Устройство для параметрической оптимизации при полунатурном моделировании — SU 763924 (original) (raw)

Союз Советскими Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 06 6 7/66 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЧ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИ ПОЛУНАТУРНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ Изобретение относится к областианалоговой вычислительной техники иможет быть использовано для анализаи синтеза оптимальных параметров динамических систем при полунатурноммоделировании.По основному авт.св, Р 537358,известно устройство содержащее соединенные между собой моделируемуюи реальную части оптимизируемой динамической системы и подключенныемежду выходом и соответствующим входом моделируемой части оптимизируемой динамической системы последовательно соединенные блок решения 15уравнений чувствительности, блоквычисления частных производных критериальной Функции и блок интеграторов, блок вычисления частных производных реакций реальной части, входы которого подключены к выходамреальной части системы и блока вычисления частных производных критериальной Функции, а выходы -к входам блока решения уравнений чувст"вительности 11Недостатком известного устройстваявляется невысокая точность.Цель изобретения - повышение точности. 30 Цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены группа из и последовательно соединенных сумматоров, ограничительные диоды, группы иэ (и) инверторов и блок деления, выход которого подключен ко второму входу блока вычисления частных производных критериальной Функции, группа выходов которого через соответствующие ограничительные диоды, включенные в обратном направлении, соединена со входами соответствующих инверторов группы, первый вход блока деления подключен к выходу пер" вого сумматора группы, один вход и-го сумматора и другие входи (и"1) сумматоров группы соединены с выходами соответствующих инверторов груп. пы, группа выходов блока вычисления частных производных критериальной Функции через соответствуюшие огра" ничительные диоды, включенные в прямом направлении, подключена к выходам соответствующих инверторов группы, второй вход блока деления является входом устройства. Поскольку случайные параметры характеризуются совокупностью моментов случайных величин, то рассогла(61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 53735840 45 50 55 60 сование ь в данной ситуации можетбыть оценено по следующей формулеиН где Лс - рассогласование по 1 -мумоменту,и - количество моментов, характеризующих случайные параметрыОдни ограничительные диоды осуществляют пропускание на инвврторывеличины рассогласования, если онаменьше нуля. Другие ограничительные диоды необхОдимы длЯ пропускания непосредственно на группу сумматоров положительных значений рассогласования. Группа инверторов служит для изменения знака на противоположный у отрицательного значениярасогласования. Группа сумматоровосуществляет вычисление числителяформулы (1). Блок деления определяетвеличину рассогласования Ь в соответствии с формулой (1),На чертеже представлена блок-схема устройства для параметрическойоптимизации при полунатурном моделировании.Устройство содержит динамическую. систему 1 с моделируемой 2 и реальной 3 частями. Первый вход части 2соединен с первым выходом части 3,а первый выход части 2 с входом части 3. Устройство содержит также блок4 управления оптимизируемыми параметрами с блоком 5 решения уравненийчувствительности, блоком б вычисления частных производных критериальной функции и блоком 7 интеграторов,Первый вход блока 5 подключен ко второму выходу моделируемой части 2,а выход - к входу блока Ь.Первый выход блока б соединен с входом блока7 и первым входом блока 8 вычислениячастных производных реакций реальнойчасти, второй вход которого подключенко второму выходу реальной части З,авыход ко второму входу блока 5. Второй вход блока б соединен с выходомблока 9 деления, первый вход которого.является входом устройства,Кроме того, устройство содержитгруппу сумматоров 10, группу инвврторов 11,ограничительные диоды 12 и 13.Устройство для параметрической оптимизации при полунатурном моделированиии работает следующим образом.В моделируемой части 2 оптимизируемой динамической системы 1 решается диФФеренциальное уравнениевидаХ - 1 (Х, с,й, С, с ) (1)гдв Х - вектор состояния системы,сС - вектор оптимизируемых параметров,й - вектор-Функция реакций,С - вектор-функция возмущений,с - время,5 (О 15 20 25 30 35 В реальную часть 3 поступает ин- формация из моделируемой части 2 о состоянии динамической системы 1, а иэ реальной части в модулируемую - сигналы реакций, соответствующие этому состоянию, Таким образом, изменение возмущения 6 или параметров с моделируемой части, как видно иэ приведенного уравнения, неизбежно вызывает изменение реакций реальной части динамической системы, Непрерывным изменением параметров по заранее выбранной критериальной функции, управляет блок управления 4. В этом блоке осуществляется решение основных уравнений управления, т.е. чувствительности и наискорейшего спуска по выбранной критериальной функции (1)По сигналам, пропорциональным состоянию системы, поступившим из моделируемой части 2, блоком 5 решается уравнение чувствительности видааХ-.(Х Д 1 СЭ . дОднако непосредственное решение этого уравнения невозможно, так как в него входят две неизвестных величины,подлежащие определению. Это - коэффициенты влияния - и частные произдхдводные реакции ЭЯ(аА.По сигналам, пропорциональным аК 134 поступившим из блока 6 вычислейия частных производных реакций реальной части, а также по сигналам из моделируемой части, осуществляется решение упомянутого уравнения чувствительности и на входе блока 5 решения уравнений чувствительности образуются сигналы, пропорциональные коэффициентам влияния ахОни поступают на вход блока б, в котором происходит вычисление частных производных критериальной функцииЭ 1ад ад 1 Х 1) где 1=1(х, А,С,с) и по уравнению наискорейшего спускааА азП ад где К - коэффициент усиления, Формирования на выходе сигналов, пропорциональных производным оптимизируемых параметров по времени ф" Эти сигналы после операции интегрйрования в блоке 7 поступают на второй вход моделируемой части 2 и служат для перестройки параметров системы.Сигналы с первого выхода блока б вычисления частных производных критернальной функции, пропорциональные производным ф- и сигналы из рейс,альной части, пропорциональные реакциям 1 С , подаются также на вход блока 8 вычисления частных производных реакций реальной части. Здесь сигналы, пропорциональные реакциям Й дифФеренцированием преобразуются в763924 ВНИИПИ Заказ 6285/4 Тираж 751 Подписное Филиал ППП "Г 1 атег.ужгород,ул.Прое производные по времени в . Делениеб 1Жэтих сигналов на производные оптимизируемых параметров по времени служит для образования сигналов, пропорциональных частным производным реакций реальной части динамической системы по оптимизируемым параметрам.Со вторых выходов блока б вычисления частных производных критериальной функции рассогласования, соответствующие различным моментам случайных параметров Ь поступают на ограничительные 12 и 13 диоды.Если ЬО то эта величина задерживается на диодах 13 и проходит через диоды 12 на группу 11 инверторов, для изменения знака на противоположный. Когда Ьт О, величина рассогласования сможет пройти через диоды 13 непосредственно на входы группы 10 сумматоров. Сюда же поступают положительные значения Ьс выходов группы 11 инверторов. Таким образом на сумматоры поступают только положительные значения рассогласования.В группе сумматоров 10 осуществляется оценка величины Й дкоторая поступает на второй вход блока 9 деления. На первый вход блока 9 засылается с входа устройства величин - на И соответствующая количеству моментов, характеризующих случайные параметры динамической системы. В блоке 9 деления определяется обобщенная характеристика рассогласования д в соответствии с формулой (1). Величина д подается на второй вход блока б, где вычисляются частные производные критериальной функции. В дальнейшем работа устройства протекает так же, как и в случае детерминированных параметров динамической системы.Положительный эффект, который дает предлагаемое изобретение, заключается в том, что оно, в отличие от прототипа, позволяет оценивать величину рассогласования между реальной и модулируемой частями при случайных параметрах динамической системы, следовательно, производить настройку этой системы в данной ситуации. Формула изобретения Устройство для параметрическойоптимизации при полунатурном моделировании по авт.св. 9 537358, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности, в неговведены группа иэ П последовательносоединенных сумматоров, ограничительные диоды, группы из (и) инвертОрови блок деления, выход которого подключен ко второму входу блока вычис ления частных производных критериальной функции, группа выходов которогочерез соответствующие ограничительныедиоды, включенные в обратном направлении, соединена со входами соответ ствующих инверторов группы, первыйвход блока деления подключен к выходу первого сумматора. группы, одинвход И -го сумматора и другие входы(и) сумматоров группы соединены свыходами соответствующих инверторовгруппы, группа выходов блока вычис;ления частных производных критериальной функции через соответствующиеограничительные диоды, включенные впрямом направлении подключена к выходам соответствующих инверторов группы, второй вход блока деления является входом устройства. Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 537358; кл. С 06 О 7/66, 1974 (прототип).

Смотреть

Устройство для параметрической оптимизации при полунатурном моделировании