Многоканальный статистический оптимизатор

(19) (11) 1) а 05 В 13/О ГОСУДАРСГЮ ДЕЛ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН экстка" ССР 970 опти- вле 143. пр ТВННЫЙ НОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Растригин Л.А. Системыремального управления. М., "Нау1974, с,444-446.2. Авторское свидетельство СР 326550, кл. б 05 8 В 13/02, 1(прототип).3, Дж.Медич. Статистическиемальные линейные оценки и у ание. М., "Энергия", 1973, с.51(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ ОПТИМИЗАТОР, содержащий последовательно соединенные блок вычисленияприращения функции качества, блокостанова и генератор случайных чисел.блок оценки обученности, первый входкоторого соединен с входом блокаостанова, а второй - с входом блокаисполнительных устройств, подключенного выходом к входу объекта управления, выход которого соединен с входом блока вычисления приращения функции качества,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены блок определения знака, последовательно соединенные квадратор, первый блок умножения, первый сумматор, второй блок умножения и блок памяти, последовательно соединенные счетчик, блок деления, второй сумматор и третий блок умножения и последовательно соединенные блок выделения модуля, третий сумматор, блок извлечения квадратного корня, четвертый сумматор, четвертый блок умножения и пятый сумматор, подключенный выходом к второму входу второго блока умножения, а вторым входом - к вхо-ду счетчика,к выходу генератора случайных чисел и к второму входу блока памяти, соединенного выходомс входом блока исполнительных устройств, блок определения знака подключен выходом к второму входу четвертого блока умножения, а входом - к входу квадратора, к входу блока выделения модуля и к выходу блока оценки обученности, выход третьего блока умножения подключен к второму входу первогосумматора.(О (Л 1);б- параметр скорости обучения (д О);ЬО(К)=9(К)-Й(К 1) - приращение функ-ции качества на К-м шаге,д)К) - п -мерный вектор К-ого шага системы н и -мерном пространстве параметровВ - коэффициент "скептицизма"(д ) О). 30 Недостаток укаэанного оптимизато ра заключается в том, что дисперсия случайного шага поиска всегда обратно пропорциональна величине модуля обученности. Это приводит к тому, что с ростом модуля обученности по иск детерминируется и теряет присущие случайному поиску положительные свойства. Например, поиск в районе экстремума может образовать незатухающие предельные циклы. Это обстоятельство приводит к уменьшению скорости и точности сходимости поискак экстремуму.Наиболее близким к предлагаемому является многоканальный статистический оптимизатор, содержащий последова 50 Тельно соединенные блок вычисления приращения функции качества, блок останова и генератор случайных чисел, блок оценки обученности, первый вход которого соединен с входом блока останона, а второй - с нходом блока исполнительных устройств, подключенного выходом к входу объекта управления, выход которого соединен с входом блока вычисления приращения функции качества (21. Однако в известном оптимизаторевеличина шага поиска изменяется нанекоторую Фиксированную дискретную Я Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительном комплексе для решения задач многопараметрической оптимизации технологических установок с экстремальными статическими характеристиками в кабельной и металлообрабатывающей промышленности, в частности для оптимизации параметров технологического режима наложения изоляции на провода и кабели 10 (на экструзионных линиях.Известен многоканальный статистический оптимизатор 13, в котором шаг поиска изменяется как непрерывная функция некоторой случайной величины.и так называемого векторного параметра обученности, характеризующего вероятностные свойства поиска, который вычисляется по рекуррентной формуле 20 величину и зависит только от знакаприращения функции качества, вследствие чего не учитываются локальныесвойства поверхности функции качества, например ее наклон вдали и врайоне экстремума, и поиск вначалеи на любом К-м шаге имеет одни ите же свойства,Для увеличения скорости и точности сходимоСти процесса поиска необходимо, чтобы в начале поиска оптимизатор значительно изменял шаг селью скорейшего нахождения верногоаправления, а по мере приближенияк экстремуму изменял величину шага сучетом наклона поверхности функциикачества. Отсутствие этих свойств поиска в известном оптимизаторе приводит к уменьшению скорости и точности сходимости,Кроме того, реверсирование шагапоиска при неудаче в районе экстремума приводит к частым переключениям,рысканию системь 1 и снижает ее быстродействие.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия,Для достижения поставленной целив оптимизатор введены блок определения знака, последовательно соединенные кнадратор, первый блок умножения, первый сумматор, второй блокумножения и блок памяти, последовательно соединенные счетчик, блок деления, второй сумматор и третий блокумножения и последовательно соединенные блок выделения модуля, третий .сумматор, блок извлечения квадратного корня, четвертый сумматор, четвертый блок умножения и пятый сумматор, подключенный выходом к второмувходу второго блока умножения, а вторым входом - к входу счетчика, к выходу генератора случайных чисел и квторому входу блока памяти, соединенного выходом с входом блока исполнительных устройств, блок определения знака подключен выходом к второму входу четвертого блока умножения,а входом - к входу квадратора, к входу блока выделения модуля и к в;ходу блока оценки обученности, выходтретьего блока умножения подключенк нторому входу первого сумматора.На фиг. 1 приведена блок-схемамногоканального статистического оптимизатора; на фиг. 2 - блок-схема блока оценки обученности.Оптимизатор содержит блок 1 вычисления приращения функции качества, блок 2 останона, генератор 3случайных чисел, блок 3 оценки обученности, блок 5 исполнительных устройств, объект б управления, блок 7определения знака, кнадратор 8, первый блок 9 умножения, первый сумматор 10, второй блок 11 умножения,блок 12 памяти, счетчик 13, блок 14ФЗаказ 746/44 Тираж 842 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 то сигнал с выхода блока 2 на генератор 3 случайных чисел не поступаетн поиск прекращается, если,/Ю(К(ЪЕ,то,с выхода блока 2 на входблока 3 подается запускающийсигнал и генератор 3 вырабатывает случайное число, которое поступает на вход счетчика 13. При этомна выходе генератора 3 сигнал присутствует столько времени, скольконеобходимо для вычисления значений 1 ОЬХ (1(+1 ) и записи их в оперативнойпамяти блока 12. По истечении эаданного времени сигнал на выходе генератора исчезает, что является признаком для пересылки значения 4 Х;(К+1из оперативной памяти блока 12 в постоянную память этого блока, где производится замена значения дХ,(К) наах К+1 . За время действия сигнала генератора 3 с. помощью блоков 8-11, а также блоков 17-21 вычисляется значение дХ; ( К+1) по вышеприведенным формулам. При этом очередное случайное число генератора 3 вызывает увеличе" ние записанного в счетчике 13 числа на единицу и на выходе счетчика 13 появляется число, равное номеру шага поиска,После пересылки аХ; (К+1 в постоянную память блока 12 начинается новый К+11-й цикл оптимизации. увеличение скорости и точности сходимости поиска позволяет значительно уменьшить расход дорогостоящих материалов, уменьшить брак продукции, увеличить производительность агрегатов .