Устройство для моделирования стохастических объектов

(2 (2 (4 4 24 4603 09.1 15.0 и т быть испо устройство ее стратегива модел выбирающ управленЦель и л а Рад с ехническова ческими объект я - расширение ре и(72 (53 (56 ожностеи за с ра стра стратег ния Ус и ьство СССР 5/20, 1984. тво СССР 5/20, 1984. идете06 Г п 200297 Авторс 251096 ви ереход ако ратор 4блок памнала, блбора сигдания ст но ло лучати,к си(54 ХАС (57 тел СТРОЙСТВО ДЕСКИХ ОБЪЕКзобретенией технике и ИОДЕВ Н с вычисл 1 равлен о истема г и и Цд" 17 ют ю 1 / 111 17 11 е га к СИ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1.88 8.90. Б аганрогски тут им. В.Д В.И. Финаев 681.3(088.8 Авторское с функциональных возчет моделирования выбоправления при различных едения объекта управлео содержит блок зада- вероятностей, блок в распределений, генего кода, коммутатор, к вычисления функциохрониэации, блок 14 выуправления, блок 16 зай управления. 10 ил.1585803 Блок 6 памяти содержит элементыИЛИ 36, триггеры 37, элементы ИЛИ 38.Блок 8 вычисления Функционала со 5держит первый 39 и второй 40 узлы памяти, узел 41 умножения, вход 42 разрешения умножения, элемент 43 задерж-.ки, установочный вход 44, сумматор 45,вход 46.Блок 13 синхронизации содержит триггер 47, счетчик. 48 импульсов, элементИ 49, генератор 50 тактовых импульсов,формирователь 51 импульсов, выход 52,дешифратор 53.Блок 14 выбора сигналов управления содержит генератор 54 случайногокода, коммутатор 55, входы 56, узел57 задания законов распределения,конструкция которого идентична конструкции блока 3, узел 58 памяти, конструкция которого идентична конструкцииблока 6 памяти, вход 59.Блок 16 задания стратегий управления выполнен в виде регистров памяти,25 в которые по соответствующим входам17 перед началом работы устройствапроизводится запись чисел.Устройство работает следующим образом.1 Р АР,По группам входов 1;1 - 1 (Р"-1,ш, 2., 1=1,К) заносятся коды преобразованных матриц переходных вероятностей,Матрица переходных вероятностей имеетвид Р Р Р РВ Р к 2. Р Р Ри Р Р Р = Р 2 Р Рк9, второй 10 и тр руустановочных входов, вход 12 запускауСтройства, блок 13 синхронизации,блок 14 выбора сигналов управления спятой группой установочных входов 15и блок 16 задания стратегий управления40с четвертой группой установочных входов 17,Блок 2 задания переходных вероятностей содержит узлы 18 памяти, коммутатор 19 входы 20 и выходы 21,945 Блок 3 задания законов распределения содержит группы элементов И 22, вход 23, группу узлов 24 сравнения, входы 25, выходы 26, группу элементов И 27.Генератор 4 случайного кода содержит элемент И 28, группу элементов И 29, генератор 30 пуассоновской поСледовательности импульсов, кольцевой регистр 31 сдвига, шифратор 32.55Коммутатор 5 содержит группу элементов ИЛИ 30, элементы И 34 и выходы 35. Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано как моделирующее устройство, выбирающее и оценивающее стратегии уп-. равления стохастическим объектом.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования выбора стратегйи управления при различных стратегиях поведения объекта управления.На Фиг. 1 приведена структурная сема устройства; на фиг. 2 - струк" трная схема блока задания переходных вероятностей; на Фиг. 3 - Функциональная схема блока задания законов распределений., на фиг. 4 - Функциональная с 2 ема генератора случайного кода; на фиг. 5 - Функциональная схема коммутатора; на фиг, 6. - Функциональная схема блока памяти; на фиг, 7 - структурная схема блока вычисления функ" ционала; на фиг. 8 - функциональная схема блока синхронизации; на Фиг.9 структурная схема блока выбора сигналов управления; на Фиг. 10 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит первую группу у тановочных входов 1, блок 2 задания п реходных вероятностей, блок 3 задан я законов распределения генератор 4 случайного кода, коммутатор 5, блок 6 памяти, группу входов 7 запуска, блок 8 выбора функционала с выходамиетьей 11 г ппами которая является Формальной моделью моделируемого объекта при У управРляющем сигнале на входе. Преобразованная матрица имеет видР Р Р РР 11, Р 11 +Р 12,ф ф Р 11 +Р 12+ф+Р 1 К21 Р 1 22 йфУ 21 22Р Р Р Код суммы вероятностей заносится по (Р " )-й группе входов 1 Р - 1 ."Р11 3и поступает в узел 18 Р памяти блока 2 задания переходных вероятностей.По (КхК) группам входов 17 заносятся коды преобразованной матрицы переходных вероятностей, определяющие появление управляющих сигналов. Матрица, которая является моделью стратегий управления и определяет управляющие сигналы, имеет вид1585803 лп 11 п 1 Ъ 1 "1 фП 1причем -я строка матрицы 1 й, 11 соот 1ветствует 1-й стратегии управления,Преобразованная матрица 1;1 имеетвид Л 1л лп 1 п 1 ьп1( 1 I + И 11 О + 1 ++П 1 1 ПЩ 1 П 12причем сумма вероятностей заносится по (11)-й группе входов 17 в регистры с индексом из блока 16 задания стратегий управления.По одному иэ входов 7 подается кратковременный импульс, устанавливающий моделируемый объект в 3-е сос,тояние. На фиг, 10 показано, что по установочному входу 7подан сигнал на установочный вход 7 блока 6 памяти, в котором (фиг. 6) триггер 37 будет переведен в единичное состояние по фронту. имПульса. На выходе 23.1 будет потенциал, который будет подан на управляющий вход 231 блока 3 задания законов распределений. По одному из входов 15 подается кратковременный импульс, выбирающий -ю стратегию выбора управляющего сигнала,На временных диаграммах (фиг10) показан пример подачи сигнала на вход 151 в результате чего на выходе 20 блока 14 выбора стратегий управления будет установлен сигнал.По К группам входов 10 в регистры узла 39 памяти блока 8 вычисления функционала, заносятся двоичные коды величин С С С , - стоимостей пребывания моделируемого объекта в соответствующих состояниях.По К группам входов 11 в регистры узла 40 памяти блока 8 вычисления функционала заносятся двоичные коды коэффициентов нормирования о с(1 1У 1 УФ пПосле занесения информации о модели объекта и модели стратегий управления, начальных значений состояний и стратегий выбора на вход 12 запуска устройства подается потенциал на время работы устройства. б-Потенциал по входу 12 запуска устройства в блоке 13 управления устанавливает в единичное состояние триггер547. На его выходе появляется потенциал, фронт которого вьщеляехся формирователем 51 сигнала и с выхода 46 блока 13 снимается имйульс, который подается на вход 46 сброса блока 8 вычисления функционала и устанавливаетнакапливающий сумматор 45 в нулевоесостояние (фиг, 7), Также потенциал свыхода триггера 47 открывает элементИ 49 и импульсы генератора 50 тактбвых импульсов поступают на тактовыйвход счетчика 48, который перед этимбыл сброшен в нуль по Фронту сигнала. с входа 12 На выходах дешифратора 53будут последовательно по времени появ 2 О ляться сигналы, которые синхронизируют работу всего устройства.При появлении сигнала на выходе52 блока 13 синхронизации данный сигнал подается на вход 59 блока 14 вы 25 бора сигналов управления. В блоке 14при появлении сигнала на входе 59срабатывает генератор 54 случайногокода и коммутатор 55,На выходе генератора 54 случайного30 кода формируется код числа равномерно распределенного ряда А, которыйподается на вторые информационне входы узла 57 задания законов распределений.Схемная реализация узла 57 заданиязаконов распределений полностью иден-.тична реализации блока 3 задания законов распределения, поэтому работуузла 57 рассмотрим на примере работыблока 3.На выходе 201 узла 58 памяси блока14 имеется потенциал, следовательно,в узле 57 будут открыты элементы И .1 и22 1 - 22 и на входы узлов 24;, -24сравнения будут поданы соответствующие коды )1 и+ 1 , . 7 + Г ф11 п 1На вторые информационные входы 25узла 57 был подан код числа В и в узлах 24, - 24 сравнения код числа Асравнивается с соответствующими кодами сумм вероятностей. Пусть согласно+71, Тогда на выходах узлов24 - 24 сравнения будет потенциал.Так как потенциал с выхода узла 242 ьсравнения закрывает элементы И 27 27 , то сигнал будет на выходе 26 1 ьтретьей группы выходов узла 57. Данныйсигнал проходит через элементы ИЛИ и И коммутатора 55 и в узле 58 памяти переводит соответствующий триггер в единичное состояние и на выходе 20 З будет установлен единичный потенциал, что соответствует выбору сигналов управления в соответствии со стратегией управления, определяемой зретьей строкой матрицы 11 К, 11Сигнал с выхода 20 подается на соответствующий управляющий вход комМутатора 19 блока 2 задания переходных вероятностей и коды преобразованНои матрицы Р , хранящиеся в узлеиПамяти 18 2 будут поданы на входы блока 3 задания законов распределений.Затем появляется сигнал на втором выходе дешифратора 58, Этот сигнал поДается на управляющие вхсды блока 4 генерации случайного кода и коммутатора 5. Генератор 4 случайного кода выра-батывает код числа А, равновероятнораспределенного в интервале (0,1),который подается на группу входов 25блока 4 задания законов распределений.Так как на входе 232 группы управляюа ех входов блока 4 имеется потенциал,О будут открыты элементы И 22 2 - 22 "2)и на узлы 2421- 242, сравнения подаются коды второй строки матрицы Р2, 2Р Р +РР +Р, Р 2.2.фКак показано на фиг. 10, выполняют.35ся условияА)1 +Р Р АР +Р +Р +Р21 22 2 Ь21 22Следовательно, будет сигнал на выходе 26 четвертой группы выходов2блока 3 задания законов распределений.Этот сигнал проходит в коммутаторе 5через элемент ИЛИ 33 и элемент И 34и поступает на вход 35 блока б памя 45В блоке 6 памяти триггер 37 перебрасывается в единичное состояние,через элемент ИЛИ 382 по фронту сбрасывается триггер 372 в нулевое состояние, а на выходе 23 блока 6 памяти 50устанавливается потенциал. Затем появ.ляется потенциал на выходе 42 дешифратора 53,На вход 23.блока 8 вычисленияфункционала подан от выхода 2355блока 6 памяти потенциал. Этот потенциал в узле 39 памяти (стоимостей)считывает код числа С. В узле 40 памяти (коэффициентов нормирования) код числа М поступит на выходы узла 40.По фронту сигнала, поступившего на второй управляющий вход 42 блока 8, с выхода блока 13, срабатывает умно- житель 41 и на его выходах формирует- ся код произведения С. Сигнал от входа 42 через элемент 43 задержки времени поступает на управляюший. вход сумматора 45, в котором формируется код сумма 0 + С о( . Затем появляется потенциал на выходе дешифратора 53, который поступает на вход 44 сброса блока 8. После этого повторяется цикл сигналов на выходах блока 13 управления и, как видно из временных диаграмм (фиг10), управляющий сигнал выбирается в соответствии с первым правилом выбора (сигнал на выходе 20 блока 14), объект переходит в некоторое Б. со.:тояние и в умножителе 41 блока 8 будет сформировано С.Ы , код1которого затем поступит в накапливающий сумматор 45 и на его выходс будет код числа С 4 64+ СЫТаким образом, в процессе работы устройства моделирования стохастического объекта можно произвести исследование влияния правил выбора управляющих воздействий на поведение обекта и произвести количественную оценку эф-. фективности функционирования объекта при различных численных значениях вероятностей выбора правил поведения.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яУстройство для моделирования стохастических объектов, содержащее блок задания переходных вероятностей,установочные входы которого являются первой группой установочных входов устройства, информационные выходы блока задания переходных вероятностей подключены соответственно к информационным входам первой группы блока задания законов распределения, информационные входы .второй группы которого подключены соответственно к выхо-. дам генератора случайного кода, а вы" ходы блока задания законов распределения подключены соответственно к адресным входам блока памяти, информационные выходы которого соединены соответствеино с информационными входами блока выбора функционала, выходы которого являются информационными вы1585803 1 О ходами устройства, а первая и вторая группы установочных входов блока выбора функционала являются соответственно втррой и третьей, группами установочных входов р"тройства, о т л и -5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования выбора стратегий управления при различных стратегиях поведения объекта управления, оно дополнительно содержит блок синхронизации, блок выбора сигналов управления и блок задания стратегий управления, выполненный в виде группы регистров памяти, информационные входы которых являются установочными входами четвертой группы устройства, входом запуска устройства является вход запуска блока, блок выбора сигналов управления содержит последовательно соедицеццые генератор случайного кода, узел задания законов распределения, коммутатор и узел памяти, причем управляюший вход коммута тора и вход запуска генератора случайного кода блока выбора сигналов управИ 1 тиррМ п И ф1 и 1 н 1 н 1 и 12 юг кн ни Ье ления объединены и подключены к первому выходу блока синхронизации, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора устройстваи входом запуска генератора случайного кода устройства, а третий и четвертый выходы блока синхронизации подключены соответственно к входу разрешения работы и первому входу сбросаблока выбора функционала, второй входсброса которого соединен с пятым выходом блока синхронизации, информационные выходы регистров памяти блоказадания стратегий управлений подключены соответственно к установочным входам узла задания законов распределенияблока выбора сигналов управления,группа адресных входов блока памятикоторого является установочными входами пятой группы устройства, входыопроса блока памяти устройства являются группой входов запуска устройства, а выходы блока памяти устройствасоединены соответственно с входамиопроса блока задания законов распределения.1585803 26 н Иа Ябп Иа Иа Игг 2 бм Огг Жм Ф 1 8ОиИю 2 26 21 к Г 1 Ы гь1585803ИЙ Яу Ящ ХОри Ягв Вбей Юфе" ЯгюлтфУ У,У Фя т л го, го т Фиг. ЮСоставитель В. ФукалТехред Л,сердюкова Редактор Е ектор В. Гирняк а аказ 232 Тираж 566 дписн Государственного комитета по изобретени 113035, Иосква, И, Раушская и открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5 агарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро