Аналоговый оптимизатор Советский патент 1979 года по МПК G06G7/122 

I

Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть использовано для определения комплекта запаса, обеспечивающего максимальную вероя ность достаточноош запасных элеме нтов при заданном ограничении на затраты (стоимость, вес, габариты), для систем с пуассоновским распределением отказов..

Известно устройство для ресцения з ивп оптимальнопэ р зервировшшя fll , содержащее блоки заданиявеоинёйности к соединенные с блоком перемножения, блоки умножения на постоянный коаф шциент, сумматоры.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является аналоговы оптимизатор, содержащий блоки задания затрат, выход1 аждого из которых, через соответствующий блок умножения, иа постохшный коэффициент подключен к соответствукшему входу блока Суммирования, блок эвяввял нелинейности и переключатели Г21 .

Недостатком извесга{ ос ycTpoitcTB яв ля(лч:Я низкое быстродействие.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Указанная цель достигаетсй тем, что устройство содержит блоки задания постоянных коэффициентов, блок задания ограничения, допопиительный блок умножения на постоянный коэффициент, фувк- : пиоиаАьный преобразователь, блоки индтсации и Шок сравиеиия, первый вход которого через иепочку из последовательно соедииенных блока задания вепянейиости и первый .пер ииочатель годключей к выходам блоков задаша воотоянных коэффициентов, второй вхш блока, сравиеиия через цёпОчку из сюследователы{о соединенных функционального йреобразователя, дополнительного блока умножшшя на постоянный коэффициент и второй береключатоль подсоедйвен к выходам блоков задания затрат, третий вход блока сравнегая подключен к выходу блока задания ограничения, чётвортый вход блока сравнения подсоединен к выходу блока суммирования, выходы блока сравнения подштючены к входам блоков ИНДИКАЦИИ. . На фиг, 1 првдс1авпена блок-схема аналогового оптимизатора, которая содержит блоки задания постоянных коэффициентов 1 - IK f блоки зада1шя затрат 2ц, блок; задания ограничения 3, блок задания нелинейности 4, до полнительный блок умСНожения 5 на постоянный коэффициент, функциональный преобразователь 6, блоки умножения на лостоянный коэффициент 7,, 7 , блок Суммирб1вания 8, блок сравнения 9, переключаггели 10, 11, блоки индикации . : :Г ;---- -;---На фиг. 2 представлены графики с&мейства уравнений пряквдх. Устррйство предназначенб для решения методом наискорейшего спуска цело численной о Е1Тимизшшонной задачи, со стоятей в нахождении такого комплекта запасных элементов, который обеспечиваетР«тах .),(1) rfleP|{X|) вероятность; дос таточности запаса элемеагови -f -го типа;, X,,, t - объем запаса элементов i типа; , математическое ожидание .числа отказов элемейтов i -го типа rJ - число длеме|ггов i-ro типа в оптимизируемой системе А - параметр распределения flyaccDHai для элемента i -гс типа; ty - время работы еле мента 1 -го твпа при услсфии sqx.Co, (2) С-, - затраты, определяемые эломе ом i -го типа, С( -допустимые затраты на комплект запасных элементов. Процесс поиска решения задачи {1 )(2) методом наискорейшего спуска заключается в выборе для каждохч) i -го типа элементов такого наибольшего чис ла Xij , для которого ,-,() где. ДТ.СХ,-)Т()-Т.С) (х-.)епР( fl 0- произвольно заданный градиент. , При этом условии выполняется (2) Устройство iScHoBaHO на использовании расчетных зависимостей (c«-,X),представленных rfa фиг. 2, которые в логарифмическом масштабе с большой точностью аппроксимируются уравнениями прямых и поэтому могут быть реализованы на линейном участке выходной характе рнстики (a, операционного усилителя с заданным коэф йэдиентом передачи и зоной нечувствительности. Устройство имеет следукиций резким работы. Задаются .произвольным значением градиента fi О и для каждого 1 -го типа элементов подбирается наибольшее значение Х , при котором вы полня ется (3). По полученным значениям Х. проверяется условие (2). Если оно выполнено, значение Ь следует уменьшить, в противном случае - увеличить, после чего повторить процедуру выбора. Оптимальному решеишо соответствует наименьшее значение 11 , при выполняется условие 2} Перед решением выбирается 1исло К , соответствующее количеству типов элементов и определяющее количество блоков 1 , На блоках задания постоянных коэф циентов i 1| задак гся напряженна Uo, , а на блоках задания затрат - напряжения пропорциональные величинам gg- с(,- и (i И.Х) соответственно коэффициенты блоков умножения на постоянный коэффициент 7 - 7 J, устанавливаются равными нулю. На блоке задания ограничения 3 задается опорное напряжение U , про- порциональное величине CQ . Переключатель блока 5, шкала которого проградуирована от до 1 с ценой деления О,ОО1; устанавливается в среднее положение (допускается установка в произвольное положение). Переключатель 1О устанавливается в положение и выполняется первый шаг. Переключатель 11 устанавливается в положение О, которое отвечает характеристике блока 4 для X . Выходное напряжение блока 4 подается на первый вход блока 9. Одновременно переключателем 10 напряжение UQ подерется на вход блока 5, с выхода которого напряжение, пропорционалыюе величине tl С « подается на функциональный преобразователь 6. Опорное напряжение с выхода функционального преобразователя 6 подается на второй вход блока сравнения 9. ЕСЛИ опорное напряжение не превышает выходного напряже1Шя блока 4, блок сравнения не изменяет своего рао стояния, и блок индикации 13.не загорается. Переключатель Ц переводится в положение , соответствующее 2 и т.д. При загорании бло ка индикации на блоке 7 устанавливается коэффициент равный номеру положения переключателя 11, а сам переключатель возвращается в исходное положение. Затем переключатель переводится в следующее положение и выполняется второй шаг решения с помощью переключателя 11. . После выполнения К шагов переклю (чателем выходу 6notca сраврения 9 подключается блок индикации 12, кот рый загорится в результате сравнения выходного напряжения блока суммирова йия 8 с опорным напряжением . В соответствии с полученным сигналом следует изменить устааошсу переключателя блока 5. Далее необходимо вернуть схему в исходное положение и пов горить процепу у поиска, начиная с первого шага. Для установки градиента задаются верхним и нижним {пределами его изменения (первоначально это могут быт кйнеи и начала шкалы блока 5)tigHli ;соответственно. Тогда при загорании блока индикации 12 увеличить li по лагаем, что 1l „ « Ъ и новое значение градиента tj принимается равным где 1} - прежнее значение градиента, с точностью до одного деления. При заго рании блока индикации уменьшить h следует положить tl и по формуле (4) вь1числить fl . Процесс поиска прекращается, Когда новое значение градиента отличается о п{М9Дьшущего менее, чем на 2 деления шкалы. Таким образом, число шагЪв по иска решения не превысит величины TNtieog где I, - число делений шкапы блока Таким образом, предлагаекюе устройство позволяет за конечное число шагов произвести Bbi6op оптимального комплекта запасных элементов системы, состоящий из К типов элементов. Скорость сходимости поиска н точность решения могут регулироваться путем соответст вуюшей градации изменений величины. Формула изобретения Аналоговый оптимизатор, содержащий блоки задания затрат, выход каждого из которых через соответствующий рлок умножения на постоянный коэффициент подключен к соответствующему входу блока суммирования, блок задания нелинейности и переключатели, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит блоки задашя постоянных коэффициентов, блок задания ограничения, дополи нительный блок умножения на постоянный коэфс циент, функциональный преобразователь, блоки индикации и блок сравнения, первый вход которого через цепочку из последовательно соединенных блока задания нединейностн и первый переключатель подклю1чен к выходам блоков задания постоянных коэффициентов, вторбй вход блока ср анения через ; цепочку из последоватвльяо соединенных функционального преобразователя, допсшнительного блока умножения на постоянный коэффициент и второй переключатель пЬдсоедИйен к Выходам блоков задания затрат, третий вход блока сравнения подключен к выходу блока задт1ИЯ ограничения, четвертый вход блока сравнения подсоединен к выходу блока суммирования, выходы блока сравнения подключены к входам блоков индикации. Источники информации, принятые во внимание п;ж экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 419617, кл. Q 06 Q i/i22, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 475630. ал. 0)7 Q 7/48, 1973.

is4

rV лrV n

т i

Й0,f