Устройство для выбора оптимальных решений

 

()) )980103

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (Sl)M. Кл. (22) Заявлено 02.06.81 (2! ) 3294539/18-24 с присоединением заявки М

G06G 7/122 еоаударатеенный квинтет

СССР на аелаи изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК681.333 (088.8) Опубликовано 07.12.82. Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07.12.82 (72) Автор изобретения

А. Ф. Керемжанов

Всесоюзный научно-исследовательский проектноконструкторский и технологический институт низковольтного аппаратострбения

«ВНИИэлектроаппарат (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРА ОГГИМАЛЬНЫХ

РЕШЕНИЙ. Изобретение относится к области тех нической кибернетики, в частности к системам обработки данных с варьируемой программой, и может быть использовано, например, в автоматизированных системах оптимального выбора парамет5 рических рядов любой равномерности.

Известно устройство для выбора оптимальных решений, содержащее блок формирования исходных данных, функцио10 нальные преобразователи первого и второго уровня, блок вывода и регистрации, блок памяти, схему сравнения, блоки запрета и оценки последствий принятого решения, схему ИЛИ и реле времени (1 ).

Устройство не позволяет определить глобальный экстремум и имеет сложное схемное решение.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст20 ройство для выбора оптимальных решений, содержащее блок формирования исходных данных (датчика оцениваемой ситуации), элементы HE пороговые схемы, функциональный преобразователь первого уровня, функциональный преобразователь второго уровня, блок вывода и регистрации, блок памяти, схему сравнения и исполнительный блок 2) .

В этом устройстве, как и описанном ранее, предусмотрена параллельная оценка сгруппированных в различных вариантах исходных данных. Следовательно, устройство имеет такие же недостатки, сложное схемное решение и не позволяет oIIределить глобальный экстремум.

Бель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения глобального экстремума и упрошения устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для выбора оптимальных решений, содержащее формирс)ватель исходных данных, выполненный в виде листа электропроводной изотропной бумаги на резиновой подложке, блок ввода кодов

3 0801 групп, йерьый бпок умножения, блок интеграторов, блок регистрации, введены

/ второй блок умножения, .и блок вычитания, причем выход блока ввода кодов групп соединен с входом формирователя исход- S ных данных, первый и второй выходы ко» торого подключены к входам первого блока умножения, выход последнего соединен с первым входом блока интеграторов, выходы которого соединены соответ- и ственно с входами блока регистрации, третий и четвертый выходы формировате« ля исходных данных соединены с входами блока вычитания, выход которого подключен к первому входу второго блока ум- 15 ножения, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя исходных данных, выход второго блока умножения подключен к второму входу блока интеграторов. 20

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для выбора оптимальных ре; шений; на фиг. 2 показана структурная схема формирователя исходных данных и блока ввода кодов групп исходных дан- 25 ных; на фиг. 3 дан пример графического представления исходных данных при выборе оптимального решения разбивки параметрического ряда; на фиг. 4 изображена диаграмма работы устройства.

Устройство содержит формирователь

1 исходных данных, блок 2 ввода кодов групп исходных данных, первый блок 3 умножения, блок 4 вычитания, второй блок 5 умножения, блок 6 интеграторов, блок 7 регистрации, блок 6 включает интеграторы 8 — 10.

Формирователь 1 исходных данных (фиг. 2) представляет собой лист электропроводной изотропной бумаги 11 на 4О резиновой подложке 12, наборы точеч. ных и линейных электродов 13, геометрия подключения которых к листу определяется областью задания функций исходного параметра. Игольчатые электроды 4 могут фиксироваться резиновой подложкой.

Координаты оси абсцисс с находящейся под .ней линейкой с маркерными стрелками (фиг. 3) соответствуют шкале пара- 5О метра, а оси ординат — значениям его «« .Ï(Õ„),Ц (Х;) u,((„.), С(Ъ), изменяющимся в прелелах 0-100% об. разцового напряжения. На листе электропроводной бумаги может формироваться как одна, так и множество групп парамет— ров с соответствующими функциями.

На фиг. 2. для режима интерполяционной

03 4 подготовки данных в формирователе 1 штриховкой показан линейный электрод

100% функций соответствующего параметра, зачернен 0 электрод.

Блок 2 ввода кодов групп исходных данных (фиг. 2) включает источник 14 образцового. напряжения и делители 15 и 16 напряжения, Устройство для выбора оптимальных решений в случае оптимизации однопараметрического ряда работает следующим образом (при оптимизации многопараметрического ряда преобразования идентичны).

В режиме формирования постоянных исходных данных на делителях 15 устанавливаются значения 100% функиий потребности П(X ), иены Ц (X ), себестоимости C(X.) (фиг. 4, позиция 1.1).

Зная значения этих функций и некоторых точках параметра X (фиг. 4, позиции

2.1, 3.1 4.1), выполнив интерполяцию, прямо на электропроводкой бумаге форми. рователя 1 строят графики функций параметра (фиг. 3). С заранее выбранной дискретностью, определяемой точностью дискретности, сигналы, соответствующие

3l(X ) и Ц()(), снимаются игольчатыми электродами формирователя исходных данных (фиг. 4, позиции 3.2 и 4.2).

С второго выхода формироваталя сигнал

fl(X„) подается на второй вход блока 3 умножения и второй вход блока 5 умножения. С третьего выхода формирователя сигнал. Ц(Х„) подается на первый вход блока 4 вычитания. Значения с

С;(() и Ц(() снимаются игольчатыми электродами с первого и четвертого выходов формирователя 1. Значения (. на/

1 бираются маркерными стрелками разбивки шкалы )(; (фиг. 3).

В блоке 3 умножения. сигналы С (()

1 и fl(X ) синхронно с шагом дискретности шкалы параметра Х перемножаются

S(gÄ.)=С (У))П(Х )(фиг. 4, позииия 6.3).

Сигнал 5 (Х1) подается на вход интегратора блоха 6. Функция g()(; ) характеризует затраты производства.для соответствующих значений цараметра Х 1 .

В блоке 4 вычитания сигналы Ц(() и Ц()() также синхронно вычитаются и результаты вычитания дД(Х.) с выхода блока 4 (фиг. 4, позиция 7.3) поступают на первый вход блока 5 умножения, где умножаются на синхронно с

ДЦ(Xq ) поступающие сигналы Il(X;), приходящие на первь|й вход блока 5.

5 OSO

С выхода блока 5 умножения сигналы

4(Х ) =дЦ(X„) n(X ) (фиг. 4, пози ция 8.4) поступают на вход интегратора .

9 блока 6. При этом Ь(Х ) потери на адаптацию потребителя более высокие, S чем требуются параметры V ()(„.

В блоке 6 интегратор 8 синхронно

1 х накапливает значением= 2. 5 (Х„),, ко-

l"-4

1О торсе в итоге проходит на первый выход блока 6 (фиг. 4, позиции 9.5), регистрируется блоком 7 по первому входу.

Интегратор 9 также синхронно накап1 . < ax ливает f. Z 1, ((„.), которое в итоге с

В 1=-1 второго выхода блока 6 (фиг. 4, позиция.

10.5) фиксируется блоком 7 по второму выходу.

Интегратор 10, получая на суммирующие входы 5 и,, накапливает значение

Z0

Р= .р+ Ь суммарных затрат производства и потерь потребителя с третьего выхода блока 6 (фиг. 4 позиция, 11.5) в итоге фиксируется по третьему входу блока

2S

7. Регистрация сигналов, g, P в блоке 7 происходит после прохода всей шкалы параметра К„(фиг. 4, позиция 12.6).

Выбирая разбивку шкалы на минимум участков И „;„, получаем соответствуюшие на обшем графике Я,1,,Р по И

30 граничные точки би j, Q ис х, Р (и щ и), Выбирая частую разбивку по И gg, получаем граничные точки 5 @A, 1, юjn (в пределе Ь и и =0) и p (и иоХ >.

Поиск целевой границы облегчается тем, что известно следуюшее: функция

Я(И) — вогнута, а функция, (И) — выпукла; Зоны их значений ограничены линиями осей И и,и g и и1С, ° перпендикул 40 ных оси координат И, линиями осейВИ„С и Я „. „параллельных оси координат И, линиями 5 << с>юОХ Ь И и соответственно. При этом зона мийимума определяется приближением функции S (И) к линиям S X ° 8м и и И „, а функ.

45 ции g (И) к линии g ъ„.„(параллельно оси). Если по условйям оптимизационной задачи И„. задано, это ограничивает воз- можности выбора глобального оптимума,. но ускоряет поиск его локального оптимума,, относительно всех возможных И „ ограничиваясь вариантами по выбранным критериям разбивок f (; g „.

При многопараметрической разбивке работа. устройства аналогична рассмотренной для однопараметрического случая с учетом последовательной оценки в функциональных преобразователях 3-6 раз103 6 бивки каждого параметра. При этом только после опроса всех шкал параметров фиксируются в блоке 7 итоги по <, }, Р для многопараметрических задач параметров W, Z, Q, Ч и др, имея comse еННа и (х) U, (Х), С(х), и (Z), Ц (Z),,с (z). n.(ц), ц (U). c(u). п(ч), U,(V) ((Ч7 и др, можно последовательно накапливая в блоке 6 Р= РЬ)+ P (Z)+P(0)i

+P(V) и др. находить минимум р, регист- рировать соответствуюшие этому минимуму оптимальные разбиения параметров > Q ° V и др.

Таким образом, благодаря введению новых элементов предлагаемое устройство для выбора оптимальных решений позволяет определять глобальный экстремум, схемное решение упростилось.

Формула изобретения

Устройство для выбора оптимальных решений, соде ржашее формирователь исходных данных выполненный в виде листа электропроводной изотропной бумаги на резиновой подложке, блок ввода кодов групп, первый блок умножения, блок интеграторов и блок регистрации, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью упрошения устройства, оно содержит второй блок умножения и блок вычитания, причем выход блока ввода кодов групп соединен с входом формирователя исходных данных, первый и второй выходы которого подключены к входам первого блока умножения, выход последнего соединен с первым входом блока интеграторов, выходы которого соединены соответственно с входами блока регистрации, третий и четвертый выходы формирователя исход ных данных соединены с входами блока вычитания, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, второй- вход которого соединен с вторым выходом формирователя исходных данных, выход второго блока умножения подключен к второму входу блока интеграторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 706850, кл. 5065 7/122, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

% 344443, кл. 6065 15/18, 1971 (прототип).

Редактор Е. Папп

Составитель В. Коткин

Техред Т. Мпточка Корректор M. немчик

Заказ 9361/39 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ 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