Устройство поиска параметров оптимального управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБ ЛИК 2 51), с 06 ч 7/12 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТВ ОРСИОМУ С зированныхлогическими ния - пов логическо отехническиикова.И.финаев оиска п авления ды 1, блок 2 инятого реше нки посл ия первого уровки весовых коэфьство СССР 122, 1977. к 7 пам нтов ре равления да блок 10 зап входы 128 чиками ета, вь торые и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ПОИСКА ПАРАМЕТРОВОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке автоматиния, блоки, ня, блоки фицнентов, параметров уровня, бп нения вари истем управления технопроцессами. Цель изобреппение эффективности техо процесса. Устройствоетров оптимального лержит в дствнй обобще установ локи 5 блок 6 датчиков рангаобобщения второгти, блок 8 сравений, блок 9 упранга параметровходы 11, в1 1297Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами.Целью изобретения является повышение эффективности технологическогопроцесса.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на Фиг, 2 - функциональная схема блока оценки последствий принятого решения, на Фиг. 3функциональная схема блока обобщенияпервого уровня на фиг, 4 - функциональная схема блока памяти, на 15фиг. 5 - Функциональная схема блокасравнения вариантов решений, наФиг. б - Функциональная схема блоказапрета, на фиг. 7 - Функциональнаясхема объекта управления для рассматриваемого примера, на фиг, 8 - функциональная схема блока сравнения ва-,риантов решений для рассматривемогопримера.На чертежах приняты обозначения: 25входы 1-1 устройства, блок 2 оценки последствий принятого решения,блоки 3 -3обобщения первого уровня, блоки 4 -4 установки весовыхкоэффициентов, блоки 5, -5 датчиков 30ранга параметров, блок б обобщениявторого уровня, блок 7 памяти, блок8 сравнения вариантов решений, блок9 управления датчиками ранга параметров, блок 10 запрета, выходы 11,-11устройства, вторые входы 12) -12устройства, блок 13 математическоймодели, блок 14 сравнения, блоки 15задания технологических ограничений,дешифратор 1 б, эпемент ИЛИ 17, выход 40блока 18, первый вход 19, элементИ-НЕ 20, распределитель 21, элементыИ 22, регистры 23, элементы ИЛИ 24,выходы 25 блока, вхоцы 2 б, первыйрегистр 27, элемент 28 сравнения,элементы И 29, второй регистр 30, выходы 31, элемент 32 сравнения, .элементы И 33, элемент НЕ 34, выходы35 и Зб, элементы И 37, первый интегратор 38, квадратор 39, усилитель 40, 50компаратор 41, второй интегратор42, компаратор 43, первый 44 и второй 45 ключи, элемент НЕ 4 б, регистры 47-19, усилитель 50,Устройство поиска параметров оптимального управления работает следующим образом,Исходная ситуация в виде сигналовх ,, х, характеризующих измене 080 2ния выходных параметров технологического процесса, с входа 1 устройства поступают на первые входы блока 2 оценки последствий принятого решения и на входы блоков 3-3обобщения первого уровня. 1 ри этом в блоке 2 оценки последствий принятого решения Физические величины х х параметров оценки, измеренйые на предыдущем шаге поиска экстремума параметра .управления, подаются соответственно на первые входы 1 -1блока 13 математической модели технологического процесса. Одновременно на вторые входы 12 - 12 блока 13 ма)итематической модели подаются Физические величины у .у вектора у от вторых входов 12 устройства.Величины вектора у = 1 У У, соответствуют найденным значениям ш параметров управления на шаге1Влок 13 прогнозирует изменения выходных параметров технологического процесса при предполагаемых значениях параметров управления у),, у, . С выхода блока 13 значения,и)и) 6)х х поступают на первые1 Ивхоцы блоков сравнения 14 , , 14на вторые входы которых поступают напряжения с выходов блоков задания технологических ограничений 1515 , соответствующие ограничениям на выходные параметры технологического процесса.Если значение выходного параметра)худовлетворяет технологическим ограничениямх; с х с х. МИН,),) сна)сато с выхода блока сравнения 14 поступает на вход дешифратора 16 единичный сигнал . Если условие ( 1) не выполняется, то на выходе блока 144 нулевой уровень сигнала.Если изменения выходных параметров технологического процесса для заданных значений параметра управления не выходят за пределы технологических ограничений, то на выходе 18 элемента Ю 1 И 17 единичный сигнал, т,е. блок 2 оценки последствий принятого решения характеризует величины параметров управления у . у.как выбранные верно устройством поиска экстремума параметров управления В противном случае, если изменения вь)ходных параметров отклонены45 50 3 12от нормы, то на выходе 18 нулевойпотенциал,Одновременно с подачей сигналовх,. . . х на выходы 1 блока 2поценки последствий принятого решенияданные сигналы подаются на входыблоков 3, -3 обобщения первого уровня, в которых вырабатываются сигналы оценок макроситуаций по заданным критериям уВ блоках установки весовых коэффициентов 4, -4 численные оценкимакроситуаций умножаются на весовыекоэффициенты, величины которых подаются на вторые входы блоков 4,-4с выходов блоков 5-5 датчиковранга параметров. 11 ричем в д-м блоке установки весовых коэффициентовформируется сумма И; Г;,На входы блока б обобщения второго уровня поступают оценки макроситуаций со своими весовыми коэффициентами, Блок б обобщения второгоуровня по заданному критерию Р оценивает вариант решения, соответствуннций данному набору оценок макроситуаций. Величина оценки вариантарешения данного такта запоминаетсяв блоке 7 памяти, а затем сравнивается с оценкой на предыдущем тактеГ,.блоком 8 сравнения вариантоврешения,Величина критерия Г снимается свыходов блока б в виде двоичного кода, который в общем случае подаетсяна входы блока памяти 7 и записывается в регистр 27. Если код регистра27 больше кода регистра 30, то элемент 28 сравнения разрешает записькода регистра 27 в регистр 30 на следующем такте. В блоке 8 сравнениявариантов решений элемент 32 сравнения сравнивает два кода, подаваемыхна первую 26 и вторую 31 группы входовЕсли код, подаваемый на входы26, меньше кода на входах 31, то навыходе элемента сравнения 32 не будет потенциала, а на выходе 36 блока 8 будет потенциал. В работу включается блок 9 управления датчикамиранга параметров.Блок сравнения 8 работает следующим образом (фиг, 8),На первый вход 2 Ь поступает аналоговая величина Р; (потенциал напряжения), на второй вход 31 величинаР; компаратор 43 при условии, ес"ли ГР имеет на выходе нулевой потенциал, а если Г; ) Г; ,97080 4 имеет на выходе единичный потенциал.Соответственно на втором выходе 35блока 8 ноль, либо единица. Потенциалом с выхода компаратора 43 либоэпемента НЕ 4 б открываются соответствующие аналоговые ключи 38 или 39,напряжение с выходов которых подается на входы аналогового элемента,собранного на регистрах 47-49 и усилителе 50 постоянного тока, Причем,на первом выходе Зб блока 8 присутствует максимальная величина критерия Г.Если на втором выходе блока 8сравнения вариантов решения нулевойпотенциал, то включается в работублок 9 управления датчиками рангапараметров, который работает следующим образом (фиг, 3),В регистрах 23 -23,р хранятсямш наборов значений нормированныхвеличин весовых коэффициентовЕслина первый 19 либо на второй 18 входы блока 9 подан нулевой потенциал,то на выходе элемента И-НЕ 20 будетединичный потенциал и распределитель21 включается в работу, т,е, еслина -1 такте работы устройства поиска экстремума параметра управления30потенциал был на 3-ом выходе распределителя 2 и на -ом такте работыполучена величина Р; ( Г; то распределитель на (+1)-ом такте переключится и потенциал будет на (3+1)35ом выходе распределителя 21 а значе 1ния весовых коэффициентов, хранящиеся в регистрах 23,-23.,р, черезсоответствующие элементы И 22 иэлементы ИЛИ 24 -24 будут поданы40 на входы блоков 5, -5 датчиков ранга параметров. Причем 1-разрядныйкод величины, хранящейся в регистре 23 будет подан черезэлементы И 22 на входы элементовИЛИ 24, -24 и через выходы 25,25 блока 9 будет подан на входысоответствующего блока 5. В блоках5 -5 дискретные величины кодовнормированных весовых коэффициентов преобразуются в аналоговые величины. Если на (+1)-ом такте величина Г.Г;, то распределитель 21 бло ка 9 вновь переключится, и на (д + + 2)-ом такте сигнал будет на (3 ++ 2)-м выходе распределителя 15, Аналогично описанному происходит запуск распределителя 21 в блоке 9управления датчиками ранга парамет"ров при появлении нулевого сигналас блока 2 оценки последствий принятого решения,Таким образом, значения весовых коэффициентов, как многомерные функций, будут выбираться для поиска экстремальных значений параметров управления, при которых выходные величины процесса удовлетворяют технологическим ограничениям.Значения наборов 3.заносятся в регистры 23 при настройке устройства, исходя из условия ГеЬ 1Количество г наборов Ке выбирается как компромисс между точностью поиска экстремума параметров управления и сложностью реализации блока 9,При поступлении на управляющий вход 18 блока запрета 10 сигнала с выхода блока 2 (Фиг, б) на выходы 11 устройства подается код, соответствующий величине критерия оптимальности при заданном векторе у =у Уу,упРавляющих воздействия.Предлагаемое устройство может использоваться при управлении объектами с ограниченными ресурсами управления, которые в процессе функционирования меняют режим работы, что ведет к необходимости изменения закона и структуры оптимального управления в соответствии с новыми значениями весовых коэФфициентов д.е .8 КОВО 6 Формула изобретения Устройство поиска параметров оптимального управления, соцержащееблок оценки последствий принятого решения, входы которого соединены свходами устройства и блоков обобщения первого уровня, выходы которыхсоединены соответственно с входами 10 блоков установки весовых коэффициентов, вторые входы которых соединенысоответственно с выходами блоков,датчиков ранга параметров, а выходы -с входами блока обобщения второго 15 уровня, выходы которого соединенысоответственно с первыми входамиблока сравнения вариантов решения и,через блок памяти - с вторыми входами блока сравнения вариантов реше ния, выходы которого соединены с входами блока запрета, вторые входыблока оценки последствий принятогорешения соединены с вторыми входамиустройства, о т л и ч а ю щ е е с я 25 тем, что, с целью повышения эффективности технологического процесса,введен блок управления датчикамиранга параметров, вход которого соединен с вторым выходом блока сравне ния вариантов решения, второй входс управляющим входом блока запретаи выходом блока оценки последствийпринятого решения, а выходы соединены с соответствующими входами блоков З 5 датчиков ранга параметров.1297080 фиг 8 Составитель В.БашкировТехред М,Моргентал Коррек И.Эрдейи Редактор Т.ПарФенова Тираж б 3 ВНИИПИ Государственног по делам изоГретений 13035, Москва, Ж, РаувПодписноомитета СССР Заказ 134 открьггииаянабд,4 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектна