Файл: Васильев, В. В. Гибридные модели задач оптимизации.pdf

модель ветви, она должна содержать схему отсчета ее продолжи­ тельности tu, схему, определяющую, какая из ветвей, входящих в один узел, завершилась последней, и индикационную схему.

Простейшей схемой отсчета продолжительности ветви может быть выбрана линия задержки импульсов (пассивная, магнитострик-

ö

ционная и т. д.). Здесь продолжительность ветви задается непосред­ ственно установкой длины линии задержки. Преимуществом та­ кой схемы является то, что она может быть применена для расче­ та сетей большого объема, у которых число узлов значительно боль­ ше числа ветвей. Для этого достаточно линию задержки располо­ жить в узле и предусмотреть количество выводов на наборном поле, равное шагу дискретности ее длины. Тогда из каждого узла может

£6

выходить неограниченное число ветвей. Такая модель не позволяет осуществить автоматический ввод информации, так как необходимо вручную на наборном поле изменять положение коммутационных шнуров. Кроме того, цифровой аналог на линиях задержки не обла­ дает высокой точностью.

Сравнение этих двух способов построения цифровых аналогов рассмотрено в табл. 4.

Можно предложить аналогичную модель с использованием в ка­ честве схемы отсчета регистров сдвига, расположенных в моделях узлов. В такой модели будет высокая точность установки длитель­ ностей ветвей и определения временных характеристик сети. Одна­

ства импульсов, пропорционального продолжительности соответ­ ствующей ветви (см. рис. 52), состоящая из триггера Т и п-разряд- ного счетчика. Количество разрядов счетчика выбирается в зависи­ мости от необходимой точности получения результатов решения.

Перед началом работы в счетчик записывается число импульсов,

где N — основание системы счисления; п — количество разрядов счетчика; іц — количество импульсов, пропорциональное длитель­ ности ветви.

Триггер Твх перед началом работы устанавливается в нулевое состояние. Импульсом пуска триггер Тъх переводится в единичное состояние, и в счетчик начинают поступать импульсы через схему совпадения И от генератора импульсов ГИ. После поступления в счетчик ^-количества импульсов, на его выходе появится импульс переноса, который устанавливает триггер Твх в нулевое состояние. При этом прекращается поступление импульсов в счетчик модели ветви. Однако такая схема модели ветви пригодна только для одно­ разового отсчета количества импульсов пропорциональных продол­ жительности ветви, т. е. в такой модели ветви не предусматривает­ ся автоматическое восстановление информации, первоначально за­ писываемой в счетчики моделей ветвей. И для вторичного отсчета длительности ветви в счетчики моделей ветвей нужно заново записывать исходную информацию. Для автоматического восстанов­ ления первоначально записанной информации необходимо схему от­ счета усложнить. Для этого в модели ветви можно предусмотреть второй счетчик С% (счетчик регенерации), емкость которого равна емкости счетчика Счх (счетного) модели ветви.

Входы обоих счетчиков объединяются. Выход счетчика регене­ рации Сч2 соединяется с нулевым входом триггера Тѵ Перед

98

началом работы цифрового аналога счетчики регенерации уста­ навливаются в нулевое состояние. При поступлении на вход модели ветви (единичный вход триггера 7\) (рис. 58) пускового импульса

импульсы от генератора ГИ поступают через схему совпадения в оба счетчика. После поступления на входы счетчиков ^/-количества импульсов на выходе счетчика Счг появится импульс переноса, ко­ торый поступает в схему выделения. До полного заполнения в счет­ чик Сч2 необходимо подать еще

Nn — іц импульсов, т. е. число импульсов, которое было запи­ сано в счетчик Счх. После пол­ ного заполнения счетчика Сч2 на его выходе появляется им­ пульс переноса, который уста­ навливает триггер Гвх в нуле­ вое положение и запрещает по­ ступление импульсов от гене­ ратора в счетчики Счг и Сч2 Таким образом, в Счг оказывает­ ся записанным Nn — tu импуль­ сов, т. е. произошло считывание и регенерация содержимого Счх.

Схема выделения необходима для фиксации выполнения работы и для определения работы из входящих в одно событие, которая за­ вершилась последней. Схемой выделения может служить устройст­ во для определения канала, по которому пришел последний сигнал в общий узел [90] с запоминающим элементом на выходе.

Такое устройство можно создать на различных элементах, вольтамперная характеристика которых имеет участок отрицательного сопротивления. Оно содержит п таких элементов, связанных между собой, и способно находиться в одном из п устойчивых состояний,

основных параметрах динистора. На этой характеристике точка пе­ региба Б соответствует току и напряжению переключения динисто­ ра. Эта точка отделяет участок с большим сопротивлением диода от зоны отрицательного сопротивления. Промышленность выпускает динисторы, у которых величина напряжения 1)в может быть от 10 до 200 в в зависимости от типа динистора. Ток ів находится в соот­ ветствии с напряжением UB и мо­

жет иметь значение в пределах от нескольких единиц до нескольких десятков микроампер. В непро­ водящем состоянии, если рабочая точка находится ниже точки А характеристики, динистор пред­ ставляет собой сопротивление, ле­ жащее в пределах от сотен килоом до единиц мегаом в зависимости от типа. В открытом состоянии (точка В характеристики) динистор

является сопротивлением в пределе единиц ом. Точка В отделяет участок отрицательного сопротивления от участка, где сопротивле­ ние мало (состояние «Включено»). Ток iß — это минимальный ток, который должен протекать через динистор, чтобы последний нахо­ дился в открытом состоянии.

Время переключения динистора представляет собой величину порядка 10 мксек и уменьшается с увеличением напряжения пере­ ключения. Характеристики динисторов, как и других полупровод­ никовых приборов, существенно зависят от температуры.

100

На рис. 60 приведен один из возможных вариантов индикатора сигнала на динисторах. Рассмотрим некоторые вопросы, связанные с расчетом такого устройства. Работа схемы состоит в следующем. Напряжение питания + Е выбирается таким, что все динисторы на­ ходятся в выключенном состоянии. Пусть на вход 1 поступил им­ пульс положительной полярности такой амплитуды, что динистор Д г переходит во включенное состояние. Тогда напряжение в точке 0 в первоначальный момент будет

Обычно прямое сопротивление диода и сопротивление динистора во включенном состоянии значительно меньше сопротивления R и можно считать, что U0 « 0. По мере заряда конденсатора Сг на­ пряжение Е перераспределится и в точке 0 оно будет таким:

Сопротивления Rn и R выбираются такими, что ток, протекающий по включенному динистору в статике:

/ =

Е

R + R1 ’

больше тока выключения динистора г'в. Поэтому динистор после включения останется во включенном состоянии и напряжение на катодном сопротивлении сигнализирует о его состоянии.

Если теперь на вход 2 поступил импульс положительной поляр­ ности, достаточной для переключения динистора амплитуды, то в первоначальный момент после включения динистора Д3 напряжение в точке 0 будет ІІ0= 0. При этом диод Д 2 и динистор Д 1 будут за­ перты напряжением емкости Си равным

Напряжение в точке 0 изменяется по экспоненциальному закону

HR+R,)

RR,C j

с,- « = £ т а г [ І - в

Напряжение на катоде динистора Дх также меняется по экспонен­ циальному закону

Чтобы включенный динистор успел закрыться, необходимо, чтобы напряжение в точке 0 не становилось положительным по знаку в течение времени переключения динистора из включенного состоя-

101