Моделирующее устройство для решения систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений

257879 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ идегечьства Ло висимое от авт. л. 42 птф, 7/34 Заявлено ОЗ,ЧН,1968 ( 1253805/18-24) заявкис присоединен омитет по дел МПК С 06 д Приоритет -Опубликовано 20.Х.1969 Бюллетень36Дата опубликования описания 6.Х.1970 обретений и открытийри Совете Министров К 681.332,4 (088.8 Авторызобретения Г, И. Грездов и Юститут кибернетики. Логвинен краинской ССР аявитель ОДЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ И НЕЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ2 относится к ооласт Данное изооретение,ивычислительной техники,Известно моделирующее устройство для решения систем линейных,и нелинейных алгебраических уравнений, содержащее блок квазианалога, блок накапливающих сумматоров,блок многопозиционных нуль-органов, входыкоторого соединены с выходами блока квазианалога, распределитель, блок управления и ггпараллельных каналов, выполненных в виде 10последовательно соединенных одной ключевойматрицы, входы которой соединены с выходами блока квазианалога, блока уравновешивания и второй ключевой матрицы, выходы которой соединены со входами блока накаплива 15ющих сумматоров, а входы управления - совходами управления первой ключевой матрицы и с соответствующими данному каналу выходами распределителя.Данное устройство отличается от известного тем, что оно содерокит дополнительную клточевую матрицу, входы которой подсоединенык выходам блока накапливающих сумматоров,а вьсходы - ко входам блока квазианалога, иблок памяти, входы которого соединены с выходами блока квазианалога, а выходы - совходами управления дополнительной ключевой матрицы; выходы блока многопозиционных нуль-органов соединены со входами распределителя команд; блок управления соеди нен с блоками уравновешивания, распределителем, блоком памяти и дополнительной ключевой матрицей.Это позволяет ускорить процесс решения задачи.11 а чертеже изображена блок-схема устройства.Она состоит,из блока 1 квазнаналога, содержащего коммутнруемые источники напряжения и токов и пассивные элементы электрических цепей; блока 2 многопозиционных нуль- органов распределителя 3; блока 4 памяти; ключевых матриц 5, 6, 7, 8 и 9; блоков 10 и 11 уравновешивания, содержащих по одному отрабатывающему усилителю и по два инвертора; блока 12 накапливающих сумматоров и управляющего олока 13.В математике известен способ многошагового спуска. Сущность его заключается в том, что минимизация Функции ошибки решаемой системы осуществляется сразу по нескольким направлениям. Для реализации такого способа па модели необходимо несколько уравновешивающих контуров, число которых равно числу шагов одновременного спуска. Предлагаемая модель работает следующим образом.В накапливающие сумматоры блока 12 записывается начальное прпближентге искомого гектора решения. В исходном состоянии в ключевой матрице 9 замкнуты все ключи, под 257879соединяющие к блоку квазианалога выходы накапливающих сумматоров, н ключи, комму тирующие источники напряжений и токов, задающих в блоке квазианалога вектор правых частей. Ключи, соединяющие выходы запоми. нающих катодных повторителей с блоком квазианалога, разомкнугы. Линейная комбинация невязок на выходе блока 1 представляет собой вектор градиента минимизируемой функции в точке начального приближения. Блок многопозиционных нуль-органов устанавливает принадлежность каждой невязки к той или иной зоне аппроксимации (в зависимости от применяемого способа аппроксимации), и на катодных повторителях блока 4 происходит запоминание составляющих вектора не- вязки. По команде с управляющего блока 11 через распределитель 3 нуль-органы блока 2 устанавливают ключи блоков матриц б и б первого контура уравновешивания в соответствующие положения. После этого блок управления выдает команду, по которой происходит отключение посредством ключевой матрицы 9 выходов накапливающих сумматоров от блока ивазианалогов. и источников, задающих вектор правых частей решаемой системы, и подключение на некоторое время выходов запоминающих катодных повторителей ко входам блока квазианалога. В результате этой операции на выходе блока 1 появляется новый вектор невязок, представляющий собой направление минимизации функции ошибки. Невязки запоминаются блоком 4, анализируются блоком нуль-органов, а затем по команде с блока управления во втором контуре уравновешивания устанавливаются ключи в нужные положения и т, д. Когда во всех контурах уравновешивания установлены аппроксимированные направления спуска, блок управления выдает команду опуока, в результате которой ключевая матрица 9 подсоединяет выходы накапливающих сумматоров к блоку 1, подключает правые части решаемой системы и отключает выходы блока 4, замыкаются входные цепи во всех отрабатывающих контурах. За время переходного процесса отработки потенциально-нулевых точек на входах блоков уравновешивания происходит спуск к 5 минимуму функции ошибками, и в накагливающие сумматоры записывается новое приближе.ние вектора решения, После этого цикл работы модели повторяется. Процесс поиска решения считается законченным, если все невязки 10 на выходе блока квазианалога не превышаютвеличины машинного нуля.П р едм ет изоо р етенияМоделирующее устройство для решения 15 систем линейных и нелинейных алгебраических уравнений, содержащее блок квазианалога, блок накапливающих сумматоров, блок многопозиционных нуль-органов, входы которого соединены с выходами блока квазианало га, распределитель, блок управления и и параллельных каналов, выполненных в виде последовательно соединенных одной ключевой матрицы, входы которой соединены с выходами блока квазианалога, блока уравновешива.25 ния и второй ключевой матрицы, выходы которой соединены со входами блока накапливающих сумматоров, а входы управления со входами управления первой ключевой матрицы и с соответствующими данному каналу 30 выходами распределителя, отличающееся тем,что, с целью ускорения процесса решения задачи, оно содержит дополнительную ключевую матрицу, входы которой подсоединены к выходам блока накапливающих сумматоров, а 35 выходы - ко входам блока квазианалога, иблок памяти, входы которого соединены с выходами блока квазианалога, а выходы - со входами управления дополнительной ключевой матрицы; выходы блока многопозиционных 40 нуль-органов соединены со входами распределителя команд; блок управления соединен с блоками уравновешивания, распределителем, блоком памяти и дополнительной ключевой матрицей.Подписнотий прн Совете Министров СГГРб., д. 4/5