УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МНОГОУСТОЙЧИВЫХ СОСТОЯНИЙ ОБЪЕКТА БИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Советский патент 1970 года по МПК G06G7/60 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известны устройства для моделирования многоустойчивых состояний объекта биологической системы. Известные устройства содержат блок запаздывания, нелинейное звено, фильтр нижних частот, соединенные между собой последовательно, аналоговую вычислительную машину, формирователь импульсов, сумматор и интегратор.

Предложенное устройство отличается тем, что, с целью дискретного воспроизведения множества устойчивых состояний в зависимости от условий внешней среды, в нем аналоговая вычислительная машина связана с одним входом сумматора, выход которого соединен со входом преобразователя «напряжение-частота, выход которого через блок запаздывания, нелинейное звено и фильтр нижних частот соединен со входом формирователя импульсов, а его выход подключен ко входу интегратора, выход которого соединен с выходом устройства и со вторым входом сумматора.

Объект биологической системы, например популяцию микроорганизмов, совместно с внешней средой можно описать зависиуюстью (Si, S2.., 5„), где т - критерий качества, например выход биомассы; 5„- регулируемые неременные, характеризуюшие

внутреннее состояние биологической системы; (xi ), где Xi -регулируюшие переменные или внешние воздействия. Мнол еству Xf внешней среды будет соответствовать множество динамических устойчивых состояний биологической системы, или, говоря другими словами, объект биологической системы обладает многоустойчивостью дииамических состояний.

Предложенная модель позволяет дискретно воспроизвести множество устойчивых состояний в зависимости от условий внешней среды и получить обшую картину дпнамики для решения задач уиравления микробиологическим

биосинтезом и проанализировать множество вариантов с помош,ью подключенной к модели аналоговой вычислительной машины, например МН-7.

В предложенной модели в качестве задаюшего дискретного устройства применен преобразователь напряжения в частоту. Частота настройки зависит от напряжения сумматора, подключенного к аналоговой вычислительной машине. Цепь обратной связи соединена с интегратором, содержашим дискретные напряжения, соответствуюш,ие мнол еству дискретных многоустойчивых состояний модели. 1- аналоговая вычислительная машина; 2- сумматор; 3- преобразователь напряжения в частоту; 4 - блок запаздываиия; 5-нелинейное звено; 6 - фильтр нижних частот; 7 - формирователь импульсов; 8 - интегратор. Модель работает следующим образом. С помощью аналоговой вычислительной машины (АВМ) 1 задается функция изменения регулируемых переменных х (/). Преобразователь 3 преобразует это нанрял :ение в частоту и подает на блок запаздывания 4, с его помощью имитируется время, в течение которого происходит перемещение регулируемых переменных в объеме биологической системы до того момента, когда станет заметным по величине изменение переменной. Задержанный сигнал иостунает на нелинейное звено 5, с помощью которого можно устанавливать величину протока, или режим колебательности, или режим стабилизации и т. д. На линейном звене происходит разложение сигнала на составляющие гармоники, которые могут быть выделены с помощью фильтра 6 нижних частот. Формирователь 7 формирует амплитуду этой гармоники в нормированный импульс напряжения, а интегратор 8 интегрирует напряжение этих имиульсов в дискретное напряжеппе, которое зависит от частоты сформированных импульсов. Интегратор 8 ценью обратной связи соединен с сумматором 2 для сохранения установленного режима работы модели. А1одель позволяет имеющимися средствами автоматики и вычислительиой техники исследовать объект биологической системы, как объект автоматического регулирования с учетом необходимых параметров для создания автоматических систем, характеристики иереходного ироцесса и миогоустойчивость объекта от множества функций внешних возбуждений. П р е дм е т изобретения Устройство для моделирования многоустойчивых состояний объекта биологической системы, содержащее блок запаздывания, нелинейное звено, фильтр нижних частот, соединенные между собой иоследовательно, аналоговую вычислительную машину, формирователь импульсов, сумматор и интегратор, отличающееся тем, что, с целью дискретного воспроизведения множества устойчивых состояний в зависимости от условий внешней среды, в нем аналоговая вычислительная машина связана с одним входом сумматора, выход которого соединен со входом преобразователя «напряжение-частота, выход которого через блок заиаздывания, нелинейное звено и фильтр нижних частот соединен со входом формирователя импульсов, а его выход иодключей ко входу интегратора, выход которого соединен с выходом устройства и со вторым входом сумматора.