, первый блок сравнения, первый выход которого соединен с входом первого реле времени, блок установки градие нта, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй выход которого соединен с входом первого элемента индикации, первую группу блоков задания коэффициентов затрат, выходы которых соединены соответственно с первыми выводами переключателя и с входами соответствующих блоков умножения на постоянный коэффициент первой группы, выходы которых соединены с первой группой входов первого сумматора, выход источника образцового напряжения подключен к входам блоков задания коэффициентов затрат первой группы, и блоки индикации, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него введены второй и третий блоки формирования приращений целевой функции, второй и третий эле- менты индикации, блоки расчета времени, инверторы, сумматоры, блоки деления, блок задания ограничения, второе реле времени, блок управления, второй блок сравнения, вторая группа блоков задания коэффициентов затрат и вторая группа блоков умножения на постоянный коэффициент, выходы которых соединены с второй группой входов первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора и первому входу блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к входу первого блока индикации, выход блока задания ограничения соединен с вторым входом первого блока деления и с вторым входом второго сумглатора, выход которого подключен к входу второго блока индикации, выход источника образцового напряжения соединен с входами блока задания ограничения, блоков задания коэффициентов затрат второй группы и с входом блока уста. новки градиента, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выходы блоков задания коэффициентов затрат второй группы соединены соответственно с вторыми выводами переключателя и с входами блоков умножения на постоянный коэффициент второй группы, первый выход первого блока формирования приращений целевой функции подключен к первым вхо4 1чЭ дам первого и третьего блоков расчета времени, выход первого блока расчета времени соединен с входом блоО., ка формирования коэффициента простоя 4 с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выходы которых подключены к входам второго и третьего блоков деления соответственно, выход второго блока деления соединен с первым выводом первого переключающего контакта первого реле времени, второй вывод которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход второго блока деления подключен к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к входу второго реле времени, выход третьего блока деления соединен с третьил выводом первого переключающего контакта первого реле времени, выход

Изобретение относится к тех .кому моделированию и предназна для определения оптимального ч запасных элементов в одиночных групповом комплектах ()()Сдоп Т,(%-.2з)%Р1( , 1 j 12j 2j ( j I 2Г( (%%;P«f-P Р( «r-Vlj (J 2j; 2r 2Г среднее время простоя системы из-за недостатка запасных элементов; суммарная стоимость затрат; стоимость запасного элемента j-ro типа в одиночном и групповом комплектах соответственно;количество одиночных комплектов, обслуживаемых одним групповым комплектом; число запасных элементов j-ro типа в одиночном и групповом комплектах соответственно;интенсивность потока отказов технической системы; редние времена востановления запасных элементов в одиноч ном и групповом компектах соответственно, Известен аналоговый оптимизатор, содержащий блоки перемножения, сумматор, блоки задания нелинейности, блок установления градиента, блоки установки затрат, переключатели 1 Наиболее .близким техническим решением к изобретению является аналб говый оптимизатор числа эапасщлх бл ков, содержащий первый блок сравнения, первый выход которого соединен с входом первого реле времени, блок установки грсщиента, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй выход которого соединен с входом первого элемента индикации, первую группу блоков задания коэффициентов затрат, выходы 1 :оторых подключены соответственно к первым выводам переключателя и к входам соответствующих бло ков умножения на постоянный коэффициент первой группы, выходы которых соединены с группой входов первого сумматора, второй блок сравнения, блоки; формирования коэффициента про тоя и приращений целевой функции 2 Известные устройства могут быть использованы в случаях, когда целе-; вая функция и функция ограничения М гут быть представлены в виде суммы функций от одной переменной. Цель изобретения - расширение класса решаемых задач. Указанная цель достигается тем, что в аналоговый оптимизатор числа запасных элементов, содержащий первый блок формирования приращений целевой функции, блок формирования коэффициента ПРОСТОЯ, первый блок срав нения, первый выход которого соединен с входом первого реле времени, блок установки градиента, выход кото рого подключен к первому входу перво го блока сравнения, второй выход которого соединен с входом первого эле мента индикации, первую группу блоков задания коэффициентов затрат, вы ходы которых соединены соответственно с первыми выводами переключателя и с входами соответствующих блоков умножения на постоянный коэффициент первой группы, выходы которых соединены с первой группой входов перво го сумматора выход источника образцового напряжения подключен к входам блоков задания коэффициентов затрат первой группы, и блоки индикации, введены второй и третий блоки формирования приращений целевой функции, второй и третий элементы индикации , блоки расчета времени, инверторы, сумматоры, блоки деления, блок -задания ограничения, второе реле времени блок умножения, второй блок сравнения , вторая группа блоков задания коэффициентов затрат и вторая группа умножения на постоянный коэффициент, выходы которых соединены с второй группой входов первого сумматора, выход -которого подключен к первому входу второго сумматора и первому входу блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к входу первого блока индикации, выход блока задания ограНичения соединен с вторым входом первого блока деления и с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к входу второго блока индикации, выход источника образцового напряжения соединен с входами блока задания ограничения, блоков задания коэффициентов затрат второй группы и с входом блока установки градиента, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выходы блоков задания коэффициентов затрат второй группы соединены соответственно с вторыми выводами переключателя и с входами блоков умножения на постоянный коэффициент второй группы, первый выход первого.блока формирования приращений целевой функции подключен к первым входам первого и третьег-о блоков расчета времени, выход первого блока расчета времени соединен с входом блока формирования коэффициента простоя, с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выходы которых подключены к первым входам второго и третьего блоков деления соответственно, выход второго блока деления соединен -с первым выводом первого переключающего контакта первого, реле времени, второй вывод которого соединен с вторым входом перво- го блока сравнения, выход второго блока деления подключен к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к входу второго реле времени, выход третьего блока деления соединен с третьим выводом первого переключающего контакта первого реле- времени, выход третьего блока деления соединен с вторым входом второго блока сравнения, второй выход первого блока формирования приращений целевой функции подключен к первому входу второго блока расчета времени, выход которого через первый инвертор соединен с вторым входом Третьего сумматора, первыр выход второго блока формирования приращений целевой функции подключен к вторым входам первого и третьего блоков расчета времени, второй выход второго блока формирования приращений целевой функции соединен с вторым входом второго блока расчета времени,первый выход третьего блока формирования приращений целевой функции соединен с третьими входс1ми первого и второго блоков расчета времени, второй выход; третьего блока формирования приращений целевой функции подключен к третьему входу третьего блока расче та времени, вьход которого через вто рой инвертор соединен с. вторым входом четвертого сумматора, третьи выводы переключателя подключены к вто pujv входам второго и третьего блоков деления соответственно, выход источ ника образцового напряжения через размыкающий контакт второго реле сое динен с первым Еьшодом второго переключающего контакта первого реле, второй вывол которого подключен к /зходу второго элемента индикации, третий вывод второго переключающего контакта первого реле времени соединен с Входом третьего элемента индикации. Блок расчета времени содержит инвертор, сумматоры и блоки.умножения, причем выход инвертора соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому вхо ду первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго -сумматора, выход которого через второй блок умножения псщклю.чей к первому входу третьего сумматора,.выход которого является выходом блока, выход третьего блока умно жения соединен с первым входом четвертого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход четвертого блока умножения соединен с вторым выходом третьего сумматор|а, второй вкод второго сумматора объединен с входом инвертора и является первым входом блока, расчета времени, вторым входом которого является в.торой вход первого сумматора, второй вход первого блока умножения Объединен с входом третьего блока умножения и является третьим вхсдом блока расчета времени На фиг, 1 представлена блок-схема аналогового оптимизатора числа запас ных элементов; на фиг. 2 - блок расчета времени. Аналоговый оптимизатор содержит блоки 1, 2 и 3 формирования приращений целевой функции, блоки 4, 5 и б расчета времени, инверторы 7 и 8, сумматоры 9 и 10, блоки 11 и 12 деле ния, блок 13 формирования коэффициен та простоя, блоки 14 и 15 сравнения, реле времени 16 и 17, блок 18 установки градиента группы блоков и задания коэффициентов затрат, группы блоков .j и 22 .-22 умножения на постоянный коэффициент, блок 23 задания ограничения, сумматоры 24И 25, блок 26 умножения, блок деления 27, источник 28 образ цового напряжения, блоки 29 и 30 ийдикадии, элементы 31, 32 к 33 индикации, переключатель 34. Каждый блок расчета времени содержит сумматоры 35 и 36, блок 37 умножения (для определения вероятности Р.О , блоки 38 и .39 умножения на постоянный коэффициент cj,y Tj;, q,jT соответственно, блок 40 умножения и сумматор 41 для формирования сигнала, пропорционального времени Ту, инвертор 42. Решение задачи заключается в выборе каждого типа запасных элементов таких наименьших и П2-, для которых выполняются УСЛОВИЯ , .().j).yN),. .(П..1 TTTW vitr /, )((2i)xi 2)-CjjC j где h - произвольно выбранный множитель Лагранжа, последовательно подбирая значения которого, дсЬбиваются выполнения ограничения (1). Принцип работы устройства ((иг.1) заключается в следующем. Перед решением задачи на блоках 19 -19|у и ( устанавливают коэффициенты, соответствующие на блоке 23 - коэффициент, соответствующий Сдоп. На каждом этапе решения задачи осуществляется пошаговая процедура определения оптимального числа запасных элементов всех типов для выбранного множителя Лагранжа h, значение которого устанавливают на блоке 18. На каждом j-oM шаге определяется число запасных элементов одного из N типов. Для этого переключатель 34 устанавливают в положение,соответствующее j-му типу запасных элементов, на блоках 38 и 39 блоков 4, 5 и б расчета времени устанавливают коэффициенты, соответствукадие(},:Т2; ,} в блоках 1, 2 и 3 - коэффициенты, соответствующие , 2-i в результате на первых выходах блоков 1, 2 и 3 формируются сигналы, пропорциональные значениям вероятнос 12j(i2j°)fi() ,P2i(,0}, а на их вторых выходах -сигна гы, пропорциональные в ероятностям (. / «j Si-) ii( значения подаются на соответствующие входы блоков 4, 5 и 6, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные временам Ту (0,0), Т..(1,0), Ту(0,1) соответственно. С выходов сумглаторов 9 и 10 снимаются сигналы, пропорциональные разностямлт (0) ,(0) соответственно, которые подаются на первые входы блоков 11 и 12. На вторые входы э.тих блоков через переключатель 34 подаются сигналы, пропорциональные значениям WC и С,-, а с выходов снимаются сигнадш, пропорциональные ) иfI2j(0,которые сравниваются в блоке 14. Если сигнал с выхода блока 11 больше, то реле 16 первым контактом

подключает к источнику 28 элемент 31 индикации (Увеличить п), авторым - выход блока 11 к входу блока 15. Если сигнал с выхода блока 11 меньше, то реле 16 первым контактом подключает к источнику 28 элемент 32 индикации { Увеличить П2 } г а вторым - выход блока 12 к входу блока 15. Бели сигнал, поданный на вход блока 15, больше, чем множитель Лагранжа, то элемент индикации 33 (Установить , ii2l в загорается и реле 17 времени не срабатывает.

Такая процедура продолжается до тех пор, пока Наибольшая из величин I, , и 2 ® станет меньше выбранного значения множителя Лагранжа fi . При выполнении этого условия загорается элемент 33 ( Установить ,П2-1 и срабатывает реле 17 времени, которое отключает от источника 28 элемен ты 31 и 32 и подключает выход блока 4 к входу блока 13, В результате напряжение на выходе блока .13 увеличивается на величину, пропорциональную времени Tj (, n2j-f) .

Аналогично определяют число запасных элементов каждого типа.

После выполнения N шагов решения на выходе сумматора 24. получают значение С. По показаниям блока индикации 29 определяют выполняется ли ограничение. Если оно выполняется с заданной точностью, то задача решена В противном случае схему возвращают в исходное положение, на блоке 18 устанавливают коэффициент, соответствующий новому значению множителя Лагранжа, определенному по показанию блока индикации 30, и процедуру решения повторяют.

В результате решения задачи на выходе блока 13 получают минимальное значение среднего времени Т простоя системы из-за недостатка запасных элементов, а значения коэффициентов на блоках 2l,.-2lf равны оптимальному числу запасных элементов, в одиночном и групповом njj комплектах соответственно.

Таким образом, предложенное устройство позволяет решать задачу оптимизации числа запасных элементов в одиночных и групповом комплектах, целевая функция которой представл яет сумму N функций Tj (, ) от двух переменных.

Bjf.f

«2

л

л

39

4/

дых