Аналоговый оптимизатор Советский патент 1975 года по МПК G06G7/48 

блока 11 суммирования. Выходы блоков 2i- 2/г умножения на постоянный коэффициент подключены к входам блоков 4i-4 через контакты переключателя 12. Блоки 4i-4ft позволяют воспроизводить лю- 5 бой формы нелинейные функции одной неременной. Число блоков выбирается любым. Выход каждого блока через переключатель 9 подключен к входам блока 1 перемножения и блока 11 суммирования, а входкаждого бло- Ю ка соединен с выходом соответствующего блока 2i-2ft умножения на постоянный коэффициент через контакты переключателя 12. Кроме того, переключателем 8 вход и выход каждого блока 4i-4/1 нелинейности могут пооче- 15 редно подключаться к блоку 7 измерения градиента. Блоки нелинейности могут быть специальными дистанционно управляемыми или стандартными. Схемы 5i-5л установки затрат служат для 20 установки напряжений, пропорциональных затрате на один элемент системы (вес, объем, стоимость и т. д.). Число схем установки затрат соответственно равно числу блоков 4i- 4ft нелинейности. Каждая схема содержит по- 25 тенциометр и инвертирующие усилители. Входы потенциометров схем установки затрат подсоединены к блоку 6 развертки, а выходы инвертирующих усилителей переключателем 8 могут подключаться к входам блока 7 изме- 30 рения градиента. Блоки 2i-2h умножения на постоянный коэффициент выполнены на операционных усилителях, коэффициенты которых меняются дискретно в пределах 1, 2,..., п за счет из- 35 менения входных сопротивлений. Входы блоков 2i-2ft соединены с выходами соответствующих схем 5i-5ft установки затрат, а выходы через переключатели - с входами соответствующих блоков 4i-4ft нелинейности. Сумматор 3 состоит из операционного усилителя в режиме суммирования с коэффициентом, равным единице по каждому входу, и вольтметра. Все его входы подключены к выходам блоков 2i-2ft умножения на постоян- 45 ный коэффициент 2i-2ft. Блок 7 измерения градиента содержит электромеханический вибратор, операционные усилители в режиме инвертирования и суммиро- 50 вания, аналоговый блок деления двух пере менных и вольтметры. Переключателем 8 первые два входа блока измерения градиента могут одновременно подключаться к входу и выходу блока 4i-4ft нелинейности, а третий и 55 четвертый входы - к выходам каждой пары усилителей схем 5i-5ft установки затрат. Кроме того, переключателем 10 первый вход блока 7 может быть подсоединен к выходам блоков перемножения 1 и суммирования 11. Ча- 60 стота переменного напряжения, питающего обмотку вибратора, выбирается при наладке блока измерения градиента в зависимости от инерционности вибратора, полосы пропускания усилителей, блока деления и чувствитель- 65 40 ности прибора таким образом, чтобы обеспечивались устойчивые его показания, Блок 6 развертки представляет собой сдвоенный потенциометр, питающийся двумя одинаковыми по абсолютной величине, но разными по знаку постоянными напряжениями. Выходы блока развертки подключены на входные потенциометры схем установки затрат. Блок 1 перемножения и блок 11 суммирования переключателем 9 могут быть подключены к выходам блоков нелинейности. Выходы блоков 1 и 11 объединены и соединены с вольтметром, а через переключатель 10 могут быть подключены к первому входу блока измерения градиента, Аналоговый оптимизатор предназначен для рещения в целочисленном виде различных задач градиентным методом. Он имеет следующие три режима работы. Каждый щаг движения к экстремуму выполняется в направлении наибольщего значения функции At Ap/ci j - 1 ,...,&, где Др - приращение функции надежности системы в целом на щаге d. Конечный результат является произведением pi. Каждый щаг движения к экстремуму происходит в направлении наибольщего значения функции At Api/ci, где Apt - приращение функции надежности i-ro участка резервирования на щаге ci. Конечный результат - произведение величин pi. Каждый щаг движения к экстремуму выполняется в направлении наименьшего значения функции . . &qi fл Д Аг -2 или Дг где Aqi и AW - соответственно приращения функции qi и А,/ на щаге ci. Конечный результат является суммой величин qi (или лг) t 1, 2, ...,/fe. Перед рещением выбирается число блоков нелинейности, равное k. На каждом из блоков набираются, например, при рещении прямой задачи оптимального резервирования соответствующие функции pi f(ci, ni) i , 2,. .., k. Коэффициенты всех блоков умножения на постоянный коэффициент устанавливаются равными единице. На схемах установки затрат появляются напряжения, соответствующие затратам ct, t 1, 2, . . ., k, на сумматоре 3 опорное напряжение, пропорциональное допускаемым затратам СоПереключатели 9 и 10 занимают положение (см. чертеж), соответствующее первому режи му работы. Выполняется первый щаг рещения. Переключателем 8 блок измерения градиента подключается к клеммам блока 4i нелинейности и схемы 5i установки затрат. Напряжение на третьем и четвертом входе блока измерения градиента модулируется вибратором и подается на вход блока нелинейности. С его выхода снимается модулированное напряжение, которое поступает на первый вход блока 1 перемножения. На другие входы блока 1 проходят постоянные напряжения с выходов блоков 42-4/J нелинейности. С выхода блока 1 снимается модулированное напряжение, которое преобразуется в переменное напряжение с амплитудой, пропорциональной приращению функции ДР на шаге Сь Это напряжение подается как делимое на вход блока деления в блоке измерения градиента. На другой вход блока деления поступает как делитель напряжение, полученное как разность напряжений на третьем и четвертом входах блока измерения градиента. Вольтметр изменяет величину частного AI.

Переключателем 8 входы блока измерения градиента подключаются к клеммам следующего блока 42 нелинейности и схемы бг установки затрат и аналогично замеряется величина Д2 и так далее до последнего блока 4й нелинейности.

Выбирается блок 4 нелинейности, для которого значение At Дмакс- На соответствующем блоке 2i умножения на постоянный коэффициент устанавливается увеличенный на единицу коэффициент, т. е. два. Напряжение с выхода этого блока подается на вход сумматора 3, осуществляющего суммирование всех напряжений с выходов блоков 2i-2ft.

Затем выполняется второй шаг решения и т. д.

После выполнения Л шагов напряжение на выходе сумматора может быть равным нулю (наложенное ограничение по затрате израсходовано точно), либо больше нуля (перерасход) . В последнем случае уменьшается на единицу коэффициент того блока умножения на постоянный коэффициент, у которого на

щаге этот коэффициент был увеличен на единицу. Оценивается показание прибора сумматора и, если оно по абсолютной величине меньше любого из значений с1, то решение закончено. Блок измерения градиента переключателем 8 от схемы отключается.

Напряжение на выходе блока перемножения соответствует достигнутому значению целевой функции для всей резервированной системы, напряжение на выходе сумматора

суммарной затрате, а зафиксированный коэффициент каждого блока умножения на постоянный коэффициент - числу параллельно включенных устройств на каждом участке резервирования.

Перевод схемы оптимизатора в первый и второй режимы решения осуществляется установкой переключателей 9, 10, 12 в соответствующие положения. В этих режимах выходы

блоков нелинейности переключателем 9 подключаются непосредственно к первому входу блока измерения градиента, а переключателем 9 - к входам блока перемножения или блока суммирования. В остальном работа схемы оптимизатора аналогична работе по первому режиму.

Предмет изобретения

Аналоговый оптимизатор по авт. св. 419917, отличающийся тем, что, с целью повышения точности -И расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит второй и третий переключатели и блок суммирования, входы которого через второй переключатель соединены с выходами блоков нелинейности, а выход соединен с выходом блока перемножения и через третий переключатель с первым входом блока измерения градиента.