Устройство для комбинационно-логического управления сложными системами

Устройство для комбинационно-логического управления сложными системами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системам и средствам автоматического управления и может быть использовано при управлении сложными техническими системами с преимущественно дискретным характером технологического цикла. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение области применения устройства. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 регистры, первый 3 и второй 4 блоки памяти, счетчик адресов 5, по числу входов устройства - элементы анализа 6 класса ситуаций, по числу выходов устройства - элементы синтеза 7 управляющих сигналов, элемент И 8 и генератор 9 тактовых импульсов. Введение элементов анализа класса ситуаций и синтеза управляющих сигналов, элемента И, а также связей позволяет реализовать в устройстве более эффективный алгоритм управления, допускающий независимое формирование различных групп разрядов управляющего кода, относящихся к различным управляемым процессам, что, в свою очередь, расширяет область применения устройства. При этом за счет структурно-логической декомпозиции ситуационного пространства управляемой системы по группам признаков, соответствующим различным управляемым процессам, и соответствующего укрупнения классов значительно сокращается объем адресного пространства поиска, а следовательно, существенно повышается быстродействие устройства. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1539775 А1 (51) 5 G 06 F 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С:

М

° «4

««

«Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4337797/24-24 (22) 04.12.87. (46) 30.01,90. Бюл. Р 4 (71) Уфимский авиационный институт. им. Серго Орджоникидзе (72) В.Н.Керчин, А.А.Ахтариев, В.Н.Анненков и Г.С.Керчина (53) 621.503 ° 505(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1322232, кл. G 05 В 19/18, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1278811, кл. G 06 F 9/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОИБИНАЦИОННОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫИИ СИСТЕМАМН (57) Изобретение относится к системам и средствам автоматического управления и может быть использовано при управлении сложными техническими системами с преимущественно дискретным характером технологического цикла. Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение области применения устройства. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 регистры, первый 3 и второй 4 блока памяти, 2 счетчик 5 адресов, по числу входов устройства — элементы 6 анализа класса ситуаций, по числу выходов устройства — элементы 7 синтеза управляющих сигналов, элемент И 8 и генератор 9 тактовых импульсов. Введение элементов анализа класса ситуаций и синтеза управляющих сигналов, элемента И, а также связей позволяет реализовать в устройстве более эффективный алгоритм управления, допускающий независимое формирование различных групп разрядов управляющего кода, относящихся к различным управляемым процессам, что в свою очередь расширяет область применения устройства. При этом за счет структурно-логической декомпозиции ситуационного пространства управляемой системы по группам признаков, соответствующим различным управляемым процессам, и соответствующего укрупнения классов значительно сокращается объем адресного пространства поиска, а следовательно, существенно повышается быстродействие устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1539775

Элемент 6 анализа класса ситуаций содержит (фиг.2) элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ-HE 10 и элемент И-НЕ 11. . Элемент 7 синтеза управляющих сигналов содержит (фиг.3) первый 12 и 30 второй 1.3 элементы ИЛИ-НЕ.

Устройство позволяет реализовать алгоритм комбинационно-логического управления сложной системой, представленный в виде функционального (однозначного). отображения F: D - U —"код ситуации — управляющий код" и задаваемый конечным множеством клаузальных форм (продукций) P = бР;);.,вида 40

P",: А - В, где и - мерный вектор А =(а,, а,..., а „) определяет условие применимости продукции P В некоторои ситуации S, 45 характеризуемой и-разрядным двоичным вектором признаков (кодом ситуации (81<) (1 lt ° ° э dh) э

+1, если Р; применима только при d - = 1;

Ф а. = О если P. применима при любом

Ф 1 значении d»

-1, если Р,. применима только при d = О, 50

1 1 а.ш — мерныи вектор В = (Ь, Ь

1 2

Ь ) определяет результат применения данной продукции — .формирование двоичных разрядов управляющего кода U (Si ) (u» ц,,..., ug, Изобретение относится к системам и средствам автоматического управления и может быть использовано при уп равлении сложными техническими систе5 мами с преимущественно дискретным характером технологического цикла.

Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение области применения устройства.

На фиг.1 приведена функциональная ! схема устройства; на фиг.2 и 3 — соответственно функциональное построение элементов анализа класса ситуаций и синтеза управляющих сигналов.

Устройство содержит (фиг.1) входной 1 и выходной 2 регистры, первый

3 и второй 4 блоки памяти, счетчик 5 адресов, по числу входов устройства— элементы 6 анализа класса ситуаций, 20 по числу выходов устройства — элементы 7 синтеза управляющих сигналов, элемент И 8 и генератор 9 тактовых т импульсов.

Ь, !.

+1, если Р; формирует значение

u:=

Э

О, если Р,. не формирует значение u.;

-1, если Р; формирует значение и.=О.

Такое задание представляет возможность формировать значения любой группы разрядов управляющего кода по значениям любой группы разрядов кода ситуации, что особенно удобно при управлении асинхронными процессами.

Настройка (программирование) устройства на операционную среду конкретного объекта управления осуществляется заданием множества пар векторов А = (а „, а ... а ) и

1 i

В= (Ъ„, Ь, ..., b ), которые в î двоичном дополнительном (двухбИтном) коде заносятся по последовательным адресам первого 3 и второго 4 блоков памяти соответственно таким образом, что знаковые (первые) разряды соответствующих элементов а . и Ь .

1 М (представляемых в памяти двухбитными комбинациями 01 (+1), 00 (О) и 11 (-1)) выбираются из памяти по первым группам выходов, а разряды модуля элементов — по вторым. Пусть S

{Si,)i,, — множество ситуаций, потенциально осуществимых в технологическом цикле данного .объекта управления (ситуационное пространство объекта) ° Обозначим через Q(SK) множество продукций, применимых в ситуации S, Алгоритм комбинационнологического управления, заданный множеством Р = (Р;);,, является ситуационно замкнутым (полным) на S если

Ы k g i.,j 1(Р; E Q(S „)) Д (b g О) и непротиворечивым (корректным) относительно S, если

9 1э3э,kýl С(Р, e Q(S i)) g (Р,е0(8,,)) (Ь - Ъ. Ф вЂ” 1)

Полнота алгоритма гарантирует, что для любой ситуации S< e S и любо:о разряда управляющего кода в множестве Q(si,) — продукций, применимых в ситуации S, имеется продукция, формирующая значение данного разряда, а корректность позволяет быть уверенным, что в Q(S <) не существует двух продукций, формирующих различные значения какого-либо из разрядов управляющего кода. Требования полноты и корректности являются необходимыми условиями нормального функционирования устройства и должны обя1539775 6 зательно учитываться при формировании множества продукций.

Устройство работает следующим об" разом.

В начале каждого нового цикла фор5 мирования управляющего кода с входов кода ситуации устройства во входной регистр l заносится вектор двоичных сигналов — код ситуации Р (S(t)) (d,, и, ..., сl„), характеризующий текущее состояние объекта управления, и сбрасывается в исходное состояние счетчик 5 адресов. При этом из первого блока 3 памяти выбирается вектор

А = (а, а, ..., а„ ), а из второго блорса 4 памяти — вектор В =(Ь,,Ь

Ь ). Знаковые биты компонент вектора А поступают при этом на вторые входы соответс гвующих элементов

6 анализа, а биты модуля — на третьи.

Единичный сигнал на выходе j-ro элемента 6 анализа появляется лишь в том случае, когда по j ìó разряду выполняется условие применимости про- 25 дукции Р q (т.е. либо (а = О), либо (а = +1 8,(d = 1), либо (а =-1)

g (d . 0)). Если хотя бы по одному

1 признаку условие применимости продук ции P. не выполняется(нулевой уровень 30 сигнала на выходе какого-либо элемента 6 анализа), то формирования разрядов управляющего кода не происходит (нет разрешения записи в выходной регистр 2). Если же единичный уровень З5 сигналов наблюдается на выходах всех олементов 6 анализа (продукция Р применима в текущей ситуации S(t)), то элементом.И 8 формируется сигнал еди-. ничного уровня на входе разрешения 40 записи выходного регистра 2, разрешая тем самым формирование разрядов управляющего кода. Формирование осуществляется с помощью элементов 7 синтеза, на первые входы которых поступают те- 45 кущие значения разрядов управляющего кода с выходов выходного регистра 2, а на вторые и третьи — знаковые биты и биты модуля соответствующих элеменt тов Ь вектора В с выходов блока 4 50 памяти. Если (Ъ . = + 1) или (Ь.=0)

I 1 .1 . 4

&(u„ =l), то на выходе j-го элемента 7 синтеза, формируется сигнал единичного уровня, а если (Ь = — 1) или (Ь =О) ф (u . =0), то нулевого. Сигна- 55

3 J лы с выходов соответствующих элементов

7 синтеза поступают на входы выходного регистра 2 и записываются в него по заднему фронту очередного тактового импульса. Одновременно этим же тактовым импульсом наращивается на единицу содержимое счетчика 5 адресов и из памяти выбирается следующая пара

2 векторов А и В, соответствующая продукции Р . Процесс повторяется для всех Р;(i = l,r) причем одновременно с выборкой последней пары векторов А и В на выходе переполнения счетчика

5 адресов появляется сигнал единично го уровня, поступающий на вход разрешения записи регистра 1, и по заднему фронту очередного тактового импульса. одновременно со сбросом в исходное состояние счетчика 5 адресов в регистр l снова заносится код текущей ситуации с входов устройства. Тем самым инициируется новый цикл формирования управляющего кода.

Устройство позволяет реализовать более эффективный алгоритм ситуационного управления, допускающий независимое формирование различных групп разрядов управляющего кода, относящихся к различным управляемым процессам.

При этом за счет структурно-логической декомпозиции ситуационного пространства управляемой системы и сооТ ветствующего укрупнения классов (к

1-му классу в данном случае относятся все ситуации, в которых применима. продукция P;.) значительно сокращается объем пространства поиска, а следовательно, существенно повышается быстродействие устройства.

Формул а изобретения

1. Устройство для комбинационнологического управления сложными системами, содержащее входной регистр, группа информационных входов которого подключена к группе входов кода ситуации устройства, выходной регистр, группа выходов которого подключена к группе выходов управляющего кода устройства, счетчик адресов, соединенный информационными выходами с адресными входами первого и второго блоков памяти, и генератор тактовых импульсов, о тл и чающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения, в него введены по числу входов устройства элементы анализа класса ситуаций, по числу выходов устройства — элементы синтеза управляющих сигналов и элемент И, причем

1 первые входы элементов анализа класса ситуаций соединены с выходами

1539775 но первым и третьим входами элемента синтеза управляющих сигналов, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход и выход которого являются соответственно вторым входом и выходом элемента синтеза управляющих еигналов, Составитель А.Аникии

Техред М,Ходанич Корректор Н.Кучерявая

Редактор М.Петрова

Заказ 220 Тираж 559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 входного регистра, вторые и третьи входы подключены к выходам соответственно первой и второй групп выходов первого блока памяти а выходы соедиУ 5 иены с соответствующими входами элемента И, первые входы элементов синтеза управляющих сигналов соединены с выходами выходного регистра, вторые и третьи входы подключены к выхо- 10 дам соответственно первой и мторой групп выходов второго блока памяти, а выходы соединены с информационными входами выходного регистра, входы разрешения записи входного и выходного регистров подключены соответственно к выходу переполнения счетчика адресов и к выходу элемента И, а синхровходы входного и выходного регистров соединены со счетным входом счетчика 20 адресов и выходом генератора импульсов.

2; Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что элемент анализа класса ситуаций содержит элемент И-НЕ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ-HE первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами элемента анализа класса ситуаций, а выход соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход и выход которого являются соответственно третьим входом и выходом элемента анализа класса ситуаций.

3. Устройство по п,l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что элемент синтеза управляющих сигналов содержит первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, при этом первый и второй входы первого элемента ИЛИ-НЕ являются соответствен