Многоканальный оптимизатор Советский патент 1976 года по МПК G05B13/02 

1

Изобретение относится к промышленной радиоэлектронике и может т.тбытБ использо вано для оптимального управления устройствами автоматики и вычислительной техники.

Известный многоканальный оптимизатор содержит генератор тактовых импульсов, регистры, преобразователи код-аналог, выходы которых соединены с соответствующими входами объекта оптимизации, блок измерения функции качества, первый вход которого соединен с выходом объекта оптимизации, второй вкод с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первыми входами прёобра- зователей код-аналог, третий выход - с первыми входами регистров, четвертый выход - с управляющим входом генератора тактовых импульсов, а вход - с выходом блока измерения функции качества,

Недостатком известного устройства является низкие быстродействия и точность работы.

Цель изобретения - повышение .действия и точности работы.

Для этого в предлагаемом оптимизатое установлены двоичные реверсивные счетчики первые входы которых соединены

с выходом генератора тактовых импульсов, вторые входы - с пятым выходом блока управления, третьи входы - с выходами соответствующих регистров, первое входы соединены со вторыми входами соответствующих преобразователей код-аналог, а вторые выходы - со вторыми входами соот ветствуюших регистров.

На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - траектория поиска глобального экстремума функции качества объекта оптимизации в двухмерном пространстве с наибольшим обшим делителем (НОД) сторон области поис« ка, равном 1; на фиг. 3 - траектория поиска с НОД сторон области поиска, равным

2.

Устройство содержит генератор тактовых импулы:ов 1, реверсивные двоичные счетчики 2, регистры 3, преобразо&атели код-аналог 4, блок измерения функции качества 5, блок управления 6,1объект оптимизации 7. Поисковая оптимизация в многоканальном оптимизаторе заключается в следук щем. Для оптимизации, например, характеристик радиоэлектронного блока путем изменения напряжения питания одновременно дискретно изменяются напряжения питания всех каналов на некоторый шаг. При этом измеряют значения оптимизируемой функции качества при всех проводимых комбинациях изменения напряжений| питания. Первоначальное изменение напряжений питания каналов производят в области скани рования (поиска), Охватывающей все пространство допустимых изменений напряжений с некоторой плотностью перебора,; определяе мой линейным соотношением сторой области сканирования. Под плотностью перебора точек области сканирования понимается отношение числа равномерно перебираемых точек гиперпараллелепипеда, ограничивающего область сканирования, к общему числу точек 8ТОГО гиперпараллелепипеда, причем общее число его определяетс Я выбранным шагом изменения варьируемых параметров. Из теории чисел и комбинаторики извест но свойство, заключающееся в следующем: пусть диапазоны изменения напряжений раз. биты на гп и П одинаковых шагов соответ ственно (для двухмерного случая), тогда плотность перебора узлов решетки напряже НИИ, при сканировании параллельно включенными счетчиками, обратно пропорциональна (НОД) чисел шагов разбиения по каждому каналу, вытекает простой способ уп равления изменением плотности перебора. Для изменения плотности перебора узлов рр шетки необходимо изменять числа состояний реверсивных двоичных счетчиков 2 так, что бы их НОД стал равен требуемому коэффициенту изменения плотности. Геометрическа интерпретация изменения плотности перебор представлена на рис. 2 и 3, где НОД чисел состояний счетчиков в первом случае равен единице, а во втором « двум, и соответстве но плотность перебора узлов решетки во втором случае меньше, чем в первом, в два раза. По резулэтатам измерения значений оптимизируемой функции качества на предьщу- щем этапе сужают область сканирования вокруг пространства наилучших значений оптимизируемой функции качества и снова изменяют напряжение каналов с плотностью перебора, большей, чем на предыдущем этапе. При этом также измеряют значения огт мизируемой функции качества и затем по результатам анализа измерений снова сужаЮТ область сканирования и увеличивают плотность перебора, до тех пор, шока не будет найдено с заданной точностью местоположение глобального экстремума оптимизируемой функции качества. Многоканальный оптимизатор работает следующим образом. Первоначально сигналами блока управления 6 устанавливаются начальные и конечные состояния реверсивных двоичных счетчиков 2, диапазон изменения которых через преобразователи код-аналог 4 охватьтвает всю область возможных изменений напряже НИИ питания,причем числа состояний счетчиков 2 выбирают из условий максимально го НОД, т. е, чтобы начальная плотность перебора максимальной. Далее сигналами генератора тактовых импульсов 1 реверсивные двоичные счетчики 2 параллельно изменяют свое состояние ( .т. е, происходит перебор узлов решетки уровней напряжений), и в каждом новом их состоянии в блоке 5 производится измерение и сравнение значений функции качества. Из всех замеренных значений запоминается минимальное значение функции качества, а в регистрах 3, запоминается состояние счетчиков 2, при которых функция качества принимает это минимальное значение. . Затем начинается следующий этап поискг. Блок управления 6 устанавливает новые значения начальных и конечных состояний реверсивных двоичных счетчиков 2, и через преобразователи код-аналог 4 выделяет ся область изменения уровней напряжений питания, меньшая, чем на предыдущем этапе, с центром в точке минимального значения функции качества, найденного на предыдущем этапе поиска. Подобная процедура осушествляется до тех пор, пока не будет с приемлемой точностью найдено местоположение глобального экстремума функциикачества. Формула изобретения Многоканальный оптимизатор, содержаий генератор тактовых импульсов, регисты, преобразователи код-аналог, выводы оторых соединены с соответствующими ходами объекта оптимизации, блок измеения функции качества, первый вход котоого соединен с выходом объекта оптимиации, а второй вход -. с первым выходом лока управления, второй выход которого оединен с первыми входами преобразоваелей код-аналог, третий выход - с перыми входами регистров, четвертый въ1ход-. управляющим входом генератора тактовых. мпульсов а вход - с выходом блока из515084

5

мерения функции качества, о т л и ч а loщ и и с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия работы многоканального оптимизатора в нем ус ановлены двоичные реверсивные счётчики, первые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, вторые

6

входы - с пятым выходом блока управления, третьи входы - с выходами соответствующих регистров , первые выходы соединены со вторыми входами соответствующих преобразователей код-аналог, а вторые выходы - со вторыми входами соответствующих регистров.

г макс

Фиг. 2

At/

7

u

Фиг.З