Оптимизатор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ4270 Союз Советских Социалистических Республик(51) М,Кл,е б 05 В 13/О асударственныВ намитетСовета Министров СССРао делам изобретенийи аирытий 3) Приорит т -Л, Гварамадзе, Ю. С. Минеев, А, М. Самтеладзе и Т. М Трокашвили ститут систем управления АН Грузинской ССР ИЗАТО(54) О Изобретение относится к устройствам для оптимальной настройки параметров систем автоматического управления и нахождения экстремума функции нескольких переменных, изменяющихся во времени, и может найти применение в технике автоматического регулирования, в частности в практике поисковых самонастраивающихся систем и систем автоматической экстремальной адаптации.Известен оптимизатор, содержащий генератор случайных чисел, подключенный к блоку управления, блок вычисления приращения функции качества, первый сумматор, входы которого подключены к выходам первого квадратора, второй сумматор, входы которого подключены к выходам второго квадратора, первый делитель, одним входом соединенный с блоком вычисления приращения функции качества, другим - с выходом первого сумматора, а выходом - с ограничителем, и цепи настройки, каждая из которых содержит блок с переменным коэффициентом передачи, первый блок умножения, вход которого подключен ко входу соответствующего первого квадратора и выходу ограничителя, второй блок 25 умножения, один вход которого подключен к выходу второго делителя, другой - ко входу соответствующего второго квадратора, первый и второй блоки задержки. Известный оптимизатор не позволяет обеспечить необходи- ЗО мой надежности, так как при использовании его в целях многоканальной оптимизации является необходимым наличие генератора случайных чисел и всех функциональных узлов функциональных преобразователей в каждом канале настройки. Генераторы случайных чисел и функциональные преобразователи являются основными и наиболее сложенными элементами оптимизатора, увеличение их числа, пропорционального числу каналов настройки, приводят к усложнению схемы оптимизатора, что в свою очередь снижает надежность.С целью повышения надежности работы описываемый оптимизатор содержит распределитель, вход которого подключен к выходу генератора случайных чисел, а выход - ко входам вторых делителей цепей настройки, каждый блок задержки которых подключен своим входом к выходу соответствующего блока умножения, а выходом - ко входу сумматора канала настройки, при этом выход первого блока задержки подключен к суммирующему входу первого блока умножения через блок с переменным коэффициентом передачи и ко входу выпрямителя - непосредственно, управляющие входы блоков задержки и распределителя подключены к блоку управления, а выход сумматора канала настройки подключен ко входу первого квадратора, При этом блоки задержки выполнены в виде двухсвязанных последовательно элементов памяти.На чертеже представлена блок-схема устройства и приняты обозначения; 1 - первый квадратор; 2 - второй квадратор; 3 - первый сумматор; 4 - второй сумматор; 5 - генератор случайных чисел; 6 - распределитель (случайных чисел); 7 - блок вычисле. ния приращения функции качества; 8 - огра. ничитель; 9 - первый делитель; 10 - второй делитель; 11 - первый блок умножения; 12 - второй блок умножения; 13 и 14 - элементы памяти первого блока задержки; 15 и 16 - элементы памяти второго блока задержки;17 - первый блок задержки; 18 - второй блок задержки; 19 - выпрямитель; 20 - блок с переменным коэффициентом передачи; 21 сумматор канала настройки; 22 - блок управления.До начала каждого шага поиска экстремума функции качества системы в элементах памяти 13 и 15 первого 17 и второго 18 блоков задержки содержится информация о детерминированном Л;- 1 и случайном у;- 1 шаге поиска, соответственно вычисленная на предыдущем шаге оптимизации. В блоке вычисления приращения функции качества 7 запоминается значение функции качества Я, поступившее на этот блок от анализатора качества оптимизируемой системы на предыдущем шаге поиска, а в выходных регистрах распределителя (случайных чисел) 6 - случайные числа, поступившие от генератора случайных чисел 5,С приходом нового значения функции качества Я на блок вычисления приращения функции качества 7 и импульса Запуск на блок управления 22 от анализатора качества оптимизируемой системы блок управления 22 своим импульсом управления переписывает в элементы памяти 14 и 16 первого 17 и второго 18 блоков задержки информацию о детерминированном Л, 1 - 1 и случайном у 1 - 1 шаге поиска, записанную в элементах памяти 13 и 15 соответственно, Одновременно с этим в блоке вычисления приращения функции качества 7 вычисляется новое значение приращения функции качества Л - 1Я - ф - 1, которое подается на вход первого делителя 9, и входные регистры распределителя (случайных чисел) 6 сбрасываются в состояние ноль.Информация Л; - 1 подается на один из входов сумматора канала настройки 21, на вход блока с переменным коэффициентом передачи 20 и на один из входов выпрямителя 19, на другой вход которого подается постоянное (регулируемое в некоторых пределах) напряжение ц. На другой вход сумматора канала настройки 21 поступает значение случайного шага поиска у Р - 1 с элемента памяти 16 второго блока задержки 18. Результат суммирования значений Л- 1 и у с - 1 на сумматоре канала настройки 21, как новое значение приращения оптимизируемого пара 65 мяти 14 и 16 в состояние ноль и переписы 4метра Лх; Я поступает на оптимизируемую систему и на один из входов первого квадратора 1, на другие входы которого подаются новые значения приращений оптимизируемых 5 параметров Лх, вычисленные в других каналах настройки. Одновременно с этим в блоке с переменным коэффициентом передачи 20 происходит забывание значения Л,- 1 на величину в(е ( 1), и значение Л,- 1 в пода ется на суммирующий вход первого блокаумножения 11, а выпрямленное на выпрямителе 19 значение Л- 1 складывается с величиной 1 и подается на входы второго блока умножения 12 и второго квадратора 2. На 1 ь другие входы второго квадратора 2 поступаютзначения т 1 + Л - 1 с других каналов настройки.Импульсом от блока управления 22 запускается генератор случайных чисел 5, который 20 записывает во входные регистры распределителя (случайных чисел) 6 случайные числа, предназначенные для последующего шага поиска. Информация, поступившая с первого 1 и второго 2 квадраторов, суммируется соответ Б ственно на первом 3 и втором 4 сумматорах иподается на вход первого делителя 9 с первого сумматора 3 и на вход второго делителя 10 - со второго сумматора 4. На вход второго делителя 10 подается соответственно случайные зп числа, записанные в выходных регистрах распределителя (случайных чисел) 6, Операция деления в первом 9 и втором 10 делителях происходит после прихода на них разрешающего импульса с блока управления 22.зБ Следующий импульс блока управления 22сбрасывает выходные регистры распределителя (случайных чисел) 6 в состояние ноль.Результат деления на втором делителе 10поступает на один из входов второго блока 4 о умножения 12 и перемножается с величинойЧ + Л;- 1, установленной на втором входе этого же устройства. Ограничитель 8 ограничивает результат деления на первом делителе 9, величина ограниченияможет быть по добрана и отрегулирована вручную. Ограниченное значение результата деления подается на один из входов первого блока умножения 11 и перемножается с величиной приращения оптимизируемого параметра Лх Я поступающего с выхода сумматора канала настройки 21. К результату умножения двух сомножителей добавляется величина Л с - 1 в, подаваемая на вход первого блока умйожения 11 от блока с переменным коэффициентом пеу редачи 20.Новые значения детерминированногоЛ; Я и случайного ушага поиска, полученные на выходах первого 11 и второго 12 блоков умножения соответственно запоминаются в элементах памяти 13 и 15 первого 17 и второго 18 блоков задержки, после прихода на эти элементы разрешающего импульса с блока управления 22. Этот же импульс с блока управления 22 сбрасывает элементы па 5142705вает случайные числа, записанные во входных регистрах распределителя (случайных чи сел) 6, в его выходные регистры.Элементы памяти 13 и 15 сбрасываются в состояние ноль в начале каждого такта, когда информация Х г - 1 и у- Ц уже переписана в элементы памяти 14 и 16 первого 17 и второго 18 блоков задержки соответственно.Таким образом, к началу каждого последующего такта в элементах памяти 13 и 15 запоминаются старые значения Х, Г - 1 и у- 1, которые необходимы для вычисленйя нового значения приращения оптимизируемого параметра Лх, + Ц на последующем шаге поиска экстремума функции Я качества.Аналогична работа оптимизатора и на всех других шагах поиска, за исключением первого шага, когда в выходные регистры распределителя (случайных чисел) 6 записываются некоторые постоянные заданные числа от отдельного источника питания, имитирующие случайные числа на первом шаге поиска.Формула изобретения1, Оптимизатор, содержащий генератор случайных чисел, подключенный к блоку управления, блок вычисления приращения функции качества, первый сумматор, входы которого подключены к выходам первого квадратора, второй сумматор, входы которого подключены к выходам второго квадратора, .первый 6делитель, одним входом соединенный с блоко авычисления приращения функции качества,другим - с выходом первого сумматора, а выходом - с ограничителем, и цепи настройки,каждая из которых содержит блок с перемен 5 ным коэффициентом передачи, первый блокумножения, вход которого подключен ко входу соответствующего первого квадратора и выходу ограничителя, второй блок умножения,один вход которого подключен к выходу вто 1 О рого делителя, другой - ко входу соответствующего второго квадратора, первый и второй блоки задержки, отличающийся тем, что,с целью повышения надежности работы оптимизатора, он содержит распределитель, вход15 которого подключен к выходу генератора случайных чисел, а выход - ко входам вторыхделителей цепей настройки, каждый блок задержки которых подключен своим входом квыходу соответствующего блока умножения, а20 выходом - ко входу сумматора канала настройки, при этом выход первого блока задержки подключен к суммирующему входупервого блока умножения через блок с переменным коэффициентом передачи и ко входу25 выпрямителя - непосредственно, управляющие входы блоков задержки и распределителя подключены к блоку управления, а выходсумматора канала настройки подключен ковходу первого кв адр атор а.30 2. Оптимизатор по п. 1, отличающийся тем,что блоки задержки выполнены в виде двух,связанных последовательно идентичныхэлементов памяти,514270 Составитель Л. Котляревскаяедактор Л. Тюрина Техред 3. Тараненко орректор Е, Котов Заказ5200 Т ЦНИИП о петров СССР дписно МОТ, Загорский филиал Изд,1363 И Государственного комитета С по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж 35, Раущска