Навигация
3. Электрическая цепь с ТД
Рассмотрим электрическую цепь, которая содержит ТД с единичным коэффициентом трансформации, диоды, резисторы и источники напряжения. Деннис [1] показал, что в такой электрической цепи минимизируется функция
. (1)
при ограничениях
, (2)
(3)
(4)
где
I - вектор токов в ветвях цепи;
- вектор токов в первичных ветвях ТД (часть вектора I);
- вектор токов во вторичных ветвях ТД (часть вектора I);
- вектор токов в диодах (часть вектора I);
E - вектор напряжений в ветвях цепи;
N - матрица инциденций с элементами 1,0,-1;
R - диагональная матрица сопротивлений в ветвях цепи.
В этой системе уравнение (2) описывает первый закон Кирхгофа, уравнение (3) идентично уравнению (2.10), а уравнение (4) идентично уравнению (2.4). Функция (1) имеет глобальный минимум. Необходимые условия минимума этой функции имеют вид уравнений
, (5)
(6)
(7)
. 
(8)
где
- вектор узловых потенциалов;
- вектор напряжений на первичных ветвях ТД;
- вектор напряжений на вторичных ветвях ТД;
- вектор напряжений на диодах.
В этой системе уравнение (5) описывает второй закон Кирхгофа, уравнение (6) идентично уравнению (2.11), а уравнения (7) и (8) идентичны уравнениям (2.1) и (2.3) соответственно. Новые переменные являются неопределенными множителями Лагранжа для условий (2), (3), (4). Итак, расчет рассматриваемой электрической цепи эквивалентен поиску минимума функции (1) при ограничении (2-4). Другими словами эта электрическая цепь моделирует задачу квадратичного программирования. У этой задачи имеются единственное решение.
4. Электрическая цепь с аналоговыми логическими элементами - схема АД
Рассмотрим теперь электрическую цепь, построенную из элементов ТД с единичным коэффициентом трансформации, AnAND, AnOR, AnNOT, резисторов и источников напряжения. Имея в виду, что элементы AnAND, AnOR, AnNOT, в свою очередь, содержат ТД с единичным коэффициентом трансформации, диоды, резисторы и источники напряжения, замечаем, что эта электрическая цепь содержит только ТД с единичным коэффициентом. Таким образом, эта цепь является частным случаем рассмотренной выше. В дальнейшем дальнейшем будет именовать схемой АД. Она изображена на фиг 3.1, где
R - сопротивления,
x, 
, y, z, v v точки схемы и их потенциалы.
Точки x и y составляют два множества выводов схемы АД. Между точками z и v в схеме АД включена матрица трансформаторов ТД, изображенная на фиг 3.2. Из и этой схемы следует, что
, (1)
, (2)
где 
- векторы токов.
В схеме АД каждый элемент AnAND-m соединен своими входами с одним из выходов некоторого подмножества элементов AnNOT-k, а каждый элемент AnOR-j соединен своими входами с выходами некоторого подмножества элементов AnAND-m. Обозначим:
- матрица связей элементов AnAND-m и AnNOT-k,
- матрица связей элементов AnAND-m и AnOR-j,
причем
|
| 1, если выход |
| 0, если выход | |
| -1, если AnNOT-k выход не соединен с AnAND-m, |
соединен с AnAND-m,
соединен с AnAND-m,|
| 1, если AnAND-m соединен с AnOR-j, |
| 0, если AnAND-m не соединен с AnOR-j. |
Таким образом, матрица B имеет M строк и K столбцов и в ней каждая m-строка соответствует элементу AnAND-m, а каждый k-столбец соответствует элементу AnNOT-k. Матрица G имеет M строк и J столбцов и в ней каждая m-строка соответствует элементу AnAND-m, а каждый j-столбец соответствует элементу AnOR-j. В матрице трансформаторов ТД на фиг. 3.2 TD-mj присутствует, если
, и отсутствует, если
.
Выводы х и у могут использоваться либо как входы, либо как выходы схемы АД. Другими словами, либо к этим выводам может быть подключен источник напряжения и тогда через них проходит ток, либо выводы Lвисят в воздухе¦ и тогда ток через них не проходит.
Из вышеизложенного следует, что в схеме АД минимизируется функция
(3)
при ограничениях (3.2), (3.4), (2).
В частности, если выводы х являются входами, а выводы у v выходами, то минимизируется функция
(4)
Если же выводы у являются входами, а выводы х v выходами, то минимизируется функция
(5)
Решение будем называть булевским, если все потенциалы принимают одно из двух значений - 0 или u. Эти значения будем называть бинарными. Очевидно, без потери общности можно принять u = 1. Потенциалы с бинарными значениями при u = 1 будем также называть булевскими потенциалами.
Похожие работы
... или кислот; так получают, например, золь гидроксида железа(III), имеющий следующее строение: {[Fe(OH)3]m n FeO+ · (n–x)Cl–}x+ x Cl– 4.2.2 Агрегативная устойчивость лиофобных коллоидов. Строение коллоидной мицеллы Лиофобные коллоиды обладают очень высокой поверхностной энергией и являются поэтому термодинамически неустойчивыми; это делает возможным самопроизвольный процесс уменьшения ...
... поколений. Естественно, особенно они заметны, если популяция находится в изоляции, т.е. отсутствует миграция генов извне. Известны сообщества такого рода в человеческом обществе. Часть 2 Математические модели нейронных систем Изучение нейронных систем -одно из самых романтических направлений научных исследований, поскольку нейронные системы присущи как человеку, так и животным. Самая ...
... показывают: Таким образом, . Совершенно аналогично: , , . В равновесных состояниях частоты гамет являются произведениями частот соответствующих генов. Верно и обратное утверждение. Часть 2 Математические модели нейронных систем Изучение нейронных систем -одно из самых романтических направлений научных исследований, поскольку нейронные системы присущи как человеку, так и животным. Самая ...
... более дорогостоящими, нежели обычные рентгеновские системы, однако по мере развития компьютерной техники и систем визуализации находят все более широкое применение. Цифровая рентгенодиагностика обеспечивается компьютерной технологией.Дисплей Блок долговременной памяти Устройство документирования Компьютер + память изображенияИнтерфейс данныхПриемник изображения Пациент Рентгеновский аппарат ...
0 комментариев