328794

р 328794 Союз Советских Социалистических Республик(32) Приорите Опубликовано Гасударственные комете Совета енннстров СССР по делам нзооретенкй н открытий.74. Бюллетень1 ата опубликования описания 11.09.4 72) Авторы изобретени ов и К. И. Гища(1) Заявител 1 ститут кибернетики АН Украинской С(54) АНАЛОГОВОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТ ДЛЯ ГИБРИДНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЪНЪХ МАШИН роиство по- ычислительФ(Х, Х);., А,5г ых, а екто ем(омых оры границ неравенств; ная система нелинейнь Х, =Х усло равнени нного и Изобретение о чительной техники.Известны аналоговые вычислительные устройства для гибридных вычислительных машин, содержащие формирователь производной, к входам которого непосредственно и через формирователи штрафных функций подключены автомат режимов работы, модель- аналог системы функций, модель-квазиапалог начальных условий и модель-квазианалог инверторов.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено преобразователем неравенств в уравнения, входы которого подключены к выходам модели-аналога системы функций, а выходы присоединены к входам формирователя штрафной функции.Это позволяет расширить функциональные возможности устройства.На чертеже показана блок-схема гибридной вычислительной машины,Аналоговое вычислительное устройство 1 гибридной вычислительной машины содержит модель-аналог 2 системы функций, модель-квазианалог 3 начальных условий, модель-квазианалог 4 инверторов, формирователи 5 52, и 5 З штрафной функции, формирователь 6 производной, автомат 7 режимов работы и преобразователь 8 неравенств в уравнения. Аналоговое вычислительноезволяет решать на гибриднойной машине задачи вида функций.Модель-аналог системы функций выполненв виде нелинейного резистивного многополюсника и является функциональным преобразо вателем многих переменных с видом преобразования Ф (Х, Х). Наличие инвертированных Х и неинвертированных Х значений искомых переменных позволяет проводить преобразования без операционных усилителей.Модели-квазианалоги начальных условийи инверторов представляют собой линейные многополюсники и служат для выработки сигналов, определяемых невязками в уравне- нии(8) 5 О 55 60 65 диодно-резистивпых схем с характеристиками типа зона нечувствительности. Векторы А н В границ неравенств определяют размер зоны нечувствительности.Формирователи 5 5 и 5 з штрафной функции выполнены в виде диодно-резистивных многополюсников и служат для формирования пары сигналов + ипо входным сигнала е В соовествии с Выракения:и Закон преобразования +; (в;) и ; (в,) задается условиями работы аналогового вычислительного устройства в гибридной вычислительной машине и выбирается таким, чтобы штрафная функция- (6) имела квадратичную зависимость в зоне изменения в около нуля и линейную в остальной области.Формирователь 6 производной представляет собой транзисторную схему, предназначенную для выработки выходного сигнала по входным сигналам 1+ ив соответствии с выражением где lг - некоторый множитель. Содержащиеся в схеме формирователя производной ключевые элементы позволяют проводить преобразование (7) для сигналов, поступающих по различным входам.Автомат 7 режимов работы служит для выработки дискретных сигналов, определяющих режим работы аналогового вычислительного устройства по внешним командам (паприхер, от оператора).Аналого-дискретный преобразователь 9 предназначен для выработки выходного сигнала о но входному сигналув соответствии с выражением и может быть выполнен, например, в виде триггера Шмидта.Дискретно-аналоговый преобразователь 10 представляет собой набор управляемых генераторов линейно изменяемого напряжения, которые под действием дискретных управляющих сигналов вырабатывают напряжения, линейно изменяющиеся то в сторону возрастания, то в сторону убывания.Предлагаемое устройство работает следующим образом.На входы модели-аналога 2 системы функций, моделей-квазианалогов 3 и 4 началь- ных условий и инверторов подаются входные сигналы аналогового вычислительного устройства Автомат 7 режимов работы задает 5 1 О 15 20 25 зо З 5 40 режимы аналогового вычислительного устройства: исходного положения и решения.В режиме исходного положения решается задача, представленная системами уравнений (2) и (3). В этом режиме используются сигналы модели-квазианалога 3 начальных условя и модсли-квазианалога 4 инверторов, Модель-квазнаагог начальных условий вырабатывает сигналы, соответствующие невязкам в уравнении (3), а модель-квазианалог 4 инверторов сигналы, соответствующие невязкам в равнении (2), Эти невязки подаются на входы формирователей 5 и 5 з штрафной функции, на выходах которых образуются пары составляющих штрафной функции в соответствии с выражениями (4) и (5).Общая штрафная функция, равная сумме штрафной функции начальных условий и штрафной функции инверторов, имеет единственный минимум, соответствующий решению систем уравнений (2) и (3). Работа гибридной вычислительной машины в этом режиме состоит в отыскании этого минимума. Составляющие штрафной функции поступают на входы формирователя 6 производной, где каждая из пар составляющих штрафной функции преобразуется в соответствии с выражением (7) и полученные сигналы суммируются, Выходные сигналы формирователя 5 штрафной функции в этом режиме отключаются по команде автомата 7 режимов работы.В режиме решения решаются задачи вида (1) и (2). На выходах модели-аналога 2 системы функций вырабатываются текущие значения системы функций 1, которые поступают на входы формирователя 5, штрафной функции, На выходах формирователя 5, штрафной функции образуются составляющие штрафной функции в соответствии с выражениями (4) и (5), Модель-квазианалог 4 инверторов вместе с формирователем 5, штрафной функции работает так же, как и в предыдущем режиме,Общая штрафная функцияГ=-Г +Г гдеи- штрафные функции соответственно систем у авнений (1) и (2), имеет несколько минимумов в соответствии с количеством решений задачи (1) и (2). Работа гибридной вычислительной машины в этом режиме состоит в отыскании координат одного из минимумов. Составляющие штрафных функций с выходов формирователей 5, и 5, штрафных функций попадают на входы формирователей 6 производной, где каждая из пар составляющих штрафной функции преобразуется в соответствии с выражением (7), а полученные сигналы суммируются. В результате этого образуется производная по времени от штрафной функции (9). Поступающие от формирователя 5, штрафной функции сигналы в этом режиме отключаются по команде автомата 7 режимов работы. Во всех режимах выход формирователя 6 производной является выходом аналогового вычислительного устройства,Выходной сигналаналогового вычислительного устройства поступает на вход аналого-дискретного преобразователя 9, который вырабатывает выходной сигнал о в соответствии с выражением (8).Выходной сигнал о аналого-дискретного преобразователя 9 попадает на вход малоразрядного цифрового устройства 11, которое вырабатывает серию сигналов в виде последовательности взаимно ортогональных векторов, компоненты которых могут принимать лишь два значения +1 и - 1.Выходные сигналы цифрового устройства 11 являются упгавляющими сигналами дискретно-аналогового преобразователя 10, на выходах которого образуются напряжения, определяющие траекторию поиска. Полученная траектория имеет вид непрерывной ломанной линии с взаимно ортогональными прямолинейными участками. Эти напряжения поступают на входы аналогового вычислительного устройства.В целом работа гибридной вычислительной машины характеризуется следующим образом.При прямолинейном движении по выбранному направлению анализируется изменение штрафной функции. Осли штрафная функция убывает, (о=0), то движение в выбранном направ енин сохраняется. Когда штрафная функция возрастает (а=1), направление движения вначале изменяется на ортогональное к предыдущему, затем производится реверс в5 этом направлении и вновь переход на новоенаправление и т, д. до тех пор, пока штрафная функция не начнет убывать. Такая организация поиска дает возможность быстро находить минимум в выбранной зоне. Выбор 10 зоны, в которой отыскивается минимум, осуществляется оператором в режиме исходного положения путем соответствующего выбора вектора начальных условий.15Предмет изобретенияАналоговое вычислительное устройство длягибридных вычислительных машин, содержащее формирователь производной, к входам которого непосредственно и через формирова тели штрафных функций подключены автоматрежимов работы, модель-аналог системы функций. медель-квазианалог начальных условий и модель-квазпапалог инверторов, о т л ич а ющееся тем, что, с целью расширения 25 функциональных возможностей, оно содержитпреобразователь неравенств в уравнения, входы которого подключены к выходам модели- аналога системы функций, а выходы присоединены к входам формирователя штрафной 30 функции328794 аказ 2314/2ЦНИИПИ Изд. Юо 732 Тираж 624 сударственного комитета Совета Минис по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5