Устройство для определения оптимальных траекторий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»748429 (61) Дополнительное и авт. саид-ву(22) Заявлено 24.0578 (21) 2622879/18-2 (51)М. КЛ.2

G 0о Q 1/122 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 150780. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 881.ЗЗЗ (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В. Васильев, А.Г. Додонов, B.À. Валетчик и A.È. Левина

Институт электродинамики AH УССР и Опытно-конструкторское бюро Института металлофизики АН УССР (71) 3 а я в ител и (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОПТИМАЛЬНЫХ ТРАЕКТОРИЙ,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении цифровых специализированных устройств для определения ойтимальныХ траекторий.

Известно специализированное цифровое устройство для решения больших сетей по фрагментам, содержащее блок моделей, внешнее запоминающее уст- 9 ройство, блок элементов памяти, устройство управления, причем первый выход устройства управления подключен к блоку элементов памяти, второйко входу запоминающего устройства, третий †.ко входам элементов модели сети, вторые входы элементов модели сети соединены с внешним запоминающим устройством (1) .

Недостатком известного устройства является рост времени решения при перестройке вычислительного процесСа от фрагмента к фрагменту, которая производится вручную.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения оптимальных траекторий, содержащее модель сети, внешнее запоминающее устройство, устройство управления, блок поиска фрагментов и блок сопряжения фрагментов, к выходам которого подключены первые входы элементов модели сети, первые выходы которых соединены с первыми входами блока сопряжения фрагментов и первыми входами блока поиска фрагментов, первый выход которого соединен со вторым входом блока сопряжения фрагментов, третьи выходы модели сети, соответствующие начальным и конечным граничным узлам, соединяются. с устройством управления, первый выход которого соединен со вторым входом модели сети, второй — со вторым входом блока по„иска фрагментов (2) .

Недостаток известного устройства— большие затраты времени на подготовку исходных данных — определения интегральных характеристик моделей узлов, что исключает применение известного устройства в составе сложных систем управления.

Цель изобретения — повышение быстродействия. Указанная цель достигает ся тем, что в устройство для определения оптимальных траекторий, содержащее блок управления, внешний запоминающий блок, модель сети, блок

748429 поиска, фрагментов сети, блок сопряжения фрагментов, группа выходов которого подключена к группе входов модели сети, первая группа выходов которого соединена с группой входов блока соПряжения фрагментов, вторая группа выходов модели сети подключена к группе входов блока поиска фрагментов сети, первый выход кото,рого соединен со входом блока сопряжения фрагментов, первый выход модели сети подключен к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с первым входом модели сети, второй выход которого соединен с первым входом внешнего запоминающего блока, второй выход !5 блока управления подключен к входу блока поиска фрагментов сети, введены аналого-цифровой преобразователь и интегратор, первый и второй входы которого подключены к выходам 20 внешнего запоминающего блока, один вход которого соединен со вторым выходбм блока поиска фрагментов сетИ, другие входы внешнего запоминающего блока подключены к ьыходам зада- 25 ния режимов работы блока управления," синхронизирующий выход которого подключен к третьему входу интегратора, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен со вторым входом модели сети.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для определения оптимальных траекторий, на фиг. 2 — схема одного из возможных вариантов реализации внешнего запоминающего блока, на фиг. 3 — пример, иллюстрирующий работу устройства.

Устройство для определения оптимальных траекторий содержит модель сети 1, внешний запоминающий блок 40

2, блок 3 управления, блок 4 поиска фрагментов сети, блок 5. сопряжения фрагментов, интегратор б, аналого-цифровой преобразователь 7.

Элементами модели сети 1 являются модели узлов, которым приписываются веса, соответствующие интегральным характеристикам, определенным по элементарным площадкам, в центре которых находятся эти узлы, и модели ветвей, выполняющих функции передачи информации от узла к узлу. Топология соединений элементов сети соответствует графу-решетке заданной

"койфигурации, например, прямоугольной.

Для моделирования весов моделей узлов используется временная аналогия.

Внешний запоминающий блок 2 содержит (фиг. 2) запоминающую электроннолучевую трубку 8 (ЗЭЛТ), блок 9 формирования микфорастров, включающий ф) генераторы 10 пилообразного.напряжевйя с усилителями отклонения строчной и кадровой развертки, и фокусирующую отклоняющую систему 11, усилитель

12 подсвета, видеоусилитель 13, бло»

14 режимов трубки, ЗЭЛТ 13 с блоком формирования микрорастров, блокам подсвета и видеоусилителем и два цифроаналоговых преобразователя 16 и 17.

Запись информации в ЗЭЛТ 8 заключается в создании потенциального рельефного поля на поверхности мишени. Величина потенциала в любой точке поля соответствует мгновенному значению входного сигнала. Запись осуществляется подачей аналоговых сигналов с канала связи через полюс 18 на усилитель 12 подсвета, при этом информация может быть записана на всю мишень или на некоторый ее участок при формировании соответствующего растра. Кроме того, на вход внешнего запоминающего блока 2 через полюс

19 могут поступать сигналы в цифровой форме, которые через цифроаналоговый преобразователь 17 подаются в усилитель 1 2 подсвета. Считывание информации может быть как со всей мишени при формировании полного растра, так и с ее участка при формировании микрбрастра заданного размера. Считываемый с мишени ЗЭЛТ 8 сигнал через видеоусилитель 13 поступает на полюс 20. Для формирования микрорастров на генераторы пилообразного напряжения с усилителями строчной и кадровой развертки

10 с полюсов 21 и 22 через цифроаналоговый преобразователь 16 подаются сигналы, соответствующие координатам центра микрорастра и его размерам по вертика»»»и и горизонтали. Режимы работы внешнего запоминающего блока: стирание, запись, считывание определяются блоком 14 режимов трубки, который по сигналу с полюса 23 формирует на электродах

ЗЭЛТ 8 напряжения, соответствующие для данного режима..

Устройство работает следующим образом.

Режимы работы внешнего запоминающего блока 2: стирание, записи и считывания информации определяет блок 3 управления подачей соответствующего потенциала на полюс 23, по которому на электродах ЗЭЛТ 8 устанавливается напряжение, необходимое для данного режима (фиг. 1). В режиме записи информация о внешней среде С= (фиг. 3) в виде стандартного телевизионного сигнала через полюс

18 (фиг. 2) поступает во внешний запоминающий блок 2, где запоминается на мишени ЗЭЛТ 8. Определение оптимальных траекторий предполагает описание среды (фиг. 3) в виде сети, в которой узлам сети, например, 24-39 ставится в соответствие количественное описание параметров фрагментов среды, V;, в центре которых находятся узлы сети. Для получения количественных характеристик используется особенность ЗЭЛТ вЂ” возможность формирования микрорастра, размер и конфигурация которого соответствует размеру и конфигурации фрагмента, с последующим интегрированием считываемого сигнала по данному фрагменту. Для формирования микрора тра V. 5 необходимо задать его масштаб: размеры по вертикали и горизонтали, а также координаты центра микрорастра. Блок 3 управления (фиг. 1) передает во внешний запоминающий блок )Q

2 через полюс 22 масштаб микрорастра постоянный на все время решения задачи, а блок 4 через полюс 21 координаты центра микрорастра по вертикали и горизонтали. Считываемый сигнал с мишени ЗЭЛТ 8 через полюс ЯО подается в интегратор б, где производится интегрирование по данному

l крорастру за время считывания одного кадра, а с помощью преобразователя 7 — преобразование в цифровой код и передача в модель сети. В модели сети 1 эта информация записывается в модель узла, адрес которого соответствует координатам центра микрорастра, например, в узел 24 (фиг.3).

Блок 3 управления (фиг. 1) вырабатывает новое требование в блок 4, где определяется следующий адрес, по ко- торому осуществляется смещение микрорастра, например, в положение 25 : ЗО (фиг. 3), .интегрирование информации по выбранному фрагменту, преобразование полученной информации в цифро- вой код и передача в модель узла модели сети 1, определяемый выбран- 35 ным адресом.

Таким образом, при вводе информации во внешней среде образуется цикл, состоящий из последовательности .считываемых микрорастров и записи полу- Щ ченной информации в модель сети 1.

Определение оптимальной траектории на модели сети 1 производится следующим образом.

Определяется начальный и конечный 45 узлы в модели сети, например, 24, 31 (фиг. 3), блоком 3 управления (фиг. 1) посылается пусковой импульс в начальный узел и определяется оптимальный путь между данными узла -: 5О ми. Модели узлов, принадлежащие по лученному пути 24, 28, 33, 34, 31 (фиг. 3), определяют конфигурацию оптимальной траектории во внешней среде.

При таком анализе внешней среды определяется грубое решение. Для получения более точного решения анализируется зона. внешней среды, состоящая из последовательности фрагментов, определяемых адресами моделей 6О узлов модели сети 1, принадлежащих кратчайшему пути 24, 28, 33, 34, 31 (фиг. 3). Для этого в блоке 4 поиска фрагментов сети (фиг. 1) запоминаются адреса этих моделей узлов и 45 направление выхода кратчайшего пути мз ". алов, принадлежащих этому .пути.

Блоком управления посылается требование в блок 4 поиска фрагментов на передачу полученных адресов во внешний запоминающий блок 2, по которым последовательно по каждому адресу формируется микрорастр и перезаписывается на мишень ЗЭЛТ 15. В результате перезаписи каждйй фраг= мент внешней среды V (фиг. 3), соответствующий микрорастру, увеличивается в К раз, кратное числу микрорастров, считываемых с мишени ЗЭЛТ 8.

Далее осуществляется ввод информации в модель сети 1 с трубки 15 аналогично вводу информации с первой ЗЭЛТ 8.

При этом каждому адресу модели узла на мишени ЗЭЛТ 8 формируется микрорастр, координаты центра которого подаются через полюс 21 с блока 4 поиска фрагментов сети, а масштаб — через полюс 22 — с блоком 3 управления. При сохранении размеров модели сети масштаб микрорастра не изменяется. Считываемый по данному микрорастру сигнал с мишени ЗЭЛТ 15 через полюс 40 поступает на интегратор 6 и после интегрирования преобразовывается в цифро- вой код в преобразователе 7 и перезаписывается в модель узла модели сети

1, определяемый данным адресом. Далее функционирование устройства аналогич- но, . т.е, образуется цикл, состоящий из,последовательности считывания микрорастров, с мишени ЗЭЛТ 15 и записи полученйой информации в модель сети

1. На осйовании информации, полученной при грубом решении, по требованию блока 3 управления блок 4 поиска фрагментов сети определяет начальные и конечные узлы фрагмента. Блок

3 управления определяет.на модели сети дерево оптимальных путей из начальных в конечные граничные узлы данного фрагмента. Разница путей из начальных в конечные граничные узлы запоминается в блоке, 5 сопряжения фрагментов. Полученная в ре- зультате решения информация из Модели сети 1 передается через полюс

19 в запоминающий блок 2, где запоминается на мишени ЗЭЛТ 8. Блоком

3 управления посылается новое требование в блок 4 поиска фрагментов сети на передачу через полюс 21 координат следующего микрорастра для перезаписи его на мишень ЗЭЛТ 15.

Аналогично в модель сети 1 вводится информация о новом фрагменте внешней среды. Для определения дерева оптимальных путей на данном фрагменте по требованию блока 3 управления блок 4 поиска фрагментов разрешает подключение блока 5 сопряжения фрагментов к модели сети 1.

Информация о разности путей в конечные граничные узлы модели сети

748429

1, полученная при решении предыдущего фрагмента, определяет начальные условия для начальных граничных узлов данного фрагмента. Полученная информация при решении каждого фрагмента с модели сети 1 через полюс 19 поступает в блок 2, где за-. поминается на мишени ЗЭЛТ 8.

Благодаря введенным блокам и связям между блоками повысилось быстродействие устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения оптимальных траекторий, содержащее блок управления, внешний запоминающий блок, модель сети, блок поиска фрагментов сети, блок сопряжения фрагментов, гру па выходов которого подключена к группе входов модели сети, первая группа выходов которого соединена с группой входов блока сопряжения фрагментов, вторая группа выходов модели сети подключена к группе входов блока поиска фрагментов сети, первый выход которого соединен со входом блока сопряжения фрагментов, первый выход модели сети подключен к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с первым входом модели сети, второй выход которого соединен с первым входом внешнего запоминающего блока, второй выход блока управления подключен к входу блока поиска фрагментов сети, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены аналого-цифровой преобразователь и интегратор, первый и второй входы которого подключены к выходам внешнего запоминающего блока, один вход которого соединен со вторым выходом блока поиска фрагментов сети, другие входы внешнего запоминающего блока подключены к выходам задания режимов работы блока управления, синхронизирующий выход которого подключен к третьему входу интегратора, выход которого через

20 цифроаналоговый преобразователь соединен со вторым входом модели сети.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Додонов А.Г., Хаджинов В.В., Об одном методе решения больших се25 тей на цифровых аналогах. Сб. "Гибридные вычислительные машины и комплексы", К., "Наукова думка", 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2409177/24, 30 кл. G Об G 7/48, 195б.

748429

l8

Составитель И. Дубинина

Редактор H. Горват Техред Н.Бабурка Корректор C .Øåêìàð аказ 4367/13 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4