Аналоговый оптимизатор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВЮРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, сеид.ву Союз Советских Сецвалистичаских Реслублики 643899 22) Заявлено 29,12.76 (2 М, Кл,И 06 (3 7/122 5338/1 8-2 присоединением заявки Гкударетеевнвй хеапет СССР Па ДВАВМ 330 брВТВВй н юткритхй(23) Приорите Опублнковано 25,01.79 Белл Дата опубликованию описаниь8.01. 79 72) Авторы изобретения ержан О. Г. ев(7 ) Заювйтел АНАЛОГОВЫЙ ОПГИМ ИЗАТОР ниа Изобретение относится к вычислитель иой технике и может быть использовано для определения комплекта запаса, обеспечивающего максимальную вероятность достаточности запасных элементов при заданном ограничении на затраты (стоимость, вес, габариты), для систем с пуассоновским распределением: отказов.Известно устройство для решения, з дач оптимального резервирования Я, содержащее блоки задания нелйнейностисоединенные с блоком перемножения, блоки умножения на постоянный коэффициент, сумматоры.Наиболее близким техническим решением к изобретению является аналоговый оптимизатор, содержащий блоки задания затрат, выход 1 казщого из которых, через соответствующий блок умножении, на постоянный коэффициент подключен к соответствующему входу блока суммирования, блок задания нелинейности и перевщяатвли 12 . Недостатком невестнЫх устройств является низкое быстродействие.Целью изобретения явлаетса иовышение быстродействия.Указанная цель достигается тем, В что устройство содержит блоки заданияпостоянных коэффициентов, блок задаограничения, дополнительный блок умножения на постоянный коэффициент функциоиальный преобразователь, блоки инц дикации и,блок сравнения, первый входкоторого через цепочку из последовательно соединенных блока задания нелинейности и первый, переключатель под- .кгпочен к выходам блоков задания нос-а тониных коэффицйентов, второй щца блока, сравнения через цепочку из последовательно соединенных функционал ногойреобразователя, дополнительного блокаумножении на постоянный коэффициент 2 В и второй переключатель подсоединен квыходам блоков задания затрат, третийвход блока сравнения подключен к выходу блока задания ограничения; четвер6438 99 где тый вход блока сравнения подсоединен к выходу блока суммирования, выходы блока сравнении подключены к входам блоков индикации.На фиг. 1 представлена блок-схема аналогового оптимизатора, которая содержит блоки задании постоянных коэффициентов 14- 1 блоки задания затрат 2 - 2 к, блок, задания ограниченна 3, блок задания нелинейности 4, дополнительный блок уМножения 5 на постоянный коэффициент, функциональный преобразователь 6, блоки умчожениа на,лостояичый коэффициент 7, - 7 блок суммйроввиия 8, блок сравнения 9, пе реключвтели 10, 11, блоки индикации 12; 13.На фиг. 2 представлены графики семейства уравнений прямых,Устройство преднвзйачеио для решения методом наискорейшего спуска целочисленной оптимизмионной задачи,. состоящей в нахождении такого комплекта зацесных элементов, который обеспечи- вает Р ф тЮ Х П Р(. Х)у (1) где (Х;)рМ;Х;- вероятность, достаточности запаса элементовЙ о типаХ 1,2,- обьем запаса элементов-го типа;И; а й; А 1 математическое ожидание числа отказов элементов 1 -го типа. - число элементов 1-го типа в оптймизируемой системе;Л - параметр распределения Пуассона, дла элемента-го типа:4- время работы элемента1-го тийа;е 1где С; - затраты, определяемые элементом ( -го типа,С;донустимые затраты на комплект запасных элементов.Процесс поиска решения задачи (1)- (2) методом наискорейшего спуска заключаетса в выборе для каждого 1 -го типа элементов такого наибольшего числа Х , для которг.вТ(х;)ИС;,ЬТ СХ;) =Т (Х;+4)-Т;(,и),)=ВР;(,);И 0- произвольно заданный гра- диенте 4При этом условии выполняется (.2) Устройство основано на использовании расчетных зависимостейИс.1(ах,)представленных Га фнг. 2, которые в логарифмическом масштабе с большой точностью вппроксимируютса уравнениями прямых и поэтому могут быть реализованы на линейномучастке выходной 16 характеристики0,с,. - (,О,.1операционного усилителя с заданнымкоэффициентом передачи и зоной нечувствительности.3 Устройство имеет следующий режимработы. Задаются произвольным значением градиента П ъ О и дла каждого1 -го тица элементов подбираетса наибольшее значение Х, , при котором вы 2 о полняется (3). По полученным значениям Х; проверяется условие (2). Еслионо выполнено, зчачение Ъ следуетуменьшить, в противном случае - увеличить, после чего повторить процедурувыбора. Оптимальному решению соответствует наименьшее значение И,при котором выполняется условие 2Перед решением выбнраетса числоК, соответствующее количеству тиЗе пов элементов и определяющее количество блоков 1 - 1, 2 -2 7 -3 к"Н 1К 4 и"На блоках задании постоянных коэффициентов 1, + 1 задвютса напряженнаОд -0,4, а на блоках задании затратфкЗф 2 +2 - напряжения Ов "Ос , пропорк скционвльные величинам Фд си С 1(1 4 Щсоответственно коэффициенты блоков умножения на постоянный коэффициент7, - 7 устанавливаются равными щ- лю. На блоке задания ограничения 3задается опорное напряжение Ос, пропорциональчое величине СПереключатель блока 5, шкала которого проградунрованв от 0,001 до 1 4 с ценой делении 0,001 устанавливаетсяв среднее положение (допускаетса установка в пооизвольное положение). Пере-,ключатель 10 устанавливается в положение "1" и выполняется первый шаг. ф Переключатель 11 устанавливаетса в положение О, которое отвечает характеристике блока 4 дла Х 1 1. Выходноенапряжение блока 4 подается на первый вход блока 9, Одновременно переключателем 10 напряжение Ц, подаоется на вход блока 5, с выхода которого напряжение, пропорциональное величине Я С, подается на функцио, ство позволяет за конечное число шагов произвести выбор оптимального комплекта эвпвсных элементов системы, состоя ший из К типов элементов. Скоростьсходимости поиска и точность решения могут регулироваться путем соответствующей градации изменений величины. Если опорное напряжение не превы шает выходного напряжения блока 4, блок сравнения не изменяет своего расстояния, и блок индикации 13. не загорается. Переключатель 11 переводится в положение "1, соответствующее Х; =2 и т,д. При загорании блока инднкжии на блоке 7 устанавливается коэффициент равный номеру поло жения переключателя 11, а сам переключатель возвращается в исходное положение. 3 втем переключатель дереводится в следующее положение и выпол няется второй шаг решения с помощью переклю ателя 11. 26После выполнения К шагов переключателем 1 к выходу блоке сравнения 9 подюиочвется блок индикации 12, котд. рый загорится в реэулыате сравнения выходного напряжения блока суммирова З иия 8 с опорным напряжением. В соответствии с подученным сигналом следует изменить установку переключателя блока 5.Далее необходимо вернуть схему в 30 исходное положение и повторить процедуру поиска, начиная с первого швгв,Для установки градиента задаются верхним и нижним пределами его изменения (первоначально это мо ут быть д конец и начала шкалы блока 5) %,иЪ, : соответственно. Тогда при загорании блока индикации 12 "увеличить Я " полагаем, что Й, а Ь и новое значение градиента д принимается равным 40 1 Э, +, )где- прежнее значение градиента, сточностью до одного деления. Приваго- ,цранив блока индикация уменьшить 11 "следует положить И й и по формулес Э(4) вычислить Ь,Процесс поиска прекращается, когдановое значение градиента отличается от %предыдущего менее, чем на 2 делениишкалы, Таким образом, число шагов поиокв решения не превысит величины;й Ъ 6 о Ь,где , - число делений шкалы блока 5. И нальный преобразователь 6. Опорноенапряжение О . с выхода функцио.ЛС 4нвльного преобразователя 6 подаетсяна второй вход блока сравнения 9,Формула изобретения Аналоговый оптимизатор, содержащий блоки задания затрат, выход каждого из которых через соответствующий блок умножения на постоянный коэффициент подключен к соответствующему входу блока суммирования, блок задания нелинейности и переключатели, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, оно содержит блоки задания постоянных коэффициентов, блок задания ограничения, допол. нительный блок умножения на постоянный коэффициент, функциональный преобразователь, блоки индикации и блок сравнения, первый вход которого через цепочку нз последовательно соединенных блока задания нелинейности и первый переключатель подключен к выходам блоков задания постоянных коэффициентов, второй вход блоке сравнения через . цепочку из последовательно соединенных функционального преобразователя, дополиительногоблока умножения на постоянный коэффициент и второй переключатель подбоедияен к выходам блоков задания затрат, третий вход блока сравнения подключен к выходу блока эв дания ограничения,четвертый вход блока сравнения подсоединен к выходу блока суммирования, выходы блока срав пения подключены к входам блоков индикации е Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР% 419917,кле 0 ОВ О /122,1971. 2. Авторское свидетельство СССР Х 9 475630, кл. О О 7 6 7/48, 1973.643899 Жй.1 ОЮ Аа.гБНИИПИ Заказ 8023/45ю Фипщл ППП фПате Ужгород, ул. Прае