Аналоговый оптимизатор числа запасных элементов

 

1. АНАЛОГОВЫЙ ОПТИМИЗАТОР ЧИСЛА ЗАПАСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащий первый блок формирования приращений целевой функции, бгок формирования коэффициента простоя, первый блок сравнения, первый выход которого соединен с входом первого реле времени, блок установки градие нта, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй выход которого соединен с входом первого элемента индикации, первую группу блоков задания коэффициентов затрат, выходы которых соединены соответственно с первыми выводами переключателя и с входами соответствующих блоков умножения на постоянный коэффициент первой группы, выходы которых соединены с первой группой входов первого сумматора, выход источника образцового напряжения подключен к входам блоков задания коэффициентов затрат первой группы, и блоки индикации , отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в него введены второй и третий блоки формирования приращений целевой функции, второй и третий элементы индикации, блоки расчета времени , инверторы, сумматоры, блоки деления , блок задания ограничения, второе реле времени, блок управления, второй блок сравнения, вторая группа блоков задания коэффициентов затрат и вторая группа блоков умножения на постоянный коэффициент, выходы которых соединены с второй группой входов первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора и первому входу блока умножения , выход которого соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к входу первого блока индикации, выход блока задания ограничения соединен с вторым входом первого блока деления и с вторым входом второго сумглатора, выход которого подключен к входу второго блока индикации, выход источника образцового напряжения соединен с входами блока задания ограничения, блоков задания коэффициентов затрат второй группы и с входом блока уста . новки градиента, выход которого подключен к второму входу блока умножения , выходы блоков задания коэффициентов затрат второй группы соединены соответственно с вторыми выводами переключателя и с входами блоков умножения на постоянный коэффициент второй группы, первый выход первого блока формирования приращений целевой функции подключен к первым вхо4 1чЭ дам первого и третьего блоков расчета времени, выход первого блока расчета времени соединен с входом блоО ., ка формирования коэффициента простоя 4 с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выходы которых подключены к входам второго и третьего блоков деления соответственно, выход второго блока деления соединен с первым выводом первого переключающего контакта первого реле времени, второй вывод которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход второго блока деления подключен к первому входу второго блока сравнения , выход которого подключен к входу второго реле времени, выход третьего блока деления соединен с третьил выводом первого переключающего контакта первого реле времени, выход

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ1042040 A

3(50 G 06 G 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,";.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3282016/18-24(22) 24.03.81 (46) 15. 09. 83. Вюл. 9. 34 (72) И.Ф.Володось и В.П.Медведев (53) 681. 333 (088. 8) (56 ) 1 . Авторское св идетельство СССР

Р 475630, кл. G 06 G 7/48, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 752386, кл. G Об G 7/48, 1978 (прототип) ° (54) (57) 1 . АНАЛОГОВЫИ ОПТИМИЗАТОР

ЧИСЛА 3AIIACHbIX 3JIENEHTQB, содерж ий первый блок формирования приращений целевой функции, бгок формирования коэффициента простоя, первый блок сравнения, первый выход которого соединен с входом первого реле времени, блок установки градиента, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй выход .которого соединен с входом первого элеменra индикации, первую группу блоков задания коэффициентов затрат, выходы которых соединены соответственно с первыми выводами переключателя и с входами соответствующих бло" ков умножения на постоянный коэффициент первой группы, выходы которых соединены с первой группой входов первого сумматора, выход источника образцового напряжения подключен к входам блоков задания коэффициентов затрат первой группы, и блоки индикации, отличающийся тем, что, с целью, расширения класса решаемых задач, в него введены второй и третий блоки формирования приращений целевой функции, второй и третий элементы индикации, блоки расчета времени, инверторы, сумматоры блоки делеУ ния, блок задания ограничения, второе реле времени, блок управления, второй блок сравнения, вторая группа блоков задания коэффициентов затрат и вторая группа блоков умножения на постоянный коэффициент, выходы которых соединены с второй группой входов вервого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора и первому входу блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к входу первого блока индикации, выход блока задания ограничения соединен с вторым входом первого блока деления и с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к входу второ" го блока индикации, выход источника образцового напряжения соединен с входами блока задания ограничения, блоков задания коэффициентов затрат второй группы и с входом блока уста- Q

° новки градиента, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выходы блоков задания коэффициентов затрат второй группы соединены соответственно с вторыми выводами переключателя и с входами блоков умножения на постоянный коэффициент второй группы, первый выход первого Ъ блока формирования приращЕний целевой функции подключен к первым входам первого и третьего блоков расче- ДйЬ . та времени, выход первого блока расчета времени соединен с входом блска формирования коэффициента простоя с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выходы которых подключены к входам второго и третьего блоков деления соответственно, выход второго блока деления соединен с первым выводом первого переключающего контакта первого реле времени, второй вывод которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход второго блока деления подключен к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к входу второго реле времени, выход третьего блока деления соединен с третьиМ выводом первого переключающего контакта первого реле времсни, выход

1042040 где

10 п„ ., 5

55 I третьего блока деления соединен с вторым входом второго блока сравнения, второй выход первого блока формирования приращений целевой функции подключен к первому входу второго блока расчета времени, выход которого через первый иннертор соединен с вторым входом третьего сумматора, первый выход второго блока формирования приращений целеной функции подключен к нторым входам первого и третьего блоков расчета времени, второй выход второго блока формирования приращений целевой функции соединен с вторым входом второго блока расче- та времени, первый выход третьего блока формирования приращений целевой функции соединен с третьими .входами первого и второго блоков расчета времени, второй выход третьего блока формирования приращений целевой функции подключен к третьему входу третьего блока расчета врбмени, выход которого через второй инвертор соединен с вторым входом четвертого сумматора, третьи: выводы переключателя подключены к вторым входам второго и третьего блоков деления соот" ветственно, выход источника напряжения через размыкающий контакт второго реле соединен с перным выводом второго переключающего контакта первого реле, второй вывод которого

Изобретение относится к техничес:кому моделированию и предназначено для .определения оптимального числа запасных элементов в одиночных и групповом комплектах

5 и

T= K T-(n,,ï .1 min

*,„5 1> 2j)

N Ж г

Т (п1 2 ) +5Р (Т5 +Т2 Р2 )

q =il. /ЕА., 15 !

Ц 25 25(5Ь 125) с .=Л- .,с6 .=Л. +1 . с .=%/Л.1

525 i 45 О5 5 Ai 25) 25 5 25

25 подключен к входу второго элемента индикации, третий вывод второго переключающего контакта первого реле нремени соединен с входом третьего элемента индикации.

2. Оптимизатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок расчета времени содержит инвертор, сумматоры и блоки умножения, причем ныход иннертора соединен с. первым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому нходу первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход которого через второй блок умножения подключен к первому входу третьего сумматора, выход которого является выходом блока, выход третьего блока умножения соединен с первым входом четвертого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, выход четвертого блока умножения соединен с вторым выходом третьего сумматора, второй вход второго сумматора объединен с входом иннертора и является первым входом блока расчета времени, вторым входом которого является второй вход первого сумматора, второй вход перного блока умножения объединен с входом третьего блока умножения и является третьим входом блока расчета времени.

Т вЂ” среднее время простоя системы из-эа недостатка запасных элементов

С вЂ” суммарная стоимость затрат

С . - стоимость запасного

5 элемента j-го типа в одиночном и группоном комплектах соответственно;

N - количество одиночйых комплектов, обслуживаемых одним групповым комплектом п . - число запасных эле25 ментов j-го типа в одиночном и групповом комплектах соответственно;

A. - интенсивность потока отказов технической системыу

t 2. - средние времена вос5 становления запасных элементов н одиноч " ном и групповом комплектах соответственно, 1042040

Известен аналоговый оптимизатор, содержащий блоки перемножения, сумматор, блоки задания нелинейности, блок установления градиента, блоки установки затрат, переключатели (1).

Наиболее, близким техническим решением к изобретению является аналоговый оптимизатор числа запасных блоков, содержащий первый блок сравнения, первый выход которого соединен с входом первого реле времени, блок 10 установки градиента, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй выход которого соединен с входом первого эле" мента индикации, первую группу бло" 15, ков задания коэффициентов затрат, выходы которых подключены соответственно к первым выводам переключателя и к входам соответствующих блоков умножения на постоянный коэффициент первой группы, выходы которых соединены с группой входов первого сумматора, второй блок сравнения, блоки формирования коэффициента простоя и приращений целевой Функции (2). 5

Известные устройства могут быть использованы в случаях, когда целе-, вая функция и функция ограничения мо гут быть представлены в виде суммы функций от одной переменной.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач.

Указанная цель достигается тем, что в аналоговый оптимизатор числа запасных элементов, содержащий первый блок формирования приращений целевой функции, блок формирования коэффициента простоя, первый блок сравнения, первый выход которого соединен с входом первого реле времени, блок установки градиента, выход кото-40 рого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй выход которого соединен с входом первого элемента индикации, первую группу блоков задания коэффициентов затрат, вы-45 ходы которых соединены соответственно с первыми выводами переключателя и с входами соответствующих блоков умножения на постоянный коэффициент пеРвой гРуппы, выходы котоРых соединены с первой группой входов первого сумматора выход источника образцового напряжения подключен к входам блоков задания коэффициентов затрат первой группы, и блоки индикации, введены второй и третий блоки формирования приращений целевой функции, второй и третий элементы индикации; блоки расчета времени, инверторы, сумматоры, блоки деления, блок .задания ограничения, второе реле времени,60 блок умножения, второй блок сравнения, вторая группа блоков задания коэффициентов затрат и вторая группа умножения на постоянный коэффициент, выходы которых соединены с вто- 65 рой группой входов первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора и первому входу блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого блока деления, выход которого подключен к входу первого блока индикации, выход блока задания ограничения соединен с вторым входом первого блока деления и с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к входу второго блока инди- кации, выход источника образцового напряжения соединен с входами блока задания ограничения, блоков задания коэффициентов затрат второй группы и с входом блока установки градиента, выход которого подключен к второму входу блока умножения, выходы блоков задания коэффициентов затрат второй группы соединены соответственно с вторыми выводами переключателя и с входами блоков умножения на постоянный коэффициент второй группы, первый выход первого. блока формирования приращений целевой функции подключен к первым входам первого и третьего блоков расчета времени, выход первого блока расчета времени соединен с входом блока формирования коэффициента простоя, с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выходы которых подключены к первым входам второго и третьего блоков деления со-, ответственно, выход второго блока деления соединен с первым вьвоцом первого переключающего контакта первого реле времени, второй вывод которого соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход второго ! блока деления подключен к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к входу второго реле времени, выход третьего блока деления соединен с третьим выводом первого переключающего контакта первого реле времени, выход третьего блока деления соединен с вторым входом второго блока сравнения, второй выход первого блока формирования приращений целевой функции подключен к первому входу второго блока расчета времени, выход которого через первый инвертор соединен с вторым входом третьего сумматора, первый выход второго блока формирования приращений целевой функции подключен к вторым входам первого и третьего блоков расчета времени, второй выход второго

O блока формирования приращений целевой функции соединен с вторым входом второго блока расчета времени,.первый выход третьего блока формирования приращений целевой функции соединен с третьими входами первого и второго блоков расчета времени, второй выход третьего блока формирования приращений целевой функции подключен к

1042040 третьему входу третьего блока рас Ie- и 39 умноже ножения на постоянный коэффита времени, вьход которого через нто- циент g Т q,-7 рой инвертор соединен с. вторым вхо- блок 40 умн

2», я,- 1 соответственно, умножения и сумматор 41 для дом четвертого сумматора, третьи. нн- формиронань а ия сигнала, пропорциональводы переключателя подключены к нто- ного времени Т ремени, инвертор 42. рым входам нторого и третьего блоков Решение зада е ение задачи заключается в выделения соотнетственно, выход источ- боре каждого ждого типа запасных элеменника образцового напряжения через тов таких наименьших ньших и, и п ., для размыкающий контакт второго реле сое- которых выполняются условия: динен с первым нынодо л нторого пере- - - - "- "" - " " второй вывод которого подключен к

1) 1) ФС

"!

WG .

1j входу второго элемента индикации, (2) третий вывод второго переключающего

0 контакта первого реле времени соеди- л (" nfl " 2» нен с входом третьего элемента индикации, г) 2) (3)

Блок расчета времени содержит ни- где произвольно выбранный множи» вертор, сумматоры и блоки.умножения

I тель Лагранжа после ледовательпричем выход инвертора соединен с но подбирая значения к в ия которопервым входом перного сумматора ны- 20

ro, добиваются выполи полнения ход которого подключен к первому вхо- ограничения (1). ду первого блока умножения, выход Принцип работы устройства (фиг.l) которого соединен с первым вхоцом заключается в следующем второго сумматора, выход которого

ПеРед Решением задачи на блоках через второй блок умножения подклю- 91-1 Н 20 -20 ч Устанавливают коэф.чен к первому входу третьего сумма- Фициенты, соответствующие ИС .и С ° .25 тора, выход которого янляется выхона блоке 23 — коэффициент, соответ ,4У

/ жения соединен с первым входом четНа каждом этапе решения задачи нертого блока умножения, второй вход «ущестнляется пошаговая процедура которого подключен к выходу второго 30 определения оптимального числа эапассумматора, выход четвертого блока ных элементов всех типов для выбранумножения соединен с вторым выходом ного множителя Лагранжа h значение третьего сумматора, второй вход нто- котоРого Устанавливают на блоке 18. рого сумматора объединен с нходом На каждом j-ом шаге определяется чисиннертора и является первым входом 35 ло запа ных элементов одного из N блока, расчета нремвни, вторым входом rHIIoII ДлЯ этого пвРеключатель 34 которого является второй нход перно- Устанавливают в положение, соответстго сумматора, второй вход первого вующее 3-му типу запасных элементов, блока умножения Ьбъединен с входом на блоках 38 и 39 блоков 4, 5 и 6 третьего блока умножения и является 40 Расчета времени Устанавливают коэфтретьим входом блока расчета времени. фициенты, соотнетствУюЩие:Т

На фиг. 1 гредстанлена блок-схема в б ° и 3 коэфф аналогового оптимизатора числа запас- соответствующиеЫ

12 ных элементов; на фиг. 2 - блок рас- Б Результате на пефвых выходах чета времени, 45 блоков 1, 2 и 3 формируются с

Аналоговый оптимизатор содержит пропорциональныв значениям вероятносблоки 1, 2 и 3 формирования прираще- .тей Р<2.{о(.О),Р (d, p) P (о о ний целевой функции, блоки 4 5 и 6

I расчета времени, инверторы 7 и 8, циональные вероятностямР (о(, tt P . сумматоры 9 и 10 блоки 11 и 12 деле- Р о((). Э

2у g, j т и значения подаются и а c оия, лок 3 формирования коэффициен- ответствующие входы блоков 4 оки и сравнения, на выходах которых формируются сигреле времени 16 и 17, блок 18 уста- налы пропорц пропорциональные временам нонки градиента группы блокон 19 -19 Т (0,0), Т (1 О) Т - 0 задания коэффициентов зат- венно. С выходов сумматоров 9 и 10 рат, группы блоков 21 «21 и 22 -22 55 с и анимаются сигналы, пропорциональныв умножения на постоянный коэффициент, разностямдТ- (О) » ( блок 23 з ая ания ограничвния, сумма- но которые ям - () »1Т, (О) соотввтствентоы 24 оторые подаются на первые нхоры и 25, блок 26 умножения, ды блоков ll и 12; На вто ы блок деления 27, источник 28 об аз и ; На вторые входы о раз этих блоков. через переключатель 34 цового напряжения, блоки 29 и 30 ин- 60 подают дикации, элементы 31, 32 и 33 инди- - значениям WC .è, а с выходов сниподаются сигналы, пропорциональные кации, переключатель 34. Каждый блок маютс лы Р рц льные расчета времени содержит сумматоры ип .(О) аются сигна, и опорциональные

35 и36 б к оры и 2. О, которые сранниваются в блоке е е и, блок 37 умножения (для оп- 14. Если сигнал р деления вероятности P ), блоки 38 65 .больше т 16 игнал с выхода блока 11 fg 65 . льше, то реле 16 первым контактом

104 2040 подключает к источнику 28 элемент 31 индикации (" Увеличить п1 ), а вторым - выход блока 11 к входу бл ока

15. Если сигнал с выхода блока 11 меньше, то реле 16 первым контактом подключает к источнику 28 элемент 32 индикации (Увеличить . ng ), а вторым - выход блока 12 к входу блока

15 ° Если сигнал, поданный на вход блока 15, больше, чем множитель Лагранжа, то элемент индикации 33 (Ус-!О тановить и„ -l, n> -1 ) не загорается и реле 17 времени не срабатывает.

Такая процедура продолжается до тех пор, пока наибольшая из величин

h1j и h2 не станет меньше выбранного !5 зйаченйя множителя Лагранжа % . При

2j выполнении этого условия загорается элемент 33 (Установить. П "1,П2-1 ) и срабатывает реле 17 времени, которое отключает от источника 28 элемен- о ты 31 и 32 и подключает выход блока

4 к входу блока 13. В результате напряжение на выходе блока,13 увеличивается на величину, пропорциональную времени Т.(n -1, 2 -1), .) 25

Аналогично определяют число запасных элементов каждого типа.

После выполнения И шагов решения на выходе сумматора 24.получают значение С. По показаниям блока индикации 29 определяют выполняется ли ограничение. Если оно выполняется с заданной точностью, то задача решена.

В противном случае схему возвращают в исходное положение, на блоке 18 устанавливают коэффициент, соответствукиций новому значению множителя

Лагранжа, определенному по показанию блока индикации 30, и процедуру решения повторяют.

В результате решения задачи на выходе блока 13 получают минимальное значение среднего времени T простоя системы из-за недостатка запасных элементов, а значения коэффициентов на блоках 21, -21 равны оптимально 1 му числу запасных элементов. в одиночном п1 и групповом п2 комплектах соответственно.

Таким образом, предложенное устройство позволяет решать задачу оптимизации числа запасных элементов в одиночных и групповом комплектах, целевая функция которой представляет сумму И функций Т.(п, п .) от

11 двух переменных.

104 2040

И7,.2

Составитель В.Коткин

Техред М, Надь Корректор A. Тяско й

Редактор М.Дылын

Филиал ППП Патент, г.Уагород, ул.Проектная, 4

Заказ 7l30/50 Тирам 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета СССР по делам изобретений и открытий .

1l3035, Москва, а-35, Раушская наб., д. 4/5