МОДЕЛЬ ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРЫ

— модель, структура которой изменяется в процессе моделирования какого-либо объекта (при атом структура и параметры моделируемого объекта могут быть постоянными). М. п. с. относятся к классу алгоритм, моделирующих устройств. Решение задач на таких моделях обеспечивается выполнением последовательных операций, на которые разбивается процесс поиска, а управление работой отдельных блоков и узлов модели осуществляется в соответствии с этим разбиением. Такое построение моделирующих устр-в позволяет значительно увеличить их функциональные возможности, а в ряде случаев — существенно упростить их. Каждую М. п. с. можно представить состоящей из следующих осн. функциональных частей (рис. 1): А — многополюсник постоянной структуры, содержащий информацию о решаемой задаче; В — многополюсник, структура и параметры которого могут изменяться во времени.

1. Блок-схема модели переменной структуры.

2. Классификация моделей переменной структуры.

Многополюсники А и В в процессе решения задачи соединяются между собой при помощи ключевой матричной схемы Q в соответствии с алгоритмом, задаваемым устройством управления (УУ).

По принципу получения решения М. п. с. можно подразделить на статические и динамические (рис. 2). В статических М. п. с. решение получается в результате последовательного выполнения отдельных матем. зависимостей, составляющих общий алгоритм поиска. Для реализации матем. операций по командам УУ формируются модели постоянной структуры. Решение может быть получено после выполнения одного или нескольких циклов уравновешивания (см. Уравновешивания методы). В отличие от статических М. п. с., в динамических М. п. с. заданные моделируемые ур-ния эквивалентны только в режиме изменения структуры модели путем соответствующих коммутаций. Решение задачи получается как некоторый установившийся периодический процесс в результате циклического переключения уравновешивающего элемента. В качестве запоминающего элемента в таких моделях используются конденсаторы, поэтому необходимо, чтобы процесс уравновешивания был непрерывным, иначе достигнутое распределение токов и напряжений начнет изменяться из-за разряда запоминающих конденсаторов.

В зависимости от способов управления параметрами ключевой матрицы Q М. п. с. подразделяются на модели с функциональным, программным и функционально-программным управлением. В моделях с функциональным управлением момент перехода от одного структурного состояния к другому в процессе поиска решения определяется степенью выполнения отдельных матем. операций с заданной точностью. Реализуемый алгоритм поиска содержит логические операции условного перехода, которые и формируют команды переключения. Ключевая матрица такой модели является ф-цией аналоговых переменных . В моделях с программным управлением моменты изменения структурного состояния не зависят от переменных X и У. а блоки и узлы работают по заранее определенной жесткой программе. Структура ключевой матрицы такой модели является ф-цией времени , т. к. положение ключевых элементов и порядок их коммутации определяется заранее, перед решением задачи, и реализуется независимо от величин и знаков переменных, получаемых в процессе решения. Как правило, М. п. с. с программным управлением представляет собой моделирующую цепь с циклически изменяемой структурой, т. е. структура модели повторяется через определенные промежутки времени. Способы реализации программного уравновешивания в М. п. с. могут быть весьма разнообразными. Динамические модели допускают обычно реализацию лишь программного вида управления ключевой матрицей Q. В этом случае наиболее распространенным и исследованным является способ покоординатного уравновешивания. Он состоит в том, что в каждый момент времени

лишь одна компонента ключевой матрицы принимает значение «1» (ключ замкнут); остальные — равны что соответствует разомкнутым ключам.

В общем случае алгоритм поиска строится таким образом, что последовательность выполнения части матем. операций для всех циклов уравновешивания (итераций) заранее установлена, а порядок выполнения других операций может изменяться от итерации к итерации в зависимости от хода вычисл. процесса. В этом случае , а модели такого рода наз. моделями с функционально-программным управлением. Точность решения задач на М. п. с. определяется принципами построения таких моделей. Для статических М. п. с. она зависит от точности моделирования отдельных матем. операций, составляющих общий алгоритм решения, а также от к-ва циклов уравновешивания и может быть не хуже, чем в обычных аналоговых вычислительных машинах. Динамические модели обладают принципиально неустранимой погрешностью, связанной с неидеальностью запоминания на конденсаторах. Эту погрешность можно уменьшать путем сокращения длительности цикла уравновешивания и улучшения качества работы запоминающих элементов.

(рис. см. скан)

Блок-схема слухового анализатора.

Лит.: Пухов Г. Е., Борковский Б. А. Принципы построения динамических цепей. «Теоретическая электротехника», 1966, в. 1; Пухов Г. Е. Методы анализа и синтеза квазианалоговых электронных цепей. К., 1967 [библиогр. с. 560—564]; Пухов Г. Е., Борковский Б. А. Динамическое моделирование и специализированная вычислительная техника. — Грездов Г. И. Вопросы теории моделей переменной структуры. «Математическое моделирование и теория электрических цепей», 1968, в. 6.

Ю. П. Космач.