Устройство для определения оптимальных траекторий

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсник Социалистическия Республик(61) Дополнительное и авт. саид-ву(22) Заявлено 240578 (21) 2622879/18-2 51)М. КЛ,2 6 06 6 1/122 с присоединением заявки Йо -(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.В. Васильев, А,Г, Додонов, В.А. Валетчик и А,И. Левина Институт электродинамики АН УССР и Опытно-конструкторское бюро Института металлофизики АН УССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ТРАЕКТОРИЙ,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении цифровых специализированных устройств для определения ойтимальныХ траекторий.Известно специализированное цифровое устройство для решения большихсетей по фрагментам, содержащее блокмоделей, внешнее запоминающее уст Оройство, блок элементов памяти, устройство управления, причем первыйвыход устройства управления подключен к блоку элементов памяти, второйко входу запоминающего устройства,третий в .ко входам элементов модели сети, вторые входы элементовмодели сети соединены с внешним запоминающим устройством 1,Недостатком известного устройст Ова является рост времени решения приперестройке вычислительного процесСа от фрагмента к фрагменту, которая производится вручную,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения оптимальныхтраекторий, содержащее модель сети,внешнее запоминающее устройство,устройство управления, блок поиска фрагментов и блок сопряжения Фрагментов, к выходам которого подключены первые входы элементов модели сети, первые выходы которых соединеныс первыми входами блока сопряженияфрагментов и первыми входами блокапоиска фрагментов, первый выход которого соединен со вторым входомблока сопряжения фрагментов, третьивыходы модели сети, соответствующиеначальным и конечным граничным узлам, соединяются с устройством управления, первый выход которого соединен со вторым входом модели сети,второй - со вторым входом блока поиска Фрагментов 21.Недостаток известного устройства -большие затраты времени на подготовку исходных данных - определенияинтегральных характеристик моделейузлов, что исключает применение известного устройства в составе сложныхсистем управления,Цель изобретения - повышение быст.родействия. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения оптимальных траекторий, содержащее блок управления, внешний запоминающий блок, модель сети, блокпоиска, фрагментов сети, блок сопряжения фрагментов, группа выходовкоторого подключена к группе входовмодели сети, первая группа выходовкоторого соединена с группой входовблока соПряжения фрагментов, втораягруппа выходов модели сети подключена к группе входов блока поискафрагментов сети, первый выход кото,рого соединен со входом блока сопряжения фрагментов, первый выход модели сети подключен к первому входублока управления, первый выход которого соединен с первым входом модели сети, второй выход которогосоединен с первым входом внешнегозапоминающего блока, второй выход 5блока управления подключен к входублока поиска фрагментов сети, введены аналого-цифровой преобразователь и интегратор, первый и второйвходы которого подключены к выходам 20внешнего запоминающего блока, одинвход которого соединен со вторым выходбм блока поиска фрагментов сетИ,другие входы внешнего запоминающего блока подключены к ьыходам задания режимов работы блока управления,"синхронизирующий выход которого подключен к третьему входу интегратора,выход которого через цифроаналоговыйпреобразователь соединен со вторымвходом модели сети.На фиг, 1 приведена блок-схемаустройства для определения оптимальных траекторий, на фиг. 2 - схемаодного из возможных вариантов реализации внешнего запоминающего блока,на фиг. 3 - пример, иллюстрирующийработу устройства.Устройстводля определения оптимальных траекторий содержит модельсети 1,внешний запоминающий блок 402, блок 3 управления, блок 4 поиска фрагментов сети, блок 5. сопряжения фрагментов, интегратор б, аналого-цифровой преобразователь 7,Элементами модели сети 1 являютсямодели узлов, которым приписываются веса, соответствующие интегральным характеристикам, определенным поэлементарным площадкам, в центрекоторых находятся эти узлы, и модели ветвей, выполняющих функции передачи информации от узла к узлу. Топология соединений элементов сетисоответствует графу-решетке заданной"койфигурации, например, прямоугольной.Для моделирования весов моделей узлов используется временная аналогия.Внешний запоминающий блок 2 содержит (фиг. 2) запоминающую электроннолучевую трубку 8 (ЗЭЛТ), блок 9 формирования микРорастров, включающий ягенераторы 10 пилообразного напряжевйя с усилителями отклонения строчнойи кадровой развертки, и фокусирующуюотклоняющую систему 11, усилитель12 подсвета, видеоусилитель 13, бло у 5 14 режимов трубки, ЗЭЛТ 15 с блоком формирования микрорастров, блоком подсвета и видеоусилителем и два цифроаналоговых преобразователя 16 и 17, Запись информации в ЗЭЛТ 8 заключается в создании потенциального рельефного поля на поверхности мишени, Величина потенциала в любой точке поля соответствует мгновенному значению входного сигнала. Запись осуществляется подачей аналоговых сигналов с канала связи через полюс 18 на усилитель 12 подсвета, при этом информация может быть записана на всю мишень или на некоторый ее участок при формировании соответствующего растра. Кроме того, на вход внешнего запоминающего блока 2 через полюс 19 могут поступать сигналы в цифровой форме, которые через цифроаналоговый преобразователь 17 подаются в усилитель 12 подсвета. Считывание информации может быть как со всей мишени при формировании полного растра, так и с ее участка при формировании микрбрастра заданного размера, Считываемый с мишени ЗЭЛТ 8 сигнал через видеоусилитель 13 поступает на полюс 20. Для формирования микрорастров на генераторы пилообразного напряжения с усилителями строчной и кадровой развертки 10 с полюсов 21 и 22 через цифроаналоговый преобразователь 16 подаются сигналы, соответствующие координатам центра микрорастра и его размерам по вертикайи и горизонтали. Режимы работы внешнего запоминающего блока; стирание, запись, считывание определяются блоком 14 режимов трубки, который по сигналу с полюса 23 формирует на электродах ЗЭЛТ 8 напряжения, соответствующие для данного режимаУстройство работает следующим образом.Режимы работы внешнего запоминающего блока 2: стирание, записи и считывания информации определяет блок 3 управления подачей соответствующего потенциала на полюс 23, по которому на электродах ЗЭЛТ 8 устанавливается напряжение, необходимое для данного режима (фиг. 1), В режиме записи информация о внешней среде С=(фиг. 3) в виде стандартного телевизионного сигнала через полюс 18 (фиг, 2) поступает во внешний запоминающий блок 2, где запоминается на мишени ЗЭЛТ 8. Определение оптимальных траекторий предполагает описание среды (фиг. 3) в виде сети, в которой узлам сети, например, 24-39 ставится в соответствие количественное описание параметров фрагментов среды, Ч;, в центре которых находятся узлы сети. Для получения количественных характеристик используется особенность ЗЭЛТ - возможностьформирования микрорастра, размер и конфигурация которого соответствует размеру и конфигурации фрагмента, с последующим интегрированием считываемого сигнала по данному фрагменту. для формирования микрора тра Ч.; 5 необходимо задать его масштаб; размеры по вертикали и горизонтали, а также координаты центра микрорастра, Блок 3 управления (Фиг. 1) передает во внешний запоминающий блок О 2 через полюс 22 масштаб микрорастра, постоянный на все время решения задачи, а блок .4 через полюс 21 координаты центра микрорастра по вертикали и горизонтали. Считываемый сигнал с мишени ЗЭЛТ 8 через полюс ЯО подается в интегратор б, где производится интегрирование по данномукрорастру за время считывания одного кадра, а с помощью преобразователя 7 - преобразование в цифровой код и передача в модель сети. В модели сети 1 эта информация записывается в модель узла, адрес которого соответствует координатам центра микрорастра, например, в узел 24 (фиг.3). Блок 3 управления (фиг. 1) вырабатывает новое требование в блок 4, гдеопределяется следующий адрес, по ко- торому осуществляется смещение микро- растра, например, в положение 25ЗО (фиг. 3), .интегрирование информации по выбранному фрагменту, преобразование полученной информации в цифро- вой код и передача в модель узла модели сети 1, определяемый выбран ным адресом.Таким образом, при вводе информации во внешней среде образуется цикл, состоящий из последовательности считываемых микрорастров и записи полу ченной информации в модель сети 1. Определение оптимальной траектории на модели сети 1 производится следующим образом.Определяется начальный и конечный 45 узлы в модели сети, например, 24, 31 (фиг. 3), блоком 3 управления (фиг. 1) посылается пусковой импульс в начальный узел и определяетсяоптимальный путь между данными узла-:5 О ми. Модели узлов, принадлежащие по- лученному пути 24, 28, 33, 34, 31 (фиг. 3), определяют конфигурацию оптимальной траектории во внешней среде.55При таком анализе внешней среды определяется грубое решение, Для получения более точного решения анализируется зона. внешней среды, состоящая из последовательности фрагментов, определяемых адресами моделей 60 узлов модели сети 1, принадлежащих кратчайшему пути 24, 28, 33, 34, 31 (фиг. 3). Для этого в блоке 4 поиска фрагментов сети (фиг, 1) запоминаются адреса этих моделей узлов и 65 направление выхода кратчайшего путимз ".алов, принадлежащих этому пути.Блоком управления посылается требование в блок 4 поиска фрагментовна передачу полученных адресов вовнешний запоминающий блок 2, покоторым последовательно по каждомуадресу формируется микрорастр и перезаписывается на мишень ЗЭЛТ 15. Врезультате перезаписи каждйй фраг="мент внешней среды Ч; (фиг. 3), соответствующий микрорастру, увеличивается в К раз, кратное чйслу микрорастров, считываемых с мишени ЗЭЛТ 8.Далее осуществляется ввод информациив модель сети 1 с трубки 15 аналогично вводу информации с первой ЗЭЛТ 8.При этом каждому адресу модели узлана мишени ЗЭЛТ 8 формируется микрорастр, координаты центра которого подаются через полюс 21 с блока 4 поиска фрагментов сети, а масштаб - черезполюс 22 - с блоком 3 управления. Присохранении размеров модели сети масштаб микрорастра не изменяется. Считываемый по данному микрорастру сигналс мишени ЗЭЛТ 15 через полюс 40 поступает на интегратор 6 и после интегрирования преобразовывается в цифро-вой код в преобразователе 7 и перезаписывается в модель узла модели сети1, определяемый данным адресом. ДалееФункционирование устройства аналогич-но,:т.е, образуется цикл, состоящийиз последовательности считывания микрорастров, с мишени ЗЭЛТ 15 и записиполученйой информации в модйль сети1. На осйовании информации, полученной при грубом решении, по требованию блока 3 управления блок 4 поиска фрагментов сети определяет начальные и конечные узлы фрагмента. Блок3 управления определяет на моделисети дерево оптимальных путей изначальных в конечные граничные узлыданного фрагмента. Разница путей изначальных в конечные граничные узлы запоминается в блоке, 5 сопряжения фрагментов. Полученная в ре-зультате решения информация из Модели сети 1 передается через полюс19 в запоминающий блок 2, где запоминается на мишени ЗЭЛТ 8. Блоком3 управления посылается новое требование в блок 4 поиска фрагментовсети на передачу через полюс 21координат следующего микрорастрадля перезаписи его на мишень ЗЭЛТ 15.Аналогичнов модель сети 1 вводится информация о новом фрагментевнешней среды. Для определениядерева оптимальных путей на данномфрагменте по требованию блока 3управления блок 4 поиска фрагментовразрешает подключение блока 5 сопряжения фрагментов к модели сети 1.Информацияо разности путей в конечные граничные узлы модели сети1, полученная при решении предыдущего фрагмента, определяет начальные условия для начальных граничных узлов данного фрагмента. Полученная информация при решении каждого фрагмента с модели сети 1 через полюс 19 поступает в блок 2, где за-. поминается на мишени ЗЭЛТ 8.Благодаря введенным блокам и связям между блоками повысилось быстродействие устройства.формула изобретенияУстройство для определения оптимальных траекторий, содержащее блок управления, внешний запоминающий блок, модель сети, блок поиска фрагментов сети, блок сопряжения фрагментов, гру,па выходов которого подключена к группе входов модели сети, первая группа выходов которого соединена с группой входов блока сопряжения фрагментов, вторая группа выходов модели сети подклюЧена к группе входов блока поиска фрагментов сети, первый выход которого соединен со входом блока сопряжения фрагментов, первый выход модели сети подключен к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с первым входоммодели сети, второй выход которогосоединен с первым входом внешнегозапоминающего блока, второй выходблока управления подключен к входублока поиска фрагментов сети, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, внего введены аналого-цифровой преобразователь и интегратор, первый ивторой входы которого подключены квыходам внешнего запоминающего блока, один вход которого соединен совторым выходом блока поиска фрагментов сети, другие входы внешнего запоминающего блока подключены к выходам задания режимов работы блокауправления, синхронизирующий выходкоторого подключен к третьему входуинтегратора, выход которого через20цифроаналоговый преобразователь соединен со вторым входом модели сети.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Додонов А.Г., Хаджинов В,ВОб одном методе решения больших се 25 тей на цифровых аналогах, Сб. "Гибридные вычислительные машины и комплексы", К., "Наукова думка", 1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2409177/24,30 кл. 0 Об 6 7/48, 195 б.748429 Составитель И. Дубининаедактор Н. Горват Техред Н.Бабурка Корректор кма аказ 4 ППП "Патент", г. Ужгород, ул,Фи ктная, 4 7/13 ЦНИИПИ Гос по дел 035, МоскваТираж арствизоб Ж,751 Подписнонного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д. 4/5