SU769490A1 - Многоканальный автоматический оптимизатор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области экстремального управлени , в частности к дискретным устройствам многолараметрической аптимизащии.

Известны дискретные многоканальные 5 автоматические олтимизаторы, решающие задачу определени  локального экстремума функции многих переменных 1. В этих оптимизаторах дл  нахождени  экстремума примен ютс  .методы наискорейшего спуска и градиента. При реализации этих методов требуетс  оценжа частных производных оптимизируемой функции с помощью ее частных приращений от пробных воздействий по всем переменным. Это при- водит к снижению быстродействи  поиска, а также к относительному усложнению схем оптимизаторов. Поэтому данные оптимизаторы нашли применение в основном при решении задач анализа и синтеза систем 20 на элекпронных модел х. Дл  управлени  / реальными объектами примен ютс  дискретные оптимизаторы с совмещенными пробными и рабочими шагами, в которых дл  нахождени  экстр.емума требуетс  оп- 25 рбдел ть только Знак приращений юптимизируемой величины,

Наиболее (близким техническим решением ж изобретению  вл етс  дискретный многоканальный автоматический оптимиза- 30

тор 2 с совмещенными пробными и рабочими шагами, содержащий переключатели, определитель знака приращени  выходной величины объекта оптимизации, первый выход которого соединен через коммутатор с соответствующими первыми входами элементов И, а второй выход - со вторыми входами элементов И. Недостатком этого оптимизатора  вл етс  низкое быстродействие , nocKOJteKy процесс поиски в нем имеет высок ю чувствительность к выбору системы координат оптимизируемой функции . На оростей|щих функци х, например, в двумерном случае Qi + Ix (поиск, минимума Q) известный оптимизатор обеспечивает выход в .экстремум двум  спусками из лю(бых начальных условий. Переход на поиск по следующей переменной осуществл етс  коммутатором три двух приращени х оптимизируемой величины .в неправильном направлении. Если оси координат повернуть на угол л/4, получив функцию Q2 ki-x.,., то на ней даже при наилучшей организации поиска движение к экстремуму приобретает циклический характер, что резко увеличивает врем  отыскани  экстремума.

Пелью изобретени   вл етс  по вышение быстродействи  оптимизатора.

.Поставленна  цель достигаетс  тем, что аредложенный о тимизатор содержит по числу жаналов т риггеры, 7 С-звень  и интеграторы , выходы каждого элемента И через соответствующие последовательно соединенные триггер, переключатель и Сзвено соединены со Входами, соответствующих интеграторов, а первые входы элементов И через соот1ветствующне переключатели сОединены со входами соответствующих интеграторов.,

На фиг. 1 изображены линии 1равного уровн  функций QI i + и Q2 Xi - Х2 + х + JCo, а также Т|раектории поиска минимума Qi (фиг. 1,а) и Q2 (фиг. 1,6) оптимизатором; на фиг. 2 приведена функциональна  схема оптимизатора, где обозначены: /-объект оптимизации, 2-определитель знака (Приращени  выходной величины объекта оптимизации, 3- - коммутатор , 4 - элемент И, 5 - триггер, 5 - переключатель, 7 - У С-звено. и 8 - интегратор .

Оптимизатор работает следующим образом .

iB тактовые моменты времени совершаютс  шаги поочередно ло «аждой леременной xi, Х2, ..., Хп (п - ЧИСЛО каналов оптимизатора), т. е. при каждом шаге происходит смена переменной. Если после щага ло какой-либо переменной знак лриращени  выходной величины объекта изменитс , то IB следу1бщем рабочем такте совершаютс  одновременно два щага IB обратном нал1ра(влении по предыдущей ineipeменной и очередной шаг ло последующей. Очередность задаетс  последовательным подключением С-з/веньев 7 лереключател ми 6 к выходам триггеров 5. При этом через лоследовательные 7 С-звень  7 проход т импульсы тока, что /приводит к изменению выходных напр жений интеграторов 8 на один шаг в направлении, ол|ре; дел емом состо ни ми триггеров 5. При ог«лючении / С-звеньев от выходов триггеров 5 их емкостные э.ементы разр жаютс  контактами переключателей 6. Управление переключател ми 6 производитс  коммутатором 3 в моменты времени, определ емыми импульсами тактового выхода определител  2. Если в -тактовый момент времени знак приращени  /выходной величины объекта 1 изменитс , то с-выхода определител  2 имлулъс напр жени  опрокидывает триггер того канала, на который поступает сигнал от коммутатора 3. Срабатывание триггера 5 лриводит к перезар дке емкостного элемента соответствующего С-звена 7 и к образованию двойного шага в обратном направлении по предыдущей переменной. Правильное поступление сигнала с выхода олределител  2 «а вход соответствующего

триггера 5 обеспечиваетс  логическими элементами И 4.,

В качест1ве примера на фиг. , а, б показаны траектории поиска минимума функций QI |jCi|-f |.г.,| и .i Xi4-x.

на плоскости двух переменных ЛГ и х, иллюстрирующие принцип действи  оптимизатора . В отличии от прототипа характер проллоокости двух переменных х и Xz, иллюстрирующие принцип действи  оптимизатора . В отличии от дрототипа характер процесса поиска в предложенно,м оптимизаторе не зависит от выбора системы координат оптимизируемой функции (траектории фиг. , а, б). -При повороте oteй координат

траектории лоиска.не приобретают циклический xapaKTeip (фиг. 2, 6), поскольку при каждом шаге происходит смена переменной . В результате врем  поиска не возрастает .

Таким образом, предложенный оптимизатор имеет более высокое быстродействие по сравнению с известными оптимизаторами .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 1:237Й9, кл. iG 05 В 13/02, 1959.

2.Авторское свидетельство СССР № Г290Э1, кл. G .05 В 13/02, 1960 (прототип ).,