Аналоговый оптимизатор

О П И С А Н И Е 11 4 ЕЮИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 25.01.71 (21) 1618284/1851),Ч. Кл. С 06 о 7/4 с присоединением заявки Г 1 судврственный комитет Соавта Министрвв СССР оо делам изеоретений и открытий(32) Приорит Опубликован ДК 681,335(088,8.03.74. Бюллетень М ия 21.08.74 а опубликования оп 72) Автор изобретения Д. Трофимов 1) Заявител 54) АНАЛОГОВЫЙ ОПТИМИЗАТО Изоб тельной прямой вироваованиямени технике и обра ния пр и люб между щения структу тела си тов с у устрой тор, содер диненные с ения на по и переклю ретение относится к вычислии предназначено для решения тной задач оптимального резер и различных способах резервир ых законах распределения вре.отказами устройства, а также для резадач по определению оптимальной ры и оптимального запаса рабочего стем управления летательных аппарачетом надежности входящих в системы ств.Известен аналоговый оптимизажащий блоки нелинейности, соеблоками умножения, блоки умноястоянный коэффициент, сумматорчатель.Недостатком такого оптимизатора является невозможность получения целочисленных решений,прямой и обратной задач оптимального резервирования градиентным методом и сложность структуры.С целью расширения функциональных возможностей и упрощения структуры аналоговый оптимизатор содержит Й схем установки затрат, блок развертки и блок измерения градиента, первый и второй входы которого через переключатель подключены ко входам и выходам блоков нелинейности; выход блока развертки соединен со входами А схем установки затрат, первый и второй выходы каждои из которых соединены со входами соответствующего блока умножения на постоянный коэффициент и через переключатель - с третьим и четвертым входами блока изме рения градиента.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого аналогового оптимизатора, состоящего из блока перемножения 1, /г блоков умножения на постоянный коэффициент 2, - 2 л, 10 сумматора 3, й блоков нелинейности 4, - 4 лсхем установки затрат 5 - 5 ь блока развертки 6, блока измерения градиента 7 и переключателя 8.Блоки нелинейности 4 - 4 е, позволяют вос производить любой формы нелинейные функции одной переменной. Число блоков й выбирается любым. Выход каждого блока подключен ко входу блока перемножения 1, а вход каждого блока соединен с выходом соответ ствующего блока умножения на постоянныйкоэффициент 2. Кроме того, переключателем 8 вход и выход каждого блока нелинейности могут поочередно подключаться к блоку измерения градиента 7. Блоки нелинейности 25 4 - 4 л могут быть специальными или стандартными типа БН, МНБ, КНБ и др.Блоки умножения на постоянный коэффициент 2 - 2, выполняются на операционных усилителях, коэффициенты которых меняются 30 дискретно в пределах 1, 2, , ц за счет изме 41991755 60 65 нения входных сопротивлений. Сумматор 3 состоит из операционного усилителя в режиме суммирования с коэффициентом, равным единице по каждому входу, и вольтметра. Все его входы подключены к выходам блоков умножеи; на постон коэффициент 2, - 2,.Блок змерег гр;ета 7 состоит из электромеханичсского вибратора, операционных усилцелей в режиме инвертирования и с ммирования, англогового олока делеия двух переменных и вольтметров. Переключателем 8 первые два входа блока измерения градиента 7 могут одновременно подключаться ко входу и выходу каждого блока нелинейности 4, - 4 а третий и четвертый входы - к выходам каждой пары усилителей схем установки затрат 5, - 5,.Частота переменного напряжения, питающего обмотку вибратора, выбирается при наладке блока измерения градиента 7 в зависимости от инерционности вибратор а, полосы пропускания усилителей, блока деления и чувствительности прибора таким образом, чтобы обеспечивались устойчивые его показания.Блок развертки б состоит из сдвоенного потециомстра, питающегося двумя одинаковыми по абсолютной величине, но разными по знаку постоянньви напряжениями. Выходы блока развертки 6 подключены на й входных сопротивлений схем установки затрат 5 в ,. Схемы установки затрат состоят из переменных сопротивлений и операционных усилителей в режиме инвертирования.Исходными данными для решения задач являются: структурная схема системы, состоящая из Й последовательно соединенных участков резервирования, таких, что отказ любого одного участка приводит к отказу всей системы; экспериментальные или расчетные зависимости р= (с,гг;), при любых законах распределения случайных величин и любых режимах работы участков (здесь: гг; - число параллельно включаемых на г-ом участке элементов от 1 до гг, р; -- вероятность безотказной работы -го участка резервирования за время выполнения заданя, с, - - затраты, г = = 1, 2, , й, на каждый нерезервированный участок (вес, стоимость, габариты и пр.); максимально допускаемые затраты на всю резервированную систему (а вес, стоимость, габариты и пр.) С или заданный уровень надежности на всю резервированную систему р.Перед решением выбирается число блоков нелинейности 4, - 4 равное А. На каждом из блоков набираются, например, при решении прямой задачи оптимального резервирования соответствующие функции Рг - (сгй), г = 1, 2 lг. Коэффициенты всех блоков умножения на постоянный коэффициент 2, - 2, устанавливаются равными единице, а на сумматоре 3 устанавливается опорное напряжение, пропорциональное допускаемыми затратам С.Выполняется первый шаг решения. Переключателем 8 блок измерения градиента 7 подключается к клеммам первого блока пели 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 нейности 4, и первой схемы установки затрат 5, Напряжс ие на третьем и четвертом входе блока измерения градиента 7 модулируется вибратором и подается на вход блока нелинейности. С его выхода снимается модулированное напряжение, которое преобразуется в переменное напряжение с амплитудой, пропорциональной приращению функции р, на шаге с,. Это напряжение подается, как делимое, на вход блока деления в блоке измерения градиента 7. На другой вход блока деления подается, как делитель, напряжение, полученное как разность напряжений на третьем и четвертом входах блока измерения градиента 7, Вольтметр измеряет величину частного Л. Переключателем 8 входы блока измерения градиента 7 подключаются к клеммам следующих блока нелинейности 4 и схемы установки затрат 5 и аналогично замеряется величина Ь, и т. д, до последнего блока нелинейности 4Выбирается блок нелинейности 4;, для которого значение Л = Лмас На соответствующем блоке умножения на постоянный коэффициент 2; устанавливается увеличенный на единицу коэффициент. Напряжение с выхода этого блока подается на вход сумматора 3, осуществляющего суммирование всех напряжений с выходов блоков 2, - 2,. Затем выполняется второй шаг решения и т. д.После выполнения Л шагов напряжение на выходе сумматора 3 может быть равным нулю (наложенное ограничение по затрате израсходовано точно), либо больше нуля (перерасход). В последнем случае уменьшается на единицу коэффициент того блока умножения на постоянный коэффициент, у которого на Лl-ом шаге этот коэффициент был увеличен на единицу. Оценивается показание, прибора сумматора 3 и, если оно по абсолютной величине меньше любого из значений с;, то решение закончено. Блок измерения градиента 7 переключателем 8 от схемы отключается.Напряжение на выходе блока перемножения 1 соответствует достигнутому значению целевой функции для всей резервированной системы, напряжение на выходе сумматора 3 соответствует суммарной затрате, а зафиксированный коэффициент каждого блока умножения на постоянный коэффициент - числу параллельно включенных устройств на каждом участке резервирования. Предмет изобретения Аналоговый оптимизатор, содержащий й блоков нелинейности, выходы которых соединены со входами блока перемножения, й блоков умножения на постоянный коэффициент, выходы которых соединены со входами сумматора и первыми входами соответствующих блоков нелинейности, и переключатель, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упроРедактор А. Цветкова Корректор Н. Стельмах Заказ 1873/9 Изд.1374 Тираж 624 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5Типография, пр Сапунова, 2 Шенин структуры, он содержит 7 г схем установки затрат, блок развертки и блок измере. ния градиента, первый и второй входы которого через переключатель подключены ко вторым входам и гыходам блоков нелинейности; выход блока развертки соединен со входами й схем установки затрат, первый и второй выходы каждой из которых соединены со входами соответствующего блока умножения на постоянный коэффициент и через переключа тель - с третьим и четвертым входами блокаизмерения градиента.