Устройство для выбора оптимальных решений

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами и большими системами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора решения в условиях неопределенности. Устройство содержит блок элементов 1 памяти показателей, блок элементов 2 выбора минимума, первый и второй блоки элементов 3 выбора максимума, первый и второй блоки ключей 4, первый и второй блоки вычитателей 5 и блок индикаторов 6. 1 ил. f-gh №hh сл с VI 2 СО ел Јь

COIO3 COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!» (s» s G 06 F 15/419

ГОСУДАРСТ8Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

7-1 7-Г

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4896123/24 (22) 25.12.90 (46) 07.11.92. Бюл. М 41 (72) С.А.Полянский, А.З.Боярчук и С.А.Цыганков (56) Авторское свидетельство СССР

М 1167623, кл. G 06 F 7/122. 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1640716, кл. 6 06 F 7/122, 04.04.89. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами и большими системами. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора решения в условиях неопределенности. Устройство содержит блок элементов 1 памяти показателей, блок элементов 2 выбора минимума, первый и второй блоки элементов 3 выбора максимума, первый и второй блоки ключей 4, первый и второй блоки вычитателей 5 и блок индикаторов

6.1ил, 1774354

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами и большими системами, а также при решении задач моделирования поведения сложных систем в условиях неопределенности.

Известен ряд устройств для выбора оптимальных решений. Например, известно устройство для выбора оптимальных решений авт. св. М 1167623, содержащее группу из матриц размером пхп элементов памяти, первую группу схем сравнения, состоящую из подгрупп по и схем сравнения в каждой подгруппе, группу сумматоров, состоящую из подгрупп по и сумматоров в каждой подгруппе, первую, вторую, третью и четвертую группы блоков вычитания, первая и третья группы блоков вычитания состоят из подгрупп по и блоков вычитания в каждой подгруппе, вторую, третью и четвертую группы схем сравнения, причем выходы элементов памяти соединены с соответствующими входами схем сравнения первой группы, выходы схем сравнения первой группы соединены с входами соответствующих блоков вычитания первой группы, выходы блоков вычитания первой группы подключены соответственно к входам схем сравнения второй группы, выходы которых соединены соответственно с первым входом блоков вычитания второй группы, выход блоков вычитания второй группы подключен к первому входу схем сравнения третьей группы, выходы схем сравнения третьей группы соединены соответственно с входами индикаторов группы, выходы элементов памяти соединены с соответствующим входом сумматоров группы, выходы сумматоров соединены соответственно с входами блоков вычитания третьей группы, выходы блоков вычитания третьей группы подключены соответственно к входам схем сравнения четвертой группы, выходы которых соединены соответственно с первым входом блоков вычитания четвертой группы, выходы блоков вычитания четвертой группы подключены ко второму входу соответствующих схем сравнения третьей группы, вторые входы блоков вычитания второй и четвертой групп объединены и являются входом устройства.

Недостатком этого устройства является отсутствие воэможности для выбора оптимального решения при неопределенности в предположении, что никакие вероятностные характеристики возможных состояний системы (процесса) неизвестны.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для выбора

20

40 ния, циональных возможностей устройства для

50 выбора оптимальных решений, в частности

5

30 оптимальных решений — заявка N

4701297/24-24 (048240) 1989 r., содержащее матрицу элементов памяти размерностью

mxn, группу из m блоков выбора максимума, группу иэ m блоков выбора минимума, группу из m сумматоров и группу из m индикаторов, две группы по m умножителей, вычитатель, четыре коммутирующих элемента, при этом выходы элементов памяти матрицы соединены с соответствующими входами блоков выбора максимума и блоков выбора минимума, выходы блоков выбора минимума группы соединены с первыми входами соответствующих умножителей первой группы, выходы блоков выбора максимума группы соединены с первыми входами соответствующих. умножителей второй группы, выходы каждого умножителя первой и второй группы соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора группы, выходы сумматоров группы соединены с входами соответствующих индикаторов, первый вход вычитателя соединен с шиной задания показателя оптимизма, второй вход с шиной задания потенциала единицы, вторые входы умножителей первой группы соединены через. первый коммутирующий элемент с шиной задания показателя оптимизма, а через второй коммутирующий элемент-с выходом вычитателя, вторые входы умножителей второй группы соединены через третий коммутирующий элемент с выходом вычитателя, а через четвертый коммутирующий элемент — с шиной задания показателя оптимизма, управляющие входы первого и третьего коммутирующих элементов соединены с шиной задания режима минимизации потерь, а управляющие входы второго и четвертого коммутирующих элементов соединены с шиной задания режима максимизации выигрыша.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности выбора оптимального решения в условиях неопределенности, в предположении, что неизвестны показатели оптимизма лица, принимающего решеЦель изобретения — расширение функобеспечение возможности принятия решения в условиях неопределенности, в предположении, что никакие вероятностные характеристики неизвестны и отсутствует показатель оптимизма лица. принимающего решения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок элементов памяти показателей размерностью mxn, блок иэ пэлементов выбора минимума,,пер1774354

20

40

55 ный блок иэ п элементов выбора максимума, первый и второй блоки ключей no n комму- тирующих элементов, блок индикаторрн из

m элементов, причем группы выходов блока элементов памяти показателей подключены к соответствующим группам нходон блока элементов выбора минимума и первого блока элементов выбора максимума, группы управляющих входов первого и второго блоков ключей подключены соответственно к входам выбора первого и второго режимов работы устройства, допопнителы о введены первый и второй блоки вычитателей по mxn элементов, второй блок из m элементов выбора максимума, группа выходов которого подключена к группе соответствующих входов блока индикаторов, а группы входон — к соответствующим группам выходов первого и второго блоков вычитателей, первые группы входов которых подключены к соответствующим группам выходов блока элементов памяти показателей, а вторые группы входов — к группам выходов соответственно первого и второго блоков ключей, группы информационных входов которых подключены к группам выходов соответственно блока элементов выбора минимума и первого блока элементов выбора максимума. При этом введение первого и второго блоков вычитателей обеспечивает вычисление значений возможных потерь при реализации каждой из m альтернатив соответственно для исходов, определяющих возможные потери или выигрыш, Использование второго блока элементов выбора максимума позволяет определять для каждой из альтернатив управления максимально. возможные потери реализации соответствующей альтернативы независимо от выбора режима работы устройства, На чертеже представлена структурная схема устройства для выбора оптимальных решений.

Устройство для выбора оптимальных решений содержит блок элементов памяти показателей 1 размерностью mxn, блок из и элементов выбора минимума 2, первый блок из и и второй блок из m элементов выбора максимума 3, первый и второй блоки ключей по л коммутирующих элементов 4, первый и второй блоки нычитателей по mxn элементов 5 и блок из m индикаторов 6, причем группы выходов блока элементов памяти показателей 1 подключены к соответствующим группам входов блока элементон выбора минимума 2 и первого блока элементов выбора максимума 3, группы управляющих входов первого и второго блоков ключей подкл1очены соответственно к входам 7-1 и

7-2, выбора первого и второго режимов работы устройства. группа выходов второго блока элементов выбора максимума 3 подключена к группе соотнетстну1ощих входов блока индикаторов 6, а группы нходон — к соответствующим группам выходов первого и второго блоков вычитателей 5, первые группы входов которых подключены к соотнетствующим группам выходов блока элементов памяти показателей 1, а вторые группы входов — к группам входов соответственно первого и второго блоков ключей 4, группы информационных входов которых подключены к группам выходов соответственно блока элементов выбора минимума 2 и первого блока элементов выбора максимума 3.

Устройство можег быть выполнено в интегральном исполнении, например, на микросхемах серии К155.

Устройство работает следующим образом. Данные, необходимые для принлтил решений н условиях неопределенности, заданы н форме матрицы, строки которой соответствуют возможным альтернативам управления, а столбцы — возможным состояниям системы (процесса). Каждому действию и каждому возможному состоянию системы (процесса) соответствует результат (исход). определяющий выигрыш (или потери) при выборе альтернативы и реализации данного состояния. В общем случае значения исходов 0(Аь 01) могут быть непрерывными функциями А;.и 01. В дискретном случае значения исходов предстанляютсл н форме матрицы

01 02 ... Qn

А1 U(A1,01) U(A1,02) ... U(A1,0ï)

А2 0(А2,01) 0(А2,02) ... U(A",Qï)

Am U(A,01) U(A .0г) „. U(Am,0 ) В блок элементов памяти показателей 1 размерностью mxn заносятся результаты возможных исходов U(Ai, 01) (1=1,m, )=1,п).

Устройство работает в двух режимах: — выбор альтернативы управления по исходн ым да нн ым, предста вля 1ощим возможные потери при выборе альтернативы управления и реализации возможных состояний системы (процесса); — выбср альтернативы управления по ис ход н ы м да н н ы м, и редста 0ll л ю щи M возможный выигрыш при выборе альтернативы управления и реализации возможных состояний системы (процесса).

В первом режиме на вход 7-1 подается разрешающий, а на нхад 7-2 запрещающий сигналы, в блок элементов памяти показателей 1 заносятся результаты возможных исходов ЦАь0,) (i=1,m; j=1;n), предстанля ощие собой возможные потери. Бло;; элементов выбора минимума 2 служит длл

1774354

Отметим, что независимо от того, является ли U(Ai,Qi) доходом или потерями, на индикаторах устройства в обоих случаях возможны потери по рассматриваемым альтернативам, Следовательно, выбор альтернативы управления с минимальными потерями определяет оптимальное решение в условиях неопределенности.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет осуществлять выбор оптимального решения в условиях неопределенности в предположении, что никакие вероятностные характеристики неизвестны и отсутствует показатель оптимизма лица, принимающего решения.

5 l0

Составитель С. Полянский

Техред M.Ìîðãåíòaë Корректор И. Шмакова

Редактор

Заказ 3928 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 определения максимально возможной по.лезности деятельности субъекта унравления в J-x условиях внешней среды (минимум потерь). На выходах блока элементов выбора минимума 2 получаются сигналы, равные

min{U(Ak,Ql)), где J=1,n, ke1,m.

А

На выходах первого блока вычитателей 5 получаются сигналы, равные

0(АьQi)-min(U(Ak,QJ)), где)=1,п, 1=1,m, ke1,m, А а на выходах элементов 3 второго блока выбора максимума

max(U(A,Qpmfn(U(Ak,СЩ, где)=1,n, l=1,m, kc1,m, Q) А

По показаниям элементов 6 блока индикаторов выбирается альтернатива управления, рациональным считается выбор альтернативы, дающей

min(max(U(A<.Ql)min(U(At<,О1)))), Ai Q) А где J=1,n, I=l,m, ke1,m.

Во втором режиме на вход 7-1 подается запрещающий, а на вход 7-2 разрешающий сигналы. В блок элементов памяти показателей 1 заносятся результаты возможных исходов U(Ai,Qi) (i=1,m, J=1,n), представляющие собой возможный выигрыш. Первый блок элементов выбора максимума 3 служит для определения максимально возможной полезности деятельности субьекта упра weния в j-x условиях внешней среды (максимум доходов), Ка выходах блока элементов выбора максимума 3 получаются сигналы, равные гпах(0(А,Ql)), где j=1,п, ke1,m, l=1,m.

А

На выходах второго блока вычитателей 5 получаются сигналы, равные

max(U(Ak,Qi))-0(АЯ1), где j=1,n, 1=1,m, М 1,m, А а на выходах второго блока элементов выбора максимума 3

max(max{U(Ak,Щ)-0{АьЩ), где)=1.п, (=1,m, ke1,m.

Qj A

По показаниям элементов 6 блока индикаторов выбирается альтернатива управления, рациональной считается альтернатива . min(max(max(U(Ay,Qi))-0(АьЩ)), Al Я А где J-1,п, 1-1,m, k<1,m.

Формула изобретения

Устройство для выбора оптимальных решений, содержащее блок элементов памяти показателей, блок элементов выбора минимума, первый блок элементов выбора максимума. первый и второй блоки ключей, блок индикаторов, причем группы выходов блока элементов памяти показателей подключены к соответствующим группам входов блока элементов выбора минимума и первого блока элементов выбора максимума, группы управлчющих входов первого и второго блоков ключей подключены соответственно к входам выбора первого и второго режимов работы устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения выбора решения в условиях пеопределенности, дополнительно введены первый и второй блоки вычитателей, второй блок элементов выбора максимума, группа выходов которого подключена к группе соответствующих входов блока индикаторов, а группы входов — к соответствующим группам выходов первого и второго блоков вычитателей, первые группы входов которых подключены к соответствующим группам выходов блока элементов памяти показателей, а вторые группы входов — к группам выходов соответственно первого и второго блоков ключей, группы информационных входов которых подключены к группам выходов соответственно блока элементов выбора минимума и первого блока элементов выбора максимума.