Пристрій для розв’язування комбінаторних задач теорії поля

Пристрій для розв'язання комбінаторних задач теорії поля Винахід належить до аналогової обчислювальної техніки і призначений для визначення допустимих комбінацій розстановок на фіксовані місця інтенсивностей дискретних джерел фізичного поля, причому кожна комбінація розстановок джерел повинна формувати таке фізичне поле, щоб у контрольованих точках поле не перевищувало наперед задані і різні за величиною значення. Застосування пристрою дозволить здійснити планування викидів промислових підприємств з обмеженнями на рівень забруднення. Прикладом іншого класу задач можуть бути задачі економії електроенергії при обігріванні приміщень (теплиць) дискретними джерелами (нагрівачами) з обмеженнями на значення температурного поля в контрольованих точках. Відомий пристрій для моделювання фізичних полів, який містить R-сітку, блок завдання граничних умов, блок завдання інтенсивностей джерел фізичного поля, комутатор, блок цифро-аналогових перетворювачів, блок порівняння, суматор, подільник напруги, блок реєстрації [Авт.св. СССР №1059584. KJI.G 06 G 7/56. 1983. Бюл. №45. Устройство для моделирования физических полей ]. Недоліком цього пристрою є те, що він призначений лише для аналізу перестановок призначуваних джерел і не дозволяє здійснити аналіз розстановок джерел, куди включаються як перестановки, так і додаткові елементи комбінаторної множини. Крім того він не дозволяє проводити селекцію комбінацій розстановок джерел за критерієм неперевищення полем у контрольованих точках заданих значень. Найбільш близьким до пропонованого за сукупністю ознак є пристрій для розв'язку обернених задач теорії поля, який містить R-сітку, комутатор, блок цифроаналогових перетворювачів, блок вибору максимуму, блок реєстрації, перший та другий регістри, лічильник, джерело струму, блок порівняння та аналого-цифровий перетворювач, вхід якого підключений до виходу блока вибору максимуму, вихід аналого-цифрового перетворювача з'єднаний з інформаційними входами першого регістра і першим входом блока порівняння, вихід якого підключений до входу дозволу запису першого і другого регістрів, розрядні виходи першого і другого 2 регістрів з'єднані з інформаційними входами блока реєстрації, другий вхід блока порівняння підключений до розрядних виходів першого регістра, друга група виходів комутатора з'єднана з інформаційними входами другого регістра, вихід комутатора через лічильник підключений до входу запуску блока реєстрації, вихід джерела струму з'єднаний з внутрішніми вузлами R-сітки, група входів комутатора є групою інформаційних входів пристрою, інша група виходів якого з'єднана з групою входів блока цифро-аналогових перетворювачів, група виходів якого підключена до граничних вузлів R-сітки, контрольовані вузли якої з'єднані з групою входів блока вибору максимуму і блока реєстрації [Авт. св. СССР №1246120. Кл. G 06 G 7/56. 1986. Бюл. №27. Устройство для решения обратных задач теории поля] Однак при всіх позитивних якостях прототипу, які полягають у можливості аналізу перестановок джерел, цей пристрій не дозволяє генерувати й аналізувати розстановки джерел, комбінаторна множина яких включає перестановки. Крім того селекція комбінацій призначення джерел у цьому пристрої здійснюється за критерієм мінімізації максимального значення поля, а не за критерієм неперевищення полем у декількох точках наперед заданих (різних) значень поля. В основу винаходу поставлено задачу створення пристрою з розширеними функціональними можливостями щодо забезпечення розв'язку комбінаторних задач теорії поля, в якому нове виконання блоків апаратурної реалізації процесу генерування і селекції комбінацій призначення джерел дозволяє генерувати розстановки джерел, множина яких включає, як окремий випадок, множину перестановок, розглянутих в аналогові й прототипі і, крім того, дозволяє здійснити селекцію розстановок джерел по обмеженнях на фізичне поле. Позитивним технічним результатом є те, що використання в пристрої Rсіткової моделі разом з аналоговими блоками аналізу обмежень на фізичне поле дозволяє скоротити час розв'язання задачі порівняно із затратами універсальної ЦОМ в N(t-to ) разів, де N-число розстановок дорівнює числу розв'язуваних крайових задач, t-час розв'язування однієї крайової задачі на ЦОМ, to-час перехідних процесів R-сіткової моделі при розв'язуванні однієї крайової задачі. Нехтуючи мализною t^ одержуємо, що розв'язок задач на пристрої скоротить час розв'язування приблизно в Ш разів порівняно з ЦОМ. з Такого технічного результату можна досягти, якщо в пристрій для розв'язку обернених задач теорії поля, який містить R-сітку, перша група вузлів якої підключена до відповідних блоків цифро-аналогових перетворювачів, блок порівняння, блок реєстрації, блок вводу інформації, введені перший, другий та третій регістри, формувач поодинокого імпульсу, схема І, перший та другий подільник частоти, подільник напруги, блок іраничних умов, генератор тактових імпульсів, вихід якого підключений до входу першого і другого подільника частоти, до формувача поодинокого імпульсу, до першого входу першого регістра, вихід першого подільника частоти з'єднаний з першим входом другого регістра, вихід другого подільника частоти з'єднаний з першим входом третього регістра, вихід формувача поодинокого імпульсу підключений до перших входів першого і другого регістрів, перший і другий регістри є кільцевими і їх виходи з'єднані з їхніми ж другими входами, кожна комірка першого, другого і третього регістрів підключена до виходів блока вводу інформації, другі виходи першого і другого регістрів підключені до першого і другого цифро-аналогового перетворювача й до блока реєстрації, а вихід третього регістра підключений до третього цифро-аналогового перетворювача і до блока реєстрації,вхід R-сітки підключений до блока граничних умов, друга група вузлових точок R-сітки підключена до перших входів блоків порівняння, другими входами яких є виходи подільника напруги, виходи блоків порівняння підключені до блоків формування імпульсів, виходи яких з'єднані із входами схеми І, вихід якої підключений до керуючого входу блока реєстрації. При пошукові в патентній та науково-технічній літературі не виявлені об'єкти з ознаками, подібними до відмітних ознак технічного рішення, що заявляється, на підставі чого можна зробити висновок про відповідність його критерію «суттєві відмінності». На фіг. 1 подано блок-схему пристрою, а на фіг. 2 - часова діаграма, яка пояснює роботу основних цифрових блоків. Пристрій складається з блока 1 вводу інформації, кільцевих регістрів 2 і З, регістра 4, генератора 5 тактових імпульсів, подільників 6 і 7 частоти, формувача 8 поодинокого імпульсу, блоків 9 цифро-аналогових перетворювачів, R-сітки 10, блока 11 граничних умов, блоків і 2 порівняння, подільника 13 напруги, блоків 14 4 формування імпульсів, схеми 1,15, блока 16 реєстрації. Пояснимо роботу пристрою. Нехай для простоти викладу є три посадочні місця і на ці місця призначаються інтенсивності трьох джерел А, В, С. Подамо інтенсивності кожного джерела у вигляді менших інтенсивностей А\{ах