Цифровой многомерный оптимизатор

Цифровой многомерный оптимизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к экстремальным системам, и может быть использовано для оптимизации режима работы различных объектов. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его быстродействия . Цифровой многомерный оптимизатор содержит генератор 1 импульсов, реверсивные счетчики 2,подключенные к объекту 3 оптимизации, многоканальный делитель 4 частоты, распределители 5 импульсов , элемент И-НЕ 6, блок 7 оценки функции качества. Цель изобретения достигается за счет введения делителя 4, коммутаторов 5, элемента И-НЕ 6, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 05 B 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4752851/24 (22) 25.10,89 (46) 07,11.91. Бюл. ¹ 41 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) С.В,Стрижак (53) 62 — 50(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 515084, кл. G05 В 13/02,,1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 807204, кл. G 05 В 13/00, 1978, (54) ЦИФРОВОЙ МНОГОМЕРНЫЙ ОПТИМИЗАТОР (57) Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к экстреИзобретение относится к автоматическому управлению, в частности к экстремальным системам, и может быть использовано для оптимизации режима работы различных объектов.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его быстродействия.

На фиг.1 представлена структурная функциональная .схема цифрового многомерного оптимизатора; на фиг,2 — принципиальная схема генератора импульсов и многоканального делителя частоты; на фиг.3 — временная диаграмма работы устройства; на фиг.4 — графическая иллюстрация поисковой процедуры.

Цифровой многомерный оптимизатор содержит (фиг.1) генератор 1 импульсов, реверсивные счетчики 2, подключенные к объекту 3 оптимизации, многоканальный делитель 4 частоты, распределители 5 импуль*

„„SU „„1689919 А1 мальным системам, и может быть использовано для оптимизации режима работы различных объектов. Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его быстродействия. Цифровой многомерный оптимизатор содержит генератор 1 импульсов, реверсивные счетчики 2,подключенные к объекту 3 оптимизации, многоканальный делитель 4 частоты, распределители 5 импульсов, элемент И-НЕ 6, блок 7 оценки фун кции качества. Цель изобретения достигается за счет введения делителя 4, коммутаторов 5, элемента И-НЕ 6, 4 ил. сов, элемент И-НЕ 6, блок 7 оценки функции качества. Ф

Распределитель 5 импульсов содержит первый 8 и второй 9 RS-триггеры, элементы д

И 10 и 11, элемент ИЛИ 12.

Блок 7 оценки функции качества содержит элемент 13 сравнения и регистр 14:

Многоканальный делитель 4 частоты О (фиг.2) содержит счетчик 15, дешифратор 16, О формирователь 17 импульсов, элементы

ИЛИ 18 и 19. О

Рассмотрим работу устройства на примере двухфакторного поиска экстремума.

В этом случае на выходах многоканальюЬ ного делителя 4 частоты формируются сигналы в соответствии с временной диаграммой на фиг,3.

Устройство обеспечивает поиск оптимального режима работы объекта (максимум целевой функции) с использованием покоординатно-шаговой процедуры (фиг.4).

1689919

55

Полный цикл варьирования каждой координаты осуществляется по принципу "шаг назад — два шага вперед — шаг назад", Таким образом, если ни один из пробных шагов цикла не приводит к увеличению отклика .(целевой функции), происходит возврат в исходную для цикла точку. Если после первого шага достигается положительный результат, остальные шаги цикла пропускаются, если нет, йроводятся второй и третий шаги в положительном направлении.

Если после третьего шага результат положителен, четвертый шаг цикла опускается.

В рассматриваемом примере (фиг,4) исходное состояние объекта соответствует

Yî/Х1 =- 7; Х2 = 2). Первым импульсом с выхода 4, а (фиг,3) реверсивный счетчик 2.1 переводится в состояние 6, а триггер 8,1 — в состояние лог. "1", Учитываем представленный вид целевой функции; У1 > Yo. Тогда на выходе блока 7 оценки целевой функции появляется лог. "1", которая возвращает триггер 8.1 в состояние лог, "0" и производит запись У< в регистр 14, Первый шаг— удачный, и остальные импульсы цикла варьирования на счетчик 2.1 не пропускаются.

Импульс с выхода 4 d переводит реверсивный счетчик 2,2 в состояние Хр = 1, а триггер

8.2 — в состояние лог. "1". При этом значение отклика Yz меньше У<, следовательно, на выходе элемента 13 сравнения сохраняется лог. "0", т.к, на выходе элемента 13 устанавливаЕтСя лОг. "1", ЕСли Y — У; 1>0, и лсг. "0", если %- Уи фО. Тогда импульсы 4 пропускаются через элемент И 10,2 на тактовый вход

"сложение" реверсивного счетчика 2.2. Первый из этих импульсов устанавливает реверсивный счетчик в состояние "2", что соответствует У3. Так как Уз = Y1, à У1 занесено в регистр 14, на выходе элемента 13 сравнения сохраняется лог, "0", но триггер

9.2 переключается в состояние лог, "1", Следующим импульсом реверсивный счетчик

2,2 переводится в состояние "3", отклик принимает значение У4, Так как V4>Уз, на выходе элемента 13 сравнения появляется лог, "1", которая обеспечивает запись У4 в регистр 14 и переводит триггер 9.2 в состояние лог. "0", тем самым блокируя импульс с выхода 4f. Далее начинается следующий цикл варьирования параметров Xi и Х2. Поиск продолжается, пока параметры не примут значений, соответствующих экстремальной точке. Критерием остановки является отсутствие положительного результата в цикле варьирования каждого иэ параметров, При этом все триггеры 9 оказываются в .состоянии лог. "1", на выходе элемента ИНЕ 6 появляется лог. "0", и генератор 1 импульсов останавливается.

Технико-зкономический эффект достигается как за счет снижения стоимости устройства, обусловленного упрощением конструкции, так и за счет зкономии, полученной в процессе эксплуатации устройства и обусловленной сокращением поисковых шагов, а следовательно, и времени выхода на оптимальный режим объекта.

Формула изобретения

1. Цифровой многомерный оптимизатор, содержащий генератор импульсов, реверсивные счетчики по числу каналов, подключенные выходами к входам объекта оптимизации, выход которого соединен с входом блока оценки функции качества, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью его упрощения и повышения быстродействия, введены многоканальный делитель частоты, элемент И-НЕ и распределители импульсов по числу каналов, первый, второй и третий входы распределителей импульсов соединены поразрядно с выходами каждой из групп выходов многоканального делителя частоты, а четвертые их входы подключены к выходу блока оценки функции качества, первый и второй выходы каждого распределителя импульсов соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами соответствующего счетчика, третьи выходы распределителей импульсов подключены к входам элемента И-НЕ, подсоединенного выходом к входу останова генератора импульсов, подключенного выходом к входу многоканального делителя частоты.

2. Оптимизатор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что распределитель импульсов содержит два RS-триггера, два элемента И, элемент ИЛИ, первый вход распределителя импульсов соединен с входом установки в единичное состояние первого RS-триггера и первым входом элемента ИЛИ, второй вход распределителя импульсов подключен к первому входу первого элемента И, соединенного вторым входом с выходом первого

RS-триггера, а выходом — с первым выходом распределителя импульсоз и входом установки в единичное состояние второго RSтриггера, выход которого через второй элемент И подключен к второму входу элемента ИЛИ, соединенного выходом с вторым выходом распределителя импульсов, третий вход распределителя импульсов подключен к второму входу второго элемента И, четвертый вход распределителя импульсов соединен с входами установки в нулевое состояние первого и второго RS-триггеров, подключенного выходом к третьему выходу распределителя импульсов, 1689919

1689919

Bblx Фе

Редактор Б.Федотов

Заказ 3813 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Eblx r

8ы Фд

Вых Ф

3ы 13

Яых 6-/

Bhaga 6-Я

Составитель В.Башкиров

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С,Шевкун