Устройство для решения задачи анализа продолжительности функционирования сложного объекта

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для анализа продолжительности функционирования сложного объекта. Целью изобретения является повышение точности. Устройство содержит вход 1 запуска, генератор 2 тактовых импульсов, счетчик 3, регистр 4, датчик 5 равномерно распределенных случайных чисел, логарифмический преобразователь 6, первый делитель 7, первый формирователь 8 функции расхода ресурса, элемент ИЛИ 9, сумматор 10, второй блок 11 сравнения, формирователь 12 импульсов, третий элемент 13 задержки, второй делитель 14, второй формирователь 15 функции расхода ресурса, первый задатчик 16 уровня, умножитель 17, четвертый элемент 18 задержки, второй задатчик 19 уровня, первый блок 20 сравнения, первый элемент И 21, первый элемент 22 задержки, второй элемент И 23, второй элемент 24 задержки. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования продолжительности функционирования сложного технического объекта.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже представлена электрическая структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные вход 1 запуска, генератор 2 тактовых импульсов, счетчик 3 импульсов и регистр 4 памяти, датчик 5 равномерно распределенных случайных чисел, логарифмический преобразователь 6, первый делитель 7, первый формирователь 8 функции расхода ресурса, элемент ИЛИ 9, сумматор-накопитель 10, второй блок 11 сравнения, формирователь 12 импульсов, третий элемент 13 задержки, второй делитель 14, второй формирователь 15 функции расхода ресурса, первый задатчик 16 уровня, умножитель 17, четвертый элемент 18 задержки, второй задатчик 19 уровня, первый блок 20 сравнения, первый элемент И 21, первый элемент 22 задержки, второй элемент И 23, второй элемент 24 задержки.

Теоретическое обоснование алгоритма работы устройства. В устройстве моделируется продолжительность активного функционирования сложного технического объекта (сто), который существляет угловые повороты в двух режимах с грубой и точной стабилизацией. Известным является максимальный угол поворота ϕ_макс, на который умножается случайное число с равномерным распределением в каждом i-м такте моделирования: ϕ_макс ^. R(0,1)_i. (1) Известны также интенсивности λ₁ воздействия на сто с целью исполнения угловых поворотов и λ₂ стабилизации в требуемом положении. В устройстве моделируются время t_1i поступления команды на проведение углового поворота: t_1i= , (2) а также время t_2i, к которому необходимо завершить поворот и проводить стабилизацию: t_2i= при λ₂ < λ₁. (3) Заранее известна частота проведения режимов с грубой и точной стабилизацией, что позволяет использовать в устройстве значение частотной вероятности Р_р, при помощи которой моделируется один из двух режимов, в которых вычисляется расход энергетического ресурса по формуле Δm_i= t_2i-t при Δm_i>0, (4) где - секундный расход ресурса; J - момент инерции сто; K_J - поправочный коэффициент; Δ m_i-1 - значение израсходованного ресурса на текущий момент;
М_ио - момент, создаваемый исполнительными органами сто.

Описанный алгоритм работы устройства реализуется следующим образом.

Работа устройства начинается с подачи запускающего импульса с входа 1 запуска на вход обнуления сумматора-накопителя 10 и вход запуска генератора 2, импульсы которого с постоянным моделирующим интервалом поступают на счетный вход счетчика 3 импульсов. Счетчик импульсов формирует временную шкалу - текущее (возрастающее) значение продолжительности функционирования сложного технического объекта, которое поступает на информационный вход регистра 4 памяти, в котором и должен зафиксироваться результат моделирования. С приходом i-го импульса от генератора 2 датчик 5 равномерно распределенных случайных чисел формирует на выходе сигнал R(0,1)_i, который поступает на входы логарифмического преобразователя 6, умножителя 17 и блока 20 сравнения. Сигнал, равный значению времени t_1i поступления команды на проведение углового поворота, сформированный последовательно соединенными логарифмическим преобразователем 6 и первым делителем 7, поступает на входы первого и второго формирователей 8 и 15 функции расхода ресурса. Аналогично формируется сигнал, равный значению времени t_i2, который с выхода второго делителя 14 поступает на входы первого и второго формирователей 8 и 15, Сигнал, равный значению угла, на который необходимо осуществлять поворот (1), формируется на выходе умножителя 17 и поступает на вход элемента 18 задержки (сигнал задерживается на малое время срабатывания первого и второго делителей 7 и 14), с выхода которого поступает на входы первого и второго формирователей 8 и 15 функции расхода ресурса. В блоке 20 сравнения происходит сравнение сигнала R(0,1)_i с сигналом, равным значению вероятности Р_р, который поступает с выхода задатчика 19 уровня. В результате сравнения на одном из выходов "меньше", "больше-равно" блока 20 сравнения формируется импульс, который поступает соответственно на вход первого или второго элементов И 21, 23. На вторые входы элементов И 21, 23 импульс поступает с выхода элемента 22 задержки (импульс задерживается на малое время срабатывания датчика 5 равномерно распределенных случайных чисел и блока 20 сравнения. На входы первого и второго элементов 22 и 24 задержки импульсы поступают в каждом моделируемом интервале от генератора 2. В результате в каждом интервале на выходе одного из двух элементов И 21, 22 формируется импульс, который поступает соответственно на один из управляющих входов первого и второго формирователей 8 и 15, на четвертые входы которых поступает сигнал, равный значению Δ m_i-1израсходованного ресурса на текущий момент, который формируется на выходе сумматора-накопителя. С приходом импульса на управляющий вход один из формирователей 8, 15, выполненных, например, в виде ПЗУ, работающих в режиме считывания, производит вычисление в соответствии с формулой (4). Сигнал, сформированный на выходе одного из формирователей 8, 15, проходит через элемент ИЛИ 9 и поступает на информационный вход сумматора-накопителя 10. С приходом импульса с выхода второго элемента 24 задержки (импульс задерживается на малое время срабатывания формирователей 8, 15) на управляющий вход сумматора-накопителя 10 происходит суммирование значения израсходованного ресурса, которое в дальнейшем сравнивается во втором блоке 11 сравнения с сигналом, поступающим от первого задатчика 16 уровня. В случае превышения заданного ресурса блок 11 сравнения формирует на выходе сигнал, который поступает на вход формирователя 12 импульсов. Формирователь импульсов укорачивает сигнал с выхода блока 11 сравнения и формирует на выходе импульс, который поступает на управляющий вход регистра 4 памяти, в котором запоминается результат моделирования. Импульс с выхода формирователя 12 импульсов поступает также на третий элемент 13 задержки (задерживается сигнал на малое время срабатывания регистра 4 памяти), выход которого соединен с входом обнуления счетчика 3 импульсов и одновременно с входом "Останов" генератора 2. После формирования сигнала "Останов" устройство прекращает работу.

Таким образом, благодаря реализации описанного выше алгоритма работы существенно повышается точность моделирования реального процесса функционирования сто, поскольку учитываются факторы, определяемые частотой проведения режимов и интенсивностью задействования системы. Кроме того, существенно расширяются функциональные возможности устройства, поскольку помимо определения числа выполненных работ определяется и время функционирования сто.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ АНАЛИЗА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЛОЖНОГО ОБЪЕКТА, содержащее генератор тактовых импульсов, датчик случайных равномерно распределенных чисел, выход которого соединен с входом первого блока сравнения, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом сумматора, выходы которого и первого задатчика уровня соединены с входами второго блока сравнения, второй задатчик уровня, выход которого соединен с входом первого блока сравнения, с первого по четвертый элементы задержки, счетчик, выход которого соединен с входом регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два формирователя функции расхода ресурса, логарифмический преобразователь, первый и второй делители, умножитель, формирователь импульсов, причем вход устройства соединен с входами сумматора и генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входами счетчика, первого и второго элементов задержки и датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с входом умножителя и через логарифмический преобразователь с входами первого и второго делителей, выходы которых соединены с входами первого и второго формирователей функции расхода ресурса, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, выход блока сравнения через формирователь импульсов соединен с входами регистра и третьего элемента задержки, выход которого соединен с входами генератора тактовых импульсов и счетчика, выходы первого блока сравнения и первого элемента задержки соединены с входами первого и второго элементов И, выходы которых, сумматора и четвертого элемента задержки соединены с входами первого и второго формирователей функции расхода ресурса, выход умножителя соединен с входом четвертого элемента задержки, выход второго элемента задержки - с входом сумматора.

РИСУНКИ

Рисунок 1