Устройство для решения задач математического программирования Советский патент 1986 года по МПК G06G7/122 

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано при решении задач математического программирования, а также в качестве технического средства обучения при изучении этих задач.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет определения координат экстремальной точки при двух и более переменных и повышение быстродействия устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для решения задач математического программирования,

Устройство содержит R-сетки 1 и 2, блок 3 пороговых элементов, блок 4 формирователей импульсов, элемент ИЛИ 5, электронно-лучевой индикатор 6, схему 7 изменения значений целевой функции, которая включает триггер 8, интегратор 9, элемент НЕ 10,- элементы И 11 и 12, формирователи 13 и 14 импульсов, генератор 15 счетных импульсов, п одинаковых блоков формирования

координат целевой функции 16.1-16.П, содержащих соответственно счетчики 17.1, 17.2, ..,, 17.п, триггеры 18.1- 18.П, интеграторы 19.1-19.П и элементов И 20.1-20.П и блок 21 индикации. R-сетка 1 - матрица резисторов - аналог систем функций и R-сетка 2 - матрица резисторов - аналог целевой функции представляет собой нелинейные функциональные многополюсники, содержащие нелинейные резисторы. Функциональные преобразователи одной и нескольких независимых: переменных, структура и параметры которых должны быть выбраны в соответствии с условиями

.O Гмакс

1мин,(2)

где Т- конечный оператор,

f - скалярная функция,

5 - вектор неизвестных;

F - вектор известнь.гх величин;

jj - целевая функция. Элементы устройства соединены следующим образом. Выходы 20.1-20.П элементов соединены с входами блока 21. Выход генератора. 15 импульсов подклю- чен к счетному входу счетчика 17.1 блока 16.1, Выход переполнения счет- пика 17.1 подключен к входу триггера 18.1 этого же блока 16.1 и к счетному пуоду счетчика 17.2 блока 16.2. Выход переполнения счетчика 17 ,2 подключен к

входу триггера 18.2 и к счетному входу счетчика 17,3, выход переполнения которого подключен к входу триггера 18,3 и т. д. Выход переполнения счетчика 17,п подключен к входу триггера 18.п. Выходы переполнения счетчиков 17,1 и 17.2 подключены к входам соответственно, формирователей 13 и 14 импульсов. Выходы триггеров 18,1-18.п

подключены к входам соответственно интеграторов 19.1-19.П, выходы которых подключены к информационным входам R-сеток 1 и 2, а входы интеграторов 19.1 и 19.2, кроме того,- к входам отклонения луча электронно-лучевого индикатора 6. Выходы R-сеток 1 и 2 подключены к входам блока 3 пороговых элементов, группа выходов блока 3 пороговых элементов непосредственно и через блок 4 формирователей импульсов подключена соответственно к первой и второй группам входов элементов ИЛИ 5. К входам элемента ИЛИ 5 подключены также выходы формирователей 13 и 14 импульсов. Выход элемента ИЛИ 5 соединен с входом яркост- ной модуляции электронно-лучевого индикатора 6. Выход элемента И 11 под- |ключен к единичному, а элемент-И 12 к нулевому входу триггера 8. Входы элементов И 11 и 12 подключены к выходу генератора 15 импульсов. Единичный выход триггера 8 подключен к входу интегратора 9, выход которого под- ключен к соответствующему входу R- сетки 2. Информационные выходы счетчи ков 17.1-17.П соединены с первыми . входами элементов И 20.1-20.п. Вторые входы элементов И 20.1-20.п соединены

с выходами блока 4 формирователей импульсов .

Устройство работает следующим образом.

Сначала необходимо составить R- функцию области, которая является пересечением области, ограниченной условиями неравенств (1), и области пространства, отсекаемой целевой функцией )j и содержащей точку экстремума.

R-функция принимает отрицательные значения вне указанной области, положительные - внутри ее и равна нулю,на границе (5). R-функция и целевая функция (J реализуются R-сеткой 2, а условия (1) - R-сеткой 1, Генератор 15 импульсов выдает импульсы на счетчик 17,1 для их пересчета, а также на элементы И 11 и 12 для управления состоянием триггера 8.-Сигналь переполнения счетчиков 17.1-17.П изменяют состояние счетных триггеров 18.1-18.п, а сигналы счетчиков 17.1 и 17.2, кроме того, 5 запускают формирователи 13 и 14 импульсов, выходные сигналы которых играют роль синхронизирующих импульсов.

с информационных выходов этих же счетчиков текущие значения координат 10 поступают на соответствующие элементы И 20, через которые они пройдут на блок 21..

Симметричные выходные напряжения треугольной формы, играющие роль пере-15 менных моделируемой задачи, с выходов интеграторов 19.1-19.П поступают на входы R-сетки 1 аналогов системы функций и R-сетки 2 аналогов целевой функции и R-функции.20

При подаче на входы R-сетки 1 и R-сетки 2 напряжений треугольной формы на их выходах формируются сигналы невязок в условиях (1) и (2). Эти сигналы после прохождения пороговых-. 25 элементов блока 3 формируются в дво- ичные сигналы. Единичный уровень сигнала с выхода блока 3 определяет - знак невязки составленной R-фу нкции, а нулевые уровни через элемент 10 и эле- Q мент И 12 устанавливают нулевой уровень на выходе триггера 8. Триггер В управляет работой интегратора 9, который производит изменение значения ;целевой функции м в сторону его приближения к оптимальному. Поскольку из- за перемещения целевой функции область Е-функции сужается, то и время работы интегратора 9, а следовательно, и приращение д р целевой функции умень- Q шается, приближаясь к нулю с точностью до единицы младшего разряда счетчиков 17.1-17.п.

Блоки 16.1 и 16.2 и формирователи 13 и 14 импульсов обеспечивают форми- рование растра прямоугольной системы вух координат на экране электронно- пучевого индикатора 6.

Отсчет оптимальных значений коор- 50 динат производится по показаниям цифрового индикатора в блоке 21.

Формула изобрет-ен ия

Устройство для решения задач- математического программирования, содержащее две Н-сетки, блок пороговых

яе 5

10

-15 20

25Q Q

0

5

элементов, блок формирователей импульсов, элемент ИЛИ, индикатор, формирователи импульсов, два блока формирования координат целевой функции, каждый из которых состоит из интегратора, триггера, счетчика и элемента И, блок индикации и генератор счетных импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика первого блока формирования координат целевой функции, выходы переполнения счетчиков первого и второго блоков формирования координат целевой функции через соответствующие формирователи импульсов подключены к одноименным входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом индикатора, в каждом блоке формирования координат целевой функции информационный выход счетчика подключен к первому входу элемента И, выходы элементов И соединены с вхо- дами первой группы блока индикации, выход переполнения счетчика первого блока формирования координат целевой функции соединен со счетным входом счетчика второго блока формирования координат целевой функции, в каждом блоке формирования координат целевой функции выход переполнения счетчика через триггер соединен с входом интегратора, выходы интеграторов подключены к входам группы индикатора и к входам первых групп R-сеток, выходы которых соединены с входами блока пороговых элементов, выходы которого подключены к входам первой группы элемента ИЛИ и через блок формирователей импульсов к входам второй группы элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет определения координат экстремальной точки при двух и более переменных, в него введены блок элементов НЕ, элементы И, триггер, интегратор и (п-2) блоков формирования координат целевой функции (п 1, 2 ... - число переменных), причем выход переполнения счетчика каждого блока формирования координат целевой функции, кроме первого и п-го, соединен со счетным входом счетчика последующего блока формирования координат целевой функции выходы блока формирователей импульсов соединены с вторыми входами элементов И блоков формирования координат целевой функции, выходы элементов И i-x блоков формирования координат целевой функции (i 3, 4...n) подключены к входам второй группы блока индикации, выход интегратора i-ro блока формирования координат целевой функции соединен с соответствующим входом второй группы первой и второй R-сеток выход генератора счетных импульсов подключен к входу первого, и к первому входу второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с

входами триггера, выход которого чер интегратор подключен к вхбду задания начального значения целевой функции Ьторой R-сетки, выходы блока пороговых элементов соединены с входами первого элемента И , соответ- ствзтощий выход блока порого - вых элементов через элемент НЕ соединен с вторым входом второго элемента И.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при решении задач математического программирования. Целью изобретения является расширение класса решаемых .задач за счет определения координат экстремальной точки при цвух и более переменных. Устройство содержит R- сетки, блок пороговых элементов, формирователи импульсов, блок формирова телей импульсов, индикатор, элементы И, элемент ИЛИ, блок индикации, триггеры, интегратор, блоки формирования координат целевой функции, состоящие из счетчиков, триггеров, интеграторов и элементов И. Блоки формирования координат целевой функции обеспечивают формирование растра прямоугольной системы двух координат на экране индикатора. Отсчет оптимальных значений координат производится по показаниям цифрового индикатора в блоке индикации. 1 ил. с S W

Редактор В.Иванова

Составитель Загорбинина

Техред В.Кадар Корректор И.Муска

Заказ 4327/51Тираж 671Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4