Устройство для выбора оптимальных решений

СОЮЗ СОВЕТСН ЯО 104 ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН з(ю с 06 6 7/12 ТЕНИ ЗОБР ТЕЛЬСТВ видетельс 7/122,детельство 7/122, 0 Ъ1СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ 2 Ц 3457186/18-2422) 22. 04. 8246) 23.09.83. Бюл. й 3572) В.П. Бугров, Е.Я. Карповский,Н.Л. Коробейников, А.С. Редькин,В,И. Родионов, В. В. Сагач,В.Н. Толмачев и А.А. Чернецкий53 681, 335 (088.8)56 ) 1. Авторское с тво СССР11 549815, кл. 6 06 19752, Авторское сви СССРУ 767778, кл. 6 06 1978прототип ).54 57 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРА ОПТИИЯЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ содержащее исполнительный блок, блок датчиков оцени"ваемой ситуации, выходы которого под"ключены соответственно к входам блоков обобщения первого уровня, первыевыходы которых соединены с первымивходами соответствующих блоков установки весовых коэффициентов, вторыевходы которых подключены к выходамсоответствующих датчиков важностипараметров, выходы блоков установкивесовых коэффициентов соединены ссоответствующими входами блока обоб"щения второго уровня, первый выходкоторого подключен к входу блокапамяти, первый выход которого сое-динен с первым входом первого блоказапрета, второй вход которого подключен к первому выходу блока идентифи"кации, группа входов которого соединена соответственно с вторыми вы"ходами блоков обобщения первогоуровня, второй выход блока памяти подключен к первому входу первого блокасравнения, второй вход которого соединен с вторым выходом блока обобщениявторого уровня, первый выход первого.блока сравнения подключен к.входублока оценки последствий принятогорешения, группа входов которого соединена соответственно с вторыми выходами блоков обобщения первого уровня, второй выход первого блока соавнения подключен к первому входувторого блока запрета, второй входкоторого соединен с выходом блокаоценки последствий принятого решения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения достоверностиработы устройства, в него введенытретий блок запрета, второй блок сравнения, блок задания зоны нечувстви.тельности и блок аварийной сигнализации, вход которого подключен к первому выходу второго блока сравненияюlвторои выход которого соединен спервым входом исполнительного блока,подключенного вторым входом к выходутретьего блока запрета, первый входкоторого соединен с выходом второгоблока запрета и первым входом второгоблока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блоказапрета, третий вход .второго блокасравнения подключен к выходу блоказадания зоны нечувствительности, авторой вход третьего блока запретасоединен с вторым выходом блока идентификации,10136 УЗИзобретение относится к вычислительной технике и может найти примене.ние в автоматизированных и автоматических системах управления, напримерэлектроэнергетическими установками.Известно устройство для выбораоптимальных решений, содержащее бло"ки датчиков оцениваемой ситуации,выходы которых соединены со входамиблоков обобщения первого уровня, 10блоки установки весовых коэффициентов,входы которых подключены к выходамдатчиков важности параметров и выходам блоков обобщения первого уровняблок обобщения второго уровня, выход 15которого соединен со входом блокапамяти, выходы блока обобщения второгоуровня и блока памяти соединены совходами схемы сравнения оцениваемых вариантов решений, блок оценки 20последствий принятого решения, блокзапрета и исполнительный блок1.Недостатком устройства являетсяего низкое быстродействие,Наиболее близким по техническому 2,решению к изобретению является устрой.ство для выбора оптимальных решений,позволяющее сократить длительность1процесса принятия решений, которое.содержит блок идентификации и блокзапрета, выход которого подключен ковторому входу исполнительного блока,Первый вход - ко второму .выходу блокапамяти, а второй вход - к первомувыходу блока идентификации, входыкоторого соединены с выходами блоковобобщения первого уровня, а второйвыход подключен ко входу блока обобщения второго уровня 2 .Устройство позволяет выбрать оптимальное решение путем классификацииисходных ситуаций на типовые и нетиповые, причем для типовой ситуациипринимается известное оптимальноерешение, хранящееся в блоке памятиустройства, а для нетиповой ситуациивыполняется поиск оптимального решения. Классификация исходных ситуаций на типовые и нетиповые позволяетповысить быстродействие за счет сок 50ращения среднего времени выбора решений, однако при этом снижаетсядостоверность работы устройства. Существует класс объектов, напри"мер электроэнергетические установки,характеризующиеся повышенными требова.ниями к достоверности работы системуправления этими объектами,Достоверность функциоНирования устройства для выбора оптимальных решений можно повысить путем исполь- зования типовых ситуаций и известных оптимальных решений для этих ситуаций, хранящихся в блоке памяти, для проверки работоспособности основных блоков устройства.Цель изобретения - повышение достоверности работы устройства для выбора оптимальных решений путем использования типовых ситуаций и известных оптимальных решений для этих ситуаций для проверки работоспособности основных блоков устройст" ва, реализуемое с помощью сравнения текущего оптимального решения, принятого в данный момент времени для данной типовой ситуации, с известным оптимальным решением для этой типовой ситуации, хранящимся в блоке памяти устройства,Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее исполнительный блок, блок датчиков оцениваемой ситуации, выходы которого подключены соответственно ко входам блоков обобщения первого уровня, первые выходд которых соединены с первыми входами соответствующих бло. ков установки весовых коэффициентов, вторые входы которых подключены к вы" ходам соответствующих датчиков важности параметров, выходы блоков установки весовых коэффициентов соединены с соответствующими входами блока обобщения второго уровня, первый выход которого подключен ко входу блока памяти, первый выход которого соединен с первым входом первого блока запрета, второй вход которого подключен к первому выходу блока идентификации, группа входов кото" рог соединена соответственно со вторыми выходами блоков обобщения первого уровня, второй выход блока памяти подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен со вторым выходом блока обобщения второго уровня, первый выход первого блока сравнения подключен ко входу блока оценки последствий принятого решения, группа входов которого соединена соответственно со вторыми выходами блоков обобщения первого уровня, второй.вы", ход первого блока сравнения подключен к первому входу второго блока запре10436 73 4 зта, второй вход которого соединенс выходом блока оценки последствийпринятого решения, дополнительновведены третий блок запрета, второйблок сравнения, блок задания зонынечувствительности и блок аварийнойсигнализации, вход которого подключенк первому выходу второго блока срав-нения, второй выход которого соединен с первым входом исполнительного 1 Облока, подключенного вторым входомк выходу третьего блока запрета, первый вход которого соединен с выходом второго блока запрета и первымвходом второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходомпервого блока запрета, третий входвторого блока сравнения подключен квыходу блока задания зоны нечувстви-.тельности, а второй вход третьего 2 Облока запрета соединен со вторымвыходом блока идентификации.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для выбора оптимальных решений; на фиг. 2 - вариант возможной функциональной схемыустройства,Устройство содержит блок 1 датчиковоцениваемой ситуации, блоки 2 обобщения первого уровня, блоки 3 установ-зки весовых коэффициентов, датчики4 важности параметров, блок 5 обобщения второго уровня, блок 6 памяти,блок 7 сравнения (оцениваемых вариантов решения ), блок 8 оценки последст 35,вий принятого решения, блок 9 запрета,исполнительный блок 10,: блок 11 идентификации, блоки 12 и 13 запрета,блок 14 сравнения, блок 15 заданияэоны нечувствительности и блок 16аварийной сгнализации. Блок 7 сравнения представляетсобой блок сравнения кодов, реализованный в виде комбинационной схемы24 на логических элементах, выполняющих функцию И-НЕ.Блок 9 запрета состоит иэ двухнуль-органов 25 и 26, релейных усилителей .27 и 28, реализованных на усилителях, а также усилителя 29 мощности. На вход одного нуль-органа 26поступают напряжения К. 0 м 0прогн,п;решение не ухудшает исходной ситуа.ции. В этом случае с выхода релейногоусилителя 27 поступает сигнал, разрешающий обработку исполнительным механизмом ИМ ) блока 10 величины рассогласования между О,П и напряжениемна реохорде 30, связанном с валомИМ. Для определения момента отработ;ки используется нуль-орган 25, Если.Ль1 и1О (К, ц, то принимаемое репрогншение ухудшает оценку исходной ситуации, и с выхода релейного усилителя 28 поступает сигнал, запрещаю-.щий ИМ отработку рассогласованиямежду О23 и напряжением на реопхорде 30. В этом случае продолжаетсяпоиск лучшего варианта решения путем Блок 5 обобщения второго уровняпредставляет собой аналого-цифровойпреобразователь и состоит из нуль.органа 17 и релейного усилителя18, реализованных на операционныхусилителях Э-триггера 19, реверсив ного счетчика 20 и линейно-декодирующего преобразователя 21, представляющего собой набор резисторов с весами 50 8; 4 ф 2; 1. Суммарное напряжениеОо: о.11на входе блока 5 и напряжение с выхода линейно-декодирующего преобразователя 1 ЛДП ) 21 сравниваются в нульбргане 17 и в зависимости от знака сравнения релейный усилитель 18 и Р-триггер 19 переключают счетчик 20 на сложение или вычитание импульсов О . Сложение или вычитание импульгенсов в счетчике 20 происходит до тех пор, пока напряжение на выходе ЛДП 21 не станет равныч величине 0 . В момент равенства этих напряжений в счетчике 20 будет записано число в двоичном коде, пропорциональное величине напряжения 0 . Для защиты от помех применяется вход С в Э-триггере 19, куда поступают стробирующие импульсы О строБлок 6 памяти представляет собой регистр 22, к выходам которого подключен цифроаналоговый преобразователь в виде линейно-декодирующего преобразователя 23. В регистр 22 записывается информация из счетчика 20 в случае, когда на выходе регистра из блока 7 сравнения поступает сигнал. разрешающий запись.5 1043переключения значений весовых коэффициентов в датчикахБлок 11 идентификации представляетсобой набор иэ и нуль-органов 31 ип репейных усилителей 32, реализованных на усилителях, На один их входов каждого из н нуль-органов 31поступают напряжения К; О;,с выходов соответствующих операционных усилителей блоков 2. На второй 1 Овход каждого из п нуль-органов поступают опорные напряжения Ооп,1,О, причем Ооп )"оп 2 )И, ЗнаРения опорных напряженийОо= 1, и задают типовые ситуации принятия решений поэтому, когдадля некоторого 1-го нуль-органа навходе справедливо равенство О К.=1 1Оо, ситуация классифицируетсякак типовая), то на выходе соответст вующего 1-го релейного усилителяпоявляется сигнал, равный значениюлогической единицы. Этот сигнал по"ступает на вход элемента ИЛИ 33,сигнал с выхода которого подается 25непосредственно на один из входовблока 2 и через элемент НЕ 34 - наодин из входов блока 13 запрета,Блоки 12 и 13 запрета представляют собой стандартные логические 30элементы И, причем блок 12 запретапредназначен для коммутации выходного сигнала от блока 6 памяти с однимиз входов блок 14 сравнения, а блок13 запрета коммутирует выходной сигнал от блока 9 с одним иэ входовисполнительного блока 10.Блок 14 сравнения состоит из нчль.органа 35 и релейного усилителя 36,и также иэ Й -триггера 37,единичное 40состояние которого используется дляподачи разрешающего сигнала на отработку исполнительным механизмом блока 1 О величины рассогласования междуО,Д 1123 и напряжением на реохорде 4530, связанном с валом ИМ, Нулевоесостояние Э-триггера 37 используетсядля подачи через усилитель 38, навход блока 16 сигнала аварийной сигнализации,фиксирующего функциональный 50отказ устройства. Величина зоны нечувствительности в нуль-органе блока14 сравнения изменяется с помощьюблока 15,Блоки 2 обобщния первого уровня 55реализованы на операционных усилителях 39 с резисторами 40 и 41. На входы усилителей 39 поступают сигналы от 673 бдатчиков задания оцениваемой ситуации в виде напряжений 0 02О, Выходы каждого иэ операционных усилителей блоков 2 подключены через датчики важности параметров 4, реа" лизованных в виде набора резисторов 42, ко входам блоков 3 установки весо.вых коэффициентов.блоки 3 установки весовых коэффициентов выполнены на операционных усилителях 43 с резисторами 44-45, на вход каждого из которых поступает напряжение Ц К; , где К; -коэффициент усиления соответствуоцего операционного усилителя блока 2, а на выходе образуется напряжение О1 = К; у; 0, где - множитель, задаваемый соответствующим датчиком 4 важности параметров, Напряжения с выходов каждого иэ блоков 301,1, 0.12О поступают на соответствующие входы блока 5 обобщения второго уровня.Блок 8 оценки последствия принятого решения реализован на суммирующих операционных усилителях 46 с резисторами 47-48 и предназначен для выполнения прогноза методом экспоненциального сглаживания последствий принятого решения, На выходе блока 8 образуется напряжение О йравноепрогниО,=- КР;где М - коэффициент экспоненциального сглаживания) . К . 0 - сумма напряжений, соответствующих заданнойисходной ситуации,0 . и - напряжение на выходеЛДП 23, соответствующее лучшему решению,записанному в блок 6памятиКроме того, нуль-органы 17,25,26, 31, 35 включают резисторы 49 и 50,блок 7 включает усилитель 51 мощностии индикаторы 52. Кроме того, нульорган 25 включает потенциометр 53.Исполнительный блок 10 включает ротор54, катушки 55 и 56 индуктивности иконденсатор 57,Устройство работает следующим образом,Исходная ситуация в виде сигналовот блока 1 датчиков оцениваемой ситуации поступает на входы блоков2 обобщения первого уровня, которыевырабатывают оценки макроситуаций(обобщенных ситуаций ). Важность. оценок макроситуаций учитывается с помощью блоков 3 установки весовых коэффициентов, величина которых задается датчиками 4 важности параметров, На входы блока 5 сообщения второго уровня с выходов блоков 3 установки весовых коэффициентов поступают оценки иакроситуаций со своими весовыми коэффициентами. Блок 10 5 оценивавт вариант решения, соответствующийданному набору ( вектору) оценок макроситуаций, который запоминается в блоке 6 памяти и сравнива.- ется с оценками других решений при помощиблока 7 сравнения.На выходе блока 7 сравнения вырабатывается сигнал, соответствующий оценке лучшего варианта решения в пределах заданной исходной ситуации, который по" ступает на вход блока 8 оценки последствий принятого решения.В блоке 8 на основе оценки макро" ситуаций и найденного варианта решения исходная ситуация экстраполируется на заданный временной интервал и оценивается ситуация, полученная после экстраполяции. Если эта ситуация оценивается выше исходной, то с выхода блока 8 на один из входов блока 9 запре З 0 та поступает разрешающий сигнал и с блока 7 сравнения на вход блока 13 запрета и на вход блока 14 сравнения поступает сигнал, соответствующий лучшему варианту решения в пределах35 заданной исходной ситуации с учетом оценки последствий принятого решения. В противном случае на вход блока 9 запрета с выхода блока 8 поступает запрещающий сигнал и продолжаетсяпоиск лучшего варианта решения с учетом последствий принятого решения.Если исходная ситуация является нетиповой, то на второй вход блока 13 запрета с инверсного выхода блока ,11 идентификации поступает сигнал, который разрешает прохождение сигнала с выхода блока 9 запрета через 5 лок 13 запрета на вход исполнительгного блока 10, причем указанный сигнал соответствует лучшему вариан 50 ту решения в пределах заданной исход" ной нетиповой ситуации с учетом оценки последствий принятого решения.Если исходная ситуация является типовой, то одновременно с формированием сигнала, соответствующего луч" шему варианту решения, реализуется проверка достовеоности функционирова" 73 8ния устройства, С этой целью в устройстве используются блоки 14 - 16,которые предназначены для проверки совпадения (в пределах некоторой зоны нечувствительности, величина которой задается с помощью блока 15 ) типового решения, хранящегося для исходной типовой ситуации в блоке 6 памяти, с текущим лучшим вариантом решения в пределах заданной исходной типовой ситуации,. который формируется на выходе блока 9 запрета, Эта часть устройства работает следующим образои.На входы блока 11 с выходов блоков 2 поступает оценки иакроситуаций. Блок 11 классифицирует заданную исходную ситуацию, соответствующую данноиу набору ( вектору ) оценок макроситуаций, и определяет принадлежность исходной ситуации к типовой или нетиповой. Если исходная ситуация принадлежит к типовым ситуациям,.то с инверсного выхода блока 11 на вход бло" ка 13 запрета поступает запрещающий сигнал, и блок 13 запрета не пропускает на вход исполнительного блока 10 с выхода блока 9 сигнал, соответствующий лучшему варианту решения в пределах заданной исходной типовой ситуации с учетом оценки последствий принятого решения.При классификации исходной ситуации как типовой с прямого выхода блока )4 на вход блока 12 запрета подается разрешающий сигнал, и из блока 6 на второй вход блока 14 сравнения через блок 12 запрета поступает сигнал, соответствующий хранящемуся в блоке памяти лучшеиу варианту решения, для данной типовой ситуации. В блоке 14 сравнения выполняется сравнение этого сигнала с сигналом, поступившим на первый вход блока 14 с выхода блока 9 и соответствующим текущему лучшему варианту решения в пределах заданной исходной типовой ситуации.При совпадении ( в пределах заданной эоны нечувствительности )обоих указанных сигналов, поданных на первый и второй входы блока 14, на его прямои выходе появляется сигнал, соответствующий лучшему варианту решения для данной типовой ситуации, который поступает на вход исполнительного блока 10. В противнои случае (сигналы на первом и втором входах блока 14 не совпадают) на инверсном выяоде блока 14 появляется сигнал, которыйЭ 1043673 10поступает на вход блока 16 аварий- Устройство может использоваться ной сигнализации, фиксирующего функ в системах управления автономными циональный отказ устройства, При электроэнергетическими установками этом на исполнительный блок 10 не для решения задач выбора числа вклюпроисходит подача сигнала, посколь-ченных агрегатов, включения - отклю" ку блок 13 закрыт запрещающим сигна- чения потребителей, управления режилом с инверсного выхода блока 11 мами нагрузки агрегатов.идентификации, а на прямом выходе При этом предлагаемое устройство блока 14 сигнал отсутствует в связи по сравнению с известными отличает- в тем, что нет совпадения сигналов ся высокой достоверностью получения на первом и втором входах блока 14 оптимальных решений.