Моделирующее устройство для решения систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 257878 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства- Заявлено ОЗ.Ч .1968 ( 125381218-24) Кл, 42 гп, 7/34 с присоединением заявки-Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМПК 6 06 дУДК 681,332.4 (088.8) Приоритет -Опубликовано 20,Х 1,1969, Бюллетень36Дата опубликования описания 6,Х.1970 Авторыизобретения Г, И. Грездов, Ю, П, Космач и Ю. П, Логвиненко Заявитель Институт кибернетики АН Украинской ССР МОДЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЪХ И НЕЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙДанное изобретение относится к области вычислительной техники.Известно моделирующее устройство для решения систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений, содержащее блок квазианалога, блок накапливающих сумматоров, выходы которого соединены со входами блока квазианалога, канал последовательно соединенных блока формирования направления спуска, входы которого подсоединены к выходам блока квазианалога, блока уравновешивания и второго блока формирования направления спуска, выходы которого подсоединены ко входам блока накапливающих сумматоров, и блок управления.Данное устройство отличается от известного тем, что оно дополнительно содержит второй дополнительный канал последовательно соединенных одного блока формирования направления спуска, входы которого соединены с выходами блока квазианалога, блока уравновешивания и второго блока формирования направле. ния спуска выходы которого, в свою очередь, соединены со входами блока накапливающих сумматоров, и распределитель команд. входы которого соединены с выходами блока управления, а выходы - со входами управления блоков формирования, направления спуска соответствующих каналов, входы блока управления и вторые входы распределителя соединены с выходами блоков уравновешивания соответствующих каналов.Это позволяет упростить устройство и ускорить процесс отьгскания решения.5 На чертеже изображена схема устройства.Она состоит из блока квазианалога 1, содержащего источники напряжений и токов и пассивные элементы электрических цепей; блоков 2, 3, 4 и 5 формирования направлений 10 спуска; блоков 6 и 7 уравновешивания; блока8 накапливающих сумматоров; управляющего олока 9; распределителя 10.В состав модели входят два уравновешивающих контура, В исходном состоянии оба 15 они разомкнуты. В накапливающие сумматоры записывается начальное значение вектора искомых переменных. При этом на выходе блока квазианалога появляются невязк 1 г системы, линейная комбинация которых пред ставляет собой градиент минимизируемойфункции в точке начального приближения.При реализации метода сопряженных градиентов блоки 2, 8, 4 и 5 представляют собой наборы звеньев перемножения с элемевтами 25 памяти. По команде с блока 9 через распределитель 10 значения невязок в начальной точке приближения записываются в ячейки памяти блока 2 и хранятся в нем на протяжении одного цикла работы модели. Выходы ЗО ячеек памяти соединены с первым 1 г входамино-нулевой точки на вход усилителя контур звеньев перемножения блоков 2 и 3. Ко вторым входам звеньев блока 2 подведены текущие значения невязок, а ко входам звеньев блока 3 - выходное напряжение блока б, уравновешивания. После задания направлений минимизации блоками 2 и 3 выдается команда спуска, по которой производится подключение входа отрабатывающего усилителя блока б к выходу блошка 2. После окончания переходного процесса отработки потенциально-нулевой точки на входе усилителя контур размыкается, В накапливающих сумматорах теперь записано новое приближение вектора решения, Модель переходит к следующему циклу работы. Предыдущее значение градиента из звеньев перемножения блоков 2 и 3 переносится в соответствующие звенья блоков 4 и 5, а в блоки 2 и 3 записывается новое значение градиента, соответствующее полученному приближению. Как и в первом контуре, ко вторым входам звеньев блока 4 подводятся текущие значения невязок с выхода квазианалога, а к звеньям блока 5 - выход блока 7 уравновешивания. Очередной шаг минимизации осуществляется при замыкании первого и второго отрабатывающих контуров, Когда не- вязки на выходах усилителей блоков б и 7 становятся равными нулям, контуры размыкаются, и происходит переход к следующему циклу, и т. д. Процесс решения длится до обращения всех невязок на выходе квазианалога в машинные нули.С целью упрощения модели блоки 2, 3, 4, 5 могут быть,выполнены в виде ключевых магриц, управление которыми осуществляется двух- или трехпозиционными нуль-органами. В такой модели составляющие вектора градиента минимизируемой функции аппроксимируются значениями - 1 или + 1 в зависимости от величины и знака соответствующих неяязо и от применяемого спосооа аппроксимации. В остальном последовательность работы модели, остается прежней. П р едм ет,и зоб р стен ияМоделирующее устройство для решения 10 систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений, содержащее блок квазианалога, блок накапливающих сумматоров, выходы которого соединены со входами блока квази "налога, канал последовательно соединенных 15 блока формирования направления спуска, входы которого подсоединены к выходам блока квазианалога, блока уравновешивания и второго блока формирования направления спуска, выходы которого подсоединены ко входам 20 блока накапливающих сумматоров, и блокуправления, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и ускорения процесса отыскания решения, оно дополнительно содержит второй, дополнительный канал после довательно соединенных одного блока формирования направления спуска, входы которого соединены с выходами блока квазианалога, блока уравновешивания и второго блока формирования направления спуска, выходы ко торого соединены со входами блока накапливающих сумматоров, и распределитель команд, входы которого соединены с выходами блока управления, а выходы - со входами управления блоков формирования направления спуска соответствующих каналов, вхо ды блока управления и вторые входы распределителя соединены с выходами блоков уравновешивания соответствующих каналов.Составитель Л. Б, Дмитриева Редактор Т. Д. Данилова Техред. 3. Н. Тараненко Корректор В, И. Жолудева Заказ 236/1785 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитеза по делам изобретений и открытий ппп Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4Тип. Харьк. фил. пред. Патент