Система оптимизации режимов работы объекта Советский патент 1987 года по МПК G05B13/00 

11

Изобретение относится к технической кибернетике и предназначено для поиска и поддержания онтимальных режимов, работы многомерных стохастических объектов управления, имеющих две выходные переменные, управляемую и вспомогательную, на которые наложены ограниче шя и зависимость между которыми нестационарна.

Цель изобретения - .расширение области применения системы.

На фиг, 1 приведена блок-схема системы оптимизации режимов работы объекта; на фиг,. 2 - структурная схема анализатора выхода объекта; на фиг, 3 - то же, анализатора вход объекта; на фиг, 4 - то же, первого переключателя; на фиг, 5 - то же,- первого блока памяти; на фиг, 6 - то же, второго блока памяти; на фиг, 7 - блок планирования эксперимента; на фиг, 8 - структурная схема второго сумматора; на фиг, 9

то же, командного блока; на фиг, 10

то же, первого сумматора.

Система содержит блок 1 планирова- ния эксперимента, первый блок 2 памяти первьй элемент 3 сравнения, блок 4 задания ограничений, первый сумматор 5, пер вый переключатель 6, второй блок 7 памяти, анализатор 8 выхода объекта, анализатор 9 входа объекта второй сумматор 10, командный блок П, регулятор 12, объект 13 управления, первый и второй датчики 14 и 15, второй переключатель 16, третий блок 17 памяти, третий сумматор 18, второй элемент 19 сравнения

и элемент И 20,

Устройство и работа системы описаны для k факторов.

Анализатор 8 выхода объекта содержит (фиг, 2) схему выбора макси- мальной из нескольких переменных 21 k+1 схем 22 совпадения, k+1 ключей 23, Входь: схемы выбора максимальной из нескольких переменных 21 и вторы входы схем 22 совпадения подключе- ны к первому входу 24 анализатора 8 выхода объекта, выход схемы выбора максимальной из нескольких переменных 21 соединен с первыми входами схем 22 совпадения, выходы которых соединены с входами ключей 23, уп- равляюш)не входы которых подключены ко второму входу 25 анализатора выхода объекта, а выходы - к первому

0

71

5

5

0

5

0

0

5 0 5

032

выходу 26 и второму выходу 27 анализатора 8 выхода объекта.

Анализатор 9 входа объекта (фиг, 3) содержит k+1 генераторов 28 единичных сигналов, входы которых подключены к первому входу 29, а выходы - к выходу 30 анализатора 9 входа объекта.

Переключатель 6 (фиг, 4) содержит элемент НЕ 31, первый ключ 32 и второй ключ 33, аналогичные ключу 23, Вход первого ключа 32 связан с первым входом 34, а вход второго ключа 33 - с вторым входом 35 переключателя 6, Третий вход 36 переключателя связан с управляющим входом второго ключа 33 и входом элемента НЕ 31, выход которого связан с управляющим входом первого ключа 32, Выход 37 переключателя 6 связан с выходом второго ключа 33 и первого ключа 32,

Первьш блок 2 памяти (фиг, 5) содержит а+ ключей 38, k+1 ячеек 39 памяти, k+1 звеньев 40 запаздывания, k+1 нормальнозамкнутых ле 41 времени. Входы реле 41 времени связаны с первым входом 42 первого блока 2 памяти, входы звеньев 40 запаздывания связаны с вторым входом 43 первого блока 2 памяти, входы ключей 38 связаны с третьим входом 44 первого блока 2 памяти. Выходы звеньев 40 запаздывания связаны с управляющими входами ключей 38, выходы которых связаны с входами ячеек 39 памяти, выходы которых связаны с выходом 45 первого блока 2 памяти. Выходы реле 41 связаны с входами ячеек 39 памяти,

Второй блок 7 памяти (фиг, 6) содержит k+1 нормапьнозамкнутых ре- ле 46 времени, k+1 ключей 47, k+1 - ячеек 48 памяти. Управляющие входы ключей 47 связаны с вторым входом 49 второго блока 7 памяти. Информационные входы реле времени 46 и ключей 47 связаны с первым входом 50 второго блока 7 памяти. Выходы реле 46 и ключей 47 связаны с входами ячеек 48 памяти, выходы которых связаны с выходом 51 второго блока 7 памяти.

Блок 1 планирования эксперимента (фиг, 7) содержит k+1 задатчиков 52, подключенных к входам автоматического коммутатора 53, вьпсод которого

связан с выходом 54 блока 1 планирования эксперимента.

Второй сумматор 10 (фиг, 8) содержит k+1 переключателей 55, аналогичных переключателю.6, подключенных в обратную сторону, и сумматор 56, Первые входы переключателей 55 соединены с первым входом сумматора 56, вторые выходы - с вторым, третьим,., k+2-м входом сумматора 56, управляющие входы переключателей - первым входом 57, а информационные входы переключателей - с вторым входом 58 сумматора 10, Выход сумматора 56 является выходом 59 сумматора 10,

Командный блок 11 (фиг, 9) содержит переключатель 60, ключ 61, мультивибратор 62, счетчик 63, звено 64 запаздывания, переключатель 65, генератор 66 единичных сигналов. Информационный вход ключа 61 является первым входом 67 командного блока 11. Выход ключа 61 связан с первым входом переключателя 60, второй вхо которого является вторым входом 68 командного блока 11, Управляемый вход ключа 61 является третьим входом 69 командного блока 11, ВБШОД мультивибратора 62 связан с входом счетчика 63 и первым входом переключателя 65. Выход счетчика 63 связан с третьим входом переключателя 60, входом звена 64 запаздывания и вторым входом переключателя 65. Выход переключателя 60 является первым выходом 70 командного .блока 11, Выход звена запаздывания. 64 связан с третьим входом переключателя 63, выход которого связан с входом генератора 66 единичнь1х сигналов, выход которого является вторым выходом 71 командного блока 11,

Первый сумматор 5 (фиг, 10) содержит сумматоры 72 - 74, схемы 75 и 76 образования модуля и имеет входы 77 - 80 и выход 81,

Второй переключатель 16 устроен и работает аналогично первому переключателю 6.

Третий блок 17 памяти устроен и работает аналогично второму блоку 7 памяти.

Третий сумматор 18 устроен и работает аналогично второму сумматору 10.

Задачей оптимизации является поиск значений факторов, соответ

ствующих экстремуму целевой Функции, с учетом ограничений на область оптимальных значений управляющих воздействий и ограничений на область

допустимых значений вспомогательной выходной переменной.

Работа системы рассматривается на примере задачи поиска минимума целевой.функции,

в исходном состоянии в ячейках второго 7, первого 2 и третьего 17 блоков памяти записаны нули. На первом 67, втором 68 и третьем 69 входах (фиг. 9) командного блока 11,

а также на выходах мультивибратора 62, счетчика 63, звена 64 запаздывания, генератора 66 единичных сигналов (фиг. 9) в командном блоке 11, звена запаздывания 40 (4иг, 5) первого блока памяти 2, генератора единичных сигналов. 28 (фиг. 3) анализатора 9 входа объекта, а также элементов сравнения 3 и 9 - нули, Ключ 32 первого переключателя 6 и второй ключ второго переключателя 16 открыты. Ключи 23 (фиг. 2) анализатора 8 выхода объекта,ключи 32 (фиг, 4) первого переключателя 6, ключи 38 (фиг. 5) первого блока 2 памяти, ключи 47 (фиг, 6) второго блока 7 памяти, ключи третьего бло- ка 17 памяти (фиг, 12), ключ 61 (фиг. 9) командного блока 11, первый ключ второго переключателя 16

закрыты. Переключатели 6, 16, 60 и 65 командного блока 11 открыты по второму входу и закрыты по первому, В момент пуска блок планирования эксперимента начинает формировать

входные воздействия Х, согласно матрице насыщенного плана (симтшекс- плана), которые по первому входу записываются в первый блок 2 памяти, а также подаются на второй вход командного блока 11. Это происходит следующим образом,

В момент пуска автоматический коммутатор 53 (фиг. 7) поочередно

подключает задатчики 52 - к вьпсоду 54 блока. 1 Планирования эксперимента через интервалы времени t , после . чего отключается. Сформированные та- ютм образом сигналы о значениях

входных воздействий последовательно подаются на первый вход 42 (фиг, 5) первого блока 2 памяти. Через нормально замкнутые контакты реле 41 времени эти сигналы подаются на вход

ячейки ЗУ памяти (фиг. 5) первого блока 2 памяти. После размыкания контактом реле 41 времени в моменты

г , 2Т,( l)t , с момента начала

отсчета, происходит запоминание сигналов в ячейках 39 памяти первого блока 2 -памяти. Отсчет времени срабатывания реле ведется с момента пуска системы.

Сигналы о входных воздействиях Х- последовательно подаются также на второй вход 68 (фиг. 9) командного блока 11. Далее через второй вход переключателя 60 (фиг. 9) сигналы о входных воздействиях поступают на первый выход 70 (фиг. 9) командного блока 11 и далее через регулятор 12, преобразующий сигналы системы в физические воздействия, реализуются на объекте 13 управления.

Сигналы о значениях соответствующих откликов у; с управляемого выхода объекта 13 управления через первый датчик и второй вход первого переключателя 6 поступают на второй вход второго блока 7 памяти и записываются в ячейки второго блока 7 памяти. Это происходит следующим образом.

Через второй вход 35, открытый в исходном состоянии ключ 33 и выход 37 (фиг. 4) переключателя 6 сигнал о значении откликов у поступает на первый вход 50 (фиг, 6) второго блока 7 памяти. Далее через нормально- замкнутые контакты реле 46 времени эти сигналы подаются на вход ячейки 48 памяти. Реле 46 времени настроены на время срабатывания t, , 27, ,. . . ...,(k+l)T соответственно и начинают отсчет времени одновременно с пуском системы. После размыкания нормальнозамкнутого контакта реле происходит запоминание сигнала о зн чении отклика в ячейке 48 памяти второго блока 7 памяти.

Сигналы о соответствующих значениях вспомогательной выходной переменной у. через второй датчик 15 и через второй вход второго переключателя 16 поступают на первый вход третьего блока 17 памяти и записываются в ячейках памяти третьего блока1 17 памяти. Это происходит следующим образом.

Через открытый в исходном состоянии второй ключ и выход переключателя 16 сигнал о соответствующих зна871036

чениях вспомогательной выходной переменной у, поступает на первый вход (фиг, 12) третьего блока 17 памяти. Далее через нормапьнозамкну5 тые контакты реле времени эти сигналы подаются на вход ячейки памяти (фиг. 12). Реле времени настроены (на время срабатывания i , 2 t ,,,, . . , , , (1:+1 )Т соответственно и начи10 нают отсчет времени одновременно с пуском системы. После размыкания нормальнозамкнутого контакта реле происходит запоминание сигнала о значении вспомогательной выходной

15 переменной у. в ячейке памяти третьего блока 17 памяти.

Таким образом, исходный план эксперимента реализован.

После реализации плана экспери20 мента во всех ячейках памяти первого 2, второго 7 и третьего 17 блоков памяти записаны соответствен- но значения факторов и откликов по основной и вспомогательной выходным

25 переменным. После зтого командный блок 1 отключается по второму входу, а на втором его выходе появляется командный сигнал. Это происходит следующим образом.

30/

Начиная с момента пуска системы мультивибратор 62 (фиг. 9) командного блока 11 генерирует импульсы с период 1чностьюТ, , Счетчик 63 счита г ет количество импульсов, сигналы о которых поступают на его вход с выхода мультивибратора 62. После генерации (k+l)-ro импульса и, следовательно, после окончания формиро40 вания и реализации всех (k+l)-x

воздействий, согласно исходному плану эксперимента, на выходе счетчика 63 появляется управляю1Щ1й сигнал, который поступает на третий вход пё- J5 реключателя 60 (фиг. 9) командного блока 11, после чего он закрывается по второму входу и открывается по первому. Управляющий сигнал с выхода счетчика 63 через второй вход пере Q ключателя 65 также поступает на

вход генератора 66 единичных сигналов, который генерирует командный сигнал, поступающий на второй выход 71 командного блока 11.

55

Таким образом, командный блок 11 отключается по второму входу, а на его втором выходе появляется командный сигнал.

7

Это состояние является исходным для осуществления собственно процесса оптимизации.

Первый шаг поиска оптимального режима работы объекта 13 управления начинается в момент подачи командного сигнала со второго выхода 71 (фяг, 9) командного блока 11 на второй вход 25 (фиг, 2) анализатора 8 выхода объекта,

Этот сигнал дает команду на выделение наихудшего отклика, Со второго входа 25 анализатора 8 выхода объекта сигнал поступает на управляющие входы ключей 23 и открывает их,

На выходе схемы выбора максимальной из нескольких переменных 21 к этому моменту формируется сигнал о значении наихудшего отклика у , выбранного из всех значений откликов , Сигналы о значении откликов у поступают по первому входу 24 анализатора 8 выхода объекта. Сигнал о значении наихудшего отклика у с выхода схемы выбора максимальной из нескольких переменных подается на первые входы схем 22 совпадения (фиг, 2), На вторые входы этих

схем совпадения поданы сигналы о значениях откликов у. , На выходе схемы совпадения 22, у которой совпали сигналы, поданные на ее входы, появляется управляющий сигн ал,. Этот сигнал через открытый ключ 23 поступает На первый выход 26 и второй вы- ход 27 (фиг, 2) анализатора 8 выход .объекта, I

Таким образом, анализатор 8 выхода объекта выделяет номер наихуд- шего отклика у , Сигнал о номере наихудшего отклика у со второго выхода анализатора 8 выхода объекта подается на второй вход второго блока 7 и третьего 17 блоков памяти,. С. первого выхода анализатора 8 выхода объекта этот сигнал подается на первый вход анализатора 9 входа объекта, В нем происходит выделение значений факторов, соответствующих наихудшему отклику у, Это происходит следующим образом,

С первого выхода 26 (фиг, 2) анализатора 8 выхода объекта сигнал о номере выделенного наихудшего от- клика Уд поступает на первый вход 29 (фиг, 3) анализатора 9 входа объекта. При этом включается соответствующий номеру наихудшего отклика у

0

0

5

5

Q г п

103 8

генератор 28 единичных сигналов. На выходе 30 (фиг, 3) анализатора 9 входа объекта появляется сигнал о номере реализации факторов Х вспомогательной выходной переменной у, соответствующих наихудшему откли.КУ У,.

Таким образом, анализатор 9 входа объекта выделяет номера реализации факторов Хр, вспомогательной выходной переменной , соответствующих наихудшему значению отклика у , Сигнал о номере реализации факторов Хд , соответствующей нaиxyдшe fy отклику у , подается на первый вход второго сумматора 10, На второй вход сумматора 10 с выхода первого блока 2 памяти подаются сигналы о значениях всех факторов Х, Второй сумматор 10 вычисляет новые значения факторов по формуле:

X,., -Х„ + I

i -1

Это происходит следующим образом,

На первый вход 57 (фиг, 8) второго сумматора Ю поступает сигнал о номере реализации факторов Х. На второй вход 58 сумматора 10 поступают сигналы о значениях всех факторов X,, На вход одного из переключателей 55 подается сигнал значении факторов Х, Сигнал о номере реализации факторов Х поступает на управляющий вход именно этого переключателя. При этом переключатель переключается на первьш выход и сигнал о значении факторов Х поступает на первый вход сумматора 56, На входы всех остальных переключателей поданы сигналы о значениях всех факторов X,. кроме Х, При поступлении сигнала о номере реализации факторов Х они переключаются на вторые входы и сигналы о значении всех факторов, кроме Х , по ступают на остальные входы сумматора 56 (фиг, 8), Сумматор вычисляет значения факторов Х на следующий шаг оптимизации.

Таким образом, сумматор 10 вычисляет новые значения факторов

-V1

на следующий шаг оптимизации.

Сигнал о номере реализации факторов Х.д и вспомогательной выходной

переменной у

бсп

соответствующих

отклику у , с выхода анализатора 9 входа объекта подается также на вто 9

рой вход третьего сумматора 17, На второй вход третьего сумматора 18 с выхода третьего блока 17 памяти поступают сигналы о всех значениях аспомогательной выходной переменной у.. . Третий сумматор 18 рассчитывает прогнозируемое значение вспомогательной выходной переменной в новой вершине симплекса при значении факторов X i по формуле:

л вся

-у.

в

.2

к

Третий сумматор 18 устроен и аботает аналогично второму сумматору 10.

Сигнал о номере реализации фактоов Х, соответствующей наихудшему, тклику у, , также подается на втоой вход первого блока 2 памяти, где информация об этой реализации стирается в соответствующей ячейке. Это происходит следующим образом,

С выхода 30 (фиг, 3) анализатора 9 входа объекта сигнал о номере реализации факторов Х, соответствующей отклику Уд , поступает на второй вход 43 (фиг, 5) первого блока 2 памяти. Далее этот сигнал через звено 40 запаздывания поступает на - управляющий вход ключа 38, соответствующего реализации Х, Время запаздывания звена 40 равно t , Поступление этого сигнала вызывает открытие ключа 38, соответствующего реализации факторов X , и стирание информации об этой реализации в со- ; ответствующей ячейке 39 первого блока 2 памяти.

Таким образом, информация о реализации факторов Х, соответствующей наихудшему отклику у стирается в ячейке первого блока 2 памяти.

Сигнал о номере наихудщего отклика у со второго выхода анализатора 8 выхода объекта поступает на второй вход второго блока 7 памяти. При этом в соответствующей ячейке стирается информация о наихудшем отклике Уд , Это происходит следующим образом.

Со второго выхода 27 (г, 2) анализатора 8 выхода объекта сигнал поступает на второй вход 49 (фиг, 6) второго блока 7 памяти, открывая соответствующий отклику у ключ 47. В соответствующей ячейке происходит стирание информации о значении у ,

О

5

Ячейка готова к запоминанию информации, которое произойдет при размыкании ключа 47,

Сигнал о номере наихудшего отклика у и соответствующего ему значения вспомогательной выходной пере- Iменной со вторбго выхода анализатора 8 выхода объекта подается также на второй вход третьего блока 17 памяти. При этом в соответствующей ячейке стирается информация о значении вспомогательной выходной переменной у , соответствующей отклику у , °

0

5

0

Устройство и работа третьего блока 17 памяти аналогичны устройству и работе второго блока 7 памяти,

Сигнал о вычисленных значениях подается на первый вход комнадного блока 11, второй вход первого элемента 3 сравнения и на третий вход первого блока 2 памяти, где записывается в освобо- дивщуюся ячейку. Запись происходит следующим образом.

Сигнал о вычисленном значении X ц+, с выхода 59 второго сумматора 10 подается по третьему входу 44 первого блока 2 памяти и через открытый ключ 38 в свободную ячейку 39 первого блока 2 памяти и записы- .вается в ней.

Таким образом, в первый блок па- 5 мяти записан сигнал о значениях вычисленных факторов Х, Этот же сигнал подан на первый вход элемента 3 сравнения и второй вход первого сумматора 5,

С выхода третьего сумматора 18 сигнал о спрогнозированном значении вспомогательной выходной пере„ л .,

меннои у подается на второй

вход второго элемента 19 сравнения, 5 первый вход второго переключателя 16 и четвертый вход первого сумматора 5,

В первом элементе 3 сравнения 0 происходит сравнение сигнала о вычисленных значениях факторов Х с сигналом о значении ограничений X гр на область оптимальньпс значений управляюпц х воздействий, Сигна- 55 лы о значении зтих ограничений поступают с первого выхода блока 4 задания ограничений.

Во втором элементе 19 сравнения происходит сравнение сигнала о спро0

гнозированиом значении вспомогательной выходной переменной на

км

очередной шаг оптимизации с сигналом о значении ограничений на вспомогательную выходную переменную у . Сигнал о значении этих ограничений поступает со второго выхода блока 4 задания ограничений,

При этом возможны две ситуации. Рассмотрим первую. Если рассчитанные значения факторов Х, и спрогнозированное значение вспомогательной выходной переменной удовлетворяют ограничениям на выходе элементов 3 и 19 сравнения формируются разрешающие командные сигналы и на выхода элемента И 20 формируется разрешающий командный сигнал. Этот сигнал поступает на третий вход командного блока 11, открывая его по второму входу. Сигнал о значении Х с выхода командного блока 11 поступает на регулятор 12 и реализуется на объекте 13 управления. Соответствующий ему отклик у

с управляемого выхода объекта 13 управления через первый датчик 14 и второй вход переключателя 6 по первому входу записывается в свободную ячейку второго блока 7 памяти. Это осуществляется следующим образом.

Командный сигнал с выхода элемента И через третий вход 69 (фиг. 9)

10

15

20

Разрешающий командный сигнал с выхода элемента И 20 также поступает на третий вход второго переключателя 16. После этого переключатель 16 аналогично переключателю 6 закрыт по первому входу и открыт по второму. С выхода второго датчика 15 через второй вход второго переключателя 16 сигнал о зна чении вспомогательной выходной переменной у подается и записывается по первому входу в свободную ячейку третьего блока 17 памяти.

Процесс записи у аналогичен процессу записи у .

Таким образом, вычисленные значения факторов Х, реализуются на объекте управления, а соответствую щие этой реализации X..., отклики всп

в ячейка и третье

(t+1

у и у записываются - к+1 к+ соответственно второго 7

го 17 блоков памяти.

При второй ситуации, когда вы25 численное значения факторов или

спрогнозированное значение вспомог тельной И.1ХОДНОЙ переменной у не удовлетворяют наложенным ограни чениям, на выходе элемента И 20

30 формируется командный запрещающий сигнал. С выхода элемента И 20 это сигнал поступает на третий вход ко мандного блока 11, закрывая его по первому входу. Кроме того, этот си

командного блока 11 поступает на уп- 35 поступает на третий вход переключателей 6 и 16 закрывая ик по второму входу и открывая по первом После этого через первый вход перв го переключателя 6 по первому входу 40 в свободную ячейку второго блока п мяти 7 подается и записывается сиг- . нал о значении штрафа. Штраф рассчитывается в первом сумматоре 5:

равляющий вход ключа 61. Кроме того, сигнал через третий вход 36 первого переключателя 6 поступает на управляющий вход второго ключа 33 и через элемент НЕ 31 - на управляющий вход первого ключа 32.

После этого ключи 33 (фиг. 4) и 61 (фиг. 9) открыты, а ключ 32 закрыт. Сигнал о значении X через ключ 61 и первый вход переключателя 60 поступает на первьм выход 70 (фиг. 9) командного блока 11, далее на вход регулятора 12 .и на вход объекта 13 управления.

Сигнал о значении отклика X , с выхода первого датчика 14 по второму входу 35 (фиг. 4) переключателя 6 через открытый ключ 33 передается на вход 37 переключателя 6. Далее сигнал по первому входу 50 (фиг. 6) второго блока 7 памяти через открытый ключ 47 записывается в свободную ячейку 48 (4мг. 6) второго блока 7 памяти.

0

5

0

Разрешающий командный сигнал с выхода элемента И 20 также поступает на третий вход второго переключателя 16. После этого переключатель 16 аналогично переключателю 6 закрыт по первому входу и открыт по второму. С выхода второго датчика 15 через второй вход второго переключателя 16 сигнал о значении вспомогательной выходной переменной у подается и записывается по первому входу в свободную ячейку третьего блока 17 памяти.

Процесс записи у аналогичен процессу записи у .

Таким образом, вычисленные значения факторов Х, реализуются на объекте управления, а соответствующие этой реализации X..., отклики всп

в ячейках и третье(t+1

у и у записываются - к+1 к+ соответственно второго 7

го 17 блоков памяти.

При второй ситуации, когда вы5 численное значения факторов или

спрогнозированное значение вспомогательной И.1ХОДНОЙ переменной у не удовлетворяют наложенным ограничениям, на выходе элемента И 20

0 формируется командный запрещающий сигнал. С выхода элемента И 20 этот сигнал поступает на третий вход командного блока 11, закрывая его по первому входу. Кроме того, этот сиг35 поступает на третий вход переключателей 6 и 16 закрывая ик по второму входу и открывая по первому. После этого через первый вход перво-г го переключателя 6 по первому входу 40 в свободную ячейку второго блока памяти 7 подается и записывается сиг- . нал о значении штрафа. Штраф рассчитывается в первом сумматоре 5:

45

S(X,,,, У:::)а, (Х..гХг.1 +

ecu

,

,е.сп,

ГР

,, -У,Г-| |а.Х, -а, X

1 fscn I

-.Уп

где S(X

0

tA l

вСПч

).+г

гР

5

значение функции штрафа;

значение ограничений на область оптимальных значений управляющих воздействий, сигнал о которых подается на первый вход первого сумматора 5 с пер13

у

grn

вого выхода блок 4 задания ограничений;

значение огранич НИИ на вспомогательную выходную переменную, сигнал о котором по- дается на третий вход первого сумматора 5 со второго блока 4 задания ограничений;

а , а - коэффициенты. Это происходит следующим образом.

Запрещающий командный сигнал с выхода элемента И 20 через третий вход 69 (фиг, 9) командного блока 11 поступает на управляющий вход ключа 61 командного блока 11, через третий вход 36 - на управляющий вход ключа 33 и через элемент НЕ 31 - на управляющий вход ключа 32 (фиг. 4) первого переключателя 6. После этого ключи 33 и 61 закрыты, а ключ 32 открыт.

Через первый вход 34, ключ 32 (фиг. 4) первого переключателя 16, первый вход 50, ключ 47 в свободную ячейку 48 (фиг. 6) второго блока памяти 7 записывается сигнал о зна- чении штрафа. Кроме того, через первый вход второго переключателя 16 по первому входу в свободную ячейку третьего блока 17 памяти подается с выхода третьего сумматора 18 и записывается сигнал о спрогнозированном значении вспомогательной выходной переменной У, . Запись этого сигнала осуществляется аналогично записи штрафа S(X, у ).

Таким образом, вычисленное значение факторов Х|, не реализуется на объекте. Вместо отклика У ., в ячейку второго блока 7 памяти записывается сигнал о значении щтрафа, а

ьсп вместо отклика у в ячейку третьего

блока 17 памяти записывается спрогнозированное значение вспомогательной выходной переменной У .

При этом первый шаг поиска оптимального режима заканчивается. Последующие итерации осуществляются аналогично первой, начиная с подачи командного сигнала со второго выход

г

28710314

командного блока на второй вход анализатора выхода объекта 8.

Командный сигнал формируется следующим образом.

После реализации исходного плана эксперимента и одновременной генерации мультивибратором 62 (фиг. 9) (k+l)ro импульса на входе счетчика

63формируется управляющий сигнал. Этот сигнал поступает на вход звена

64запаздывания, время запаздывания которого 2 (( ) С выхода звена 64 запаздывания сигнал поступает на третий вход переключателя 65, после чего он накрывается по второму входу и открывается по первому. При этом на вход генератора единичных сигналов 66 подключается выход мультивибратора 62, генерирующего

10

15

20

25

30

импульсы с периодичностью t . На выходе генератора единичных сигналов 66 формируется командньм сигнал, поступающий на второй выход 71 (фиг. 9) командного блока 11.

Таким образом, к концу первого шага оптимизации на втором выходе командного блока 11 формируется командный сигнал, подаваемый на второй вход анализатора 8 выходного объекта.

В процессе работы системы осуществляется отражение симплекса и происходит последовательное улучщение отклика. Оптимальный режим находится с учетом ограничений на область оптимальных значений управляющих воздействий и ограничений на значения вспомогательной выходной переменной.

В окрестностях экстремума симплекс совершает колебательные дни-, жения в оптимальной области. Если оптимальная область объективно дрейфует, система отслеживает этот дрейф.

Формула изобретения

Система оптимизации режимов ра- боты объекта, содержащая блок планирования эксперимента, первый блок памяти, первый элемент сравнения, последовательно соединенные блок задания ограничений, первый сумматор, первый переключатель, второй блок памяти, анализатор выхода объекта, анализатор входа объекта, второй сумматор, командный блок к регулятор , подключенный выходом к входу

151

объекта управления, причем выход блока планирования.эксперимента соединен с первым входом первого блока памяти и вторым входом командного бло.ка, второй выход которого под-

ключен к второму входу анализатора выхода объекта, соединенного вторым выходом с вторым входом второго блока памяти, выход анализатора входа объекта подключен к второму входу первого блока памяти, выход которого соединен с вторым входом анализатора входа объекта и вторым входом первого сумматора, подключенного выходом к третьему входу первого блока памяти, и второму входу второго сумматора, первый вход первого элемента сравнения соединен с первым выходом блока задания ограничений, а второй вход - с выходом первого сумматора, отличающая ся тем, что, с цель1р расширения области применения, введены первый и второй датчики, а также последовательно соединенные второй.переключатель, третий блок памяти, третий сумматор.

0

71

5

5

0

5

0316

второй элемент сравнения и элемент И, причем вход первого датчика соединен с управляемым выходом объекта управления, а выход - с вторым входом первого переключателя, вход вто- рого датчика связан с вспомогательным выходом объекта управления, второй выход блока задания ограничений подключен к третьему входу второго сумматора и первому входу второго элемента сравнения, выход третье о сумматора соединен с четвертым входом второго сумматора и первым входом второго переключателя, второй вход которого подключен к выходу второго датчика, выход анализатора входа объекта соединен с вторым входом третьего сумматора, а второй выход анализатора выхода объекта - с вторым входом третьего блока памяти,v выход первого элемента сравнения подключен к второму входу элемента И, выход которого связан с третьими входами командного блока, а также первого и второго переключателей.

г 24 г

000

26 26 26

ог

о27

(Pus. 2.

29 о2в

Фиг.ъ

50

-0-

tpu.4

us.S

49

49 5

о о

so

о-

:f/

/.5

SO о-

4S

5/

л

Изобретение относится к области технической кибернетики и предназначено для поддержания оптимальных режимов работы многомерных стохастических объектов управления, имеющих две выходные переменные, управляемую и вспомогательную, причем на входные и вспомогательную выходную переменные наложены ограничения, зависимость вспомогательной выходной переменной от управляющих воздействий нестационарна. Целью изобретения является расширение области применения системы. Система содержит объект управления, регулятор, первый и второй блоки памяти, анализатор выхода объекта, анализатор входа объекта, первьй сумматор, блок планирования эксперимента, командный блок, блок задания ограничений, первый блок сравнения и второй сумматор. Новым в системе является введение первого и второго датчиков, а также последовательно соединенных второго переключателя, третьего блока памяти, третьего сумматора, второго блока сравнения и элемента И. 10 ил. (Л

fPaff.e

76 о-

72

79 о

ffff о-

7д

Редактор К, Волощук

Составитель П. Кудрявцев

Техред Л.Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Заказ 7715/50Тираж 862Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Произ в од с т вен но-поли графическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

76

74

6/

-075

иг.О