SU475630A1 - Аналоговый оптимизатор - Google Patents

Description

блока 11 суммировани . Выходы блоков 2i- 2/г умножени  на посто нный коэффициент подключены к входам блоков 4i-4 через контакты переключател  12. Блоки 4i-4ft позвол ют воспроизводить лю- 5 бой формы нелинейные функции одной неременной . Число блоков выбираетс  любым. Выход каждого блока через переключатель 9 подключен к входам блока 1 перемножени  и блока 11 суммировани , а входкаждого бло- Ю ка соединен с выходом соответствующего блока 2i-2ft умножени  на посто нный коэффициент через контакты переключател  12. Кроме того, переключателем 8 вход и выход каждого блока 4i-4/1 нелинейности могут пооче- 15 редно подключатьс  к блоку 7 измерени  градиента . Блоки нелинейности могут быть специальными дистанционно управл емыми или стандартными. Схемы 5i-5л установки затрат служат дл  20 установки напр жений, пропорциональных затрате на один элемент системы (вес, объем, стоимость и т. д.). Число схем установки затрат соответственно равно числу блоков 4i- 4ft нелинейности. Кажда  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 подключатьс  к входам блока 7 изме- 30 рени  градиента. Блоки 2i-2h умножени  на посто нный коэффициент выполнены на операционных усилител х , коэффициенты которых мен ютс  дискретно в пределах 1, 2,..., п за счет из- 35 менени  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 усилител  в режиме суммировани  с коэффициентом , равным единице по каждому входу, и вольтметра. Все его входы подключены к выходам блоков 2i-2ft умножени  на посто н- 45 ный коэффициент 2i-2ft. Блок 7 измерени  градиента содержит электромеханический вибратор, операционные усилители в режиме инвертировани  и суммиро- 50 вани , аналоговый блок делени  двух пере менных и вольтметры. Переключателем 8 первые два входа блока измерени  градиента могут одновременно подключатьс  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 перемножени  1 и суммировани  11. Ча- 60 стота переменного напр жени , питающего обмотку вибратора, выбираетс  при наладке блока измерени  градиента в зависимости от инерционности вибратора, полосы пропускани  усилителей, блока делени  и чувствитель- 65 40 ности прибора таким образом, чтобы обеспечивались устойчивые его показани , Блок 6 развертки представл ет собой сдвоенный потенциометр, питающийс  двум  одинаковыми по абсолютной величине, но разными по знаку посто нными напр жени ми. Выходы блока развертки подключены на входные потенциометры схем установки затрат. Блок 1 перемножени  и блок 11 суммировани  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 измерени  градиента, Аналоговый оптимизатор предназначен дл  рещени  в целочисленном виде различных задач градиентным методом. Он имеет следующие три режима работы. Каждый щаг движени  к экстремуму выполн етс  в направлении наибольщего значени  функции At Ap/ci j - 1 ,...,&, где Др - приращение функции надежности системы в целом на щаге d. Конечный результат  вл етс  произведением pi. Каждый щаг движени  к экстремуму происходит в направлении наибольщего значени  функции At Api/ci, где Apt - приращение функции надежности i-ro участка резервировани  на щаге ci. Конечный результат - произведение величин pi. Каждый щаг движени  к экстремуму выполн етс  в направлении наименьшего значени  функции . . &qi fл Д Аг -2 или Дг где Aqi и AW - соответственно приращени  функции qi и А,/ на щаге ci. Конечный результат  вл етс  суммой величин qi (или лг) t 1, 2, ...,/fe. Перед рещением выбираетс  число блоков нелинейности, равное k. На каждом из блоков набираютс , например, при рещении пр мой задачи оптимального резервировани  соответствующие функции pi f(ci, ni) i , 2,. .., k. Коэффициенты всех блоков умножени  на посто нный коэффициент устанавливаютс  равными единице. На схемах установки затрат по вл ютс  напр жени , соответствующие затратам ct, t 1, 2, . . ., k, на сумматоре 3 опорное напр жение, пропорциональное допускаемым затратам СоПереключатели 9 и 10 занимают положение ( см. чертеж), соответствующее первому режи му работы. Выполн етс  первый щаг рещени . Переключателем 8 блок измерени  градиента подключаетс  к клеммам блока 4i нелинейности и схемы 5i установки затрат. Напр жение на третьем и четвертом входе блока измерени  градиента модулируетс  вибратором и подаетс  на вход блока нелинейности. С его выхода снимаетс  модулированное напр жение, которое поступает на первый вход блока 1 перемножени . На другие входы блока 1 проход т посто нные напр жени  с выходов блоков 42-4/J нелинейности. С выхода блока 1 снимаетс  модулированное напр жение, которое преобразуетс  в переменное напр жение с амплитудой, пропорциональной приращению функции ДР на шаге Сь Это напр жение подаетс  как делимое на вход блока делени  в блоке измерени  градиента. На другой вход блока делени  поступает как делитель напр жение , полученное как разность напр жений на третьем и четвертом входах блока измерени  градиента. Вольтметр измен ет величину частного AI.

Переключателем 8 входы блока измерени  градиента подключаютс  к клеммам следующего блока 42 нелинейности и схемы бг установки затрат и аналогично замер етс  величина Д2 и так далее до последнего блока 4й нелинейности.

Выбираетс  блок 4 нелинейности, дл  которого значение At Дмакс- На соответствующем блоке 2i умножени  на посто нный коэффициент устанавливаетс  увеличенный на единицу коэффициент, т. е. два. Напр жение с выхода этого блока подаетс  на вход сумматора 3, осуществл ющего суммирование всех напр жений с выходов блоков 2i-2ft.

Затем выполн етс  второй шаг решени  и т. д.

После выполнени  Л шагов напр жение на выходе сумматора может быть равным нулю (наложенное ограничение по затрате израсходовано точно), либо больше нул  (перерасход ) . В последнем случае уменьшаетс  на единицу коэффициент того блока умножени  на посто нный коэффициент, у которого на

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

Напр жение на выходе блока перемножени  соответствует достигнутому значению целевой функции дл  всей резервированной системы , напр жение на выходе сумматора

суммарной затрате, а зафиксированный коэффициент каждого блока умножени  на посто нный коэффициент - числу параллельно включенных устройств на каждом участке резервировани .

Перевод схемы оптимизатора в первый и второй режимы решени  осуществл етс  установкой переключателей 9, 10, 12 в соответствующие положени . В этих режимах выходы

блоков нелинейности переключателем 9 подключаютс  непосредственно к первому входу блока измерени  градиента, а переключателем 9 - к входам блока перемножени  или блока суммировани . В остальном работа схемы оптимизатора аналогична работе по первому режиму.

Предмет изобретени 

Аналоговый оптимизатор по авт. св. 419917, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности -И расширени  функциональных возможностей, он дополнительно содержит второй и третий переключатели и блок суммировани , входы которого через второй переключатель соединены с выходами блоков нелинейности, а выход соединен с выходом блока перемножени  и через третий переключатель с первым входом блока измерени  градиента .