Устройство для ситуационного контроля и управления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо/foff ситуации Кв9 жет быть использовано в системах управления объектами с дискретным характером технологического цикла. Цель изобретения - повыпение точности устройства. Сущность изобретения состоит в аппаратурной реализации контроля ситуационной динамики сложной технологической системы, основанного на сохранении переходного инварианта . Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, первый 3, второй 4 и третий 5 блоки памяти, блоки 6 и 7 сравнения, блоки 8 и 9 элементов И, счетчик 10 адресов, генератор 1 1 тактовых импульсов и блок 12 управления режимами. 1 з.п.-ф-лы, 3 ил. & (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4 G 06 F 15/46

ВСГ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4083596/24-24 (22) 02.07.86 (46) 23.01.88. Бил. М 3 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Н.Керчин, К.Г.Лебедев, А,А.Ахтариев и P.È.Ç)ñóïîâ (53) 681.396(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 562795, кл. G 05 В 19/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР

11 1089550, кл. 0 05 В 19/18, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИТУАЦИОННОГО

КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и моМд cumyaeguu МаУярюуаущЬ жет быть использовано в системах управления объектами с дискретным характером технологического цикла.

Цель изобретения — повьппение точности устройства. Сущность изобретения состоит в аппаратурной реализации контроля ситуационной динамики сложной технологической системы, основанного на сохранении переходного инварианта. Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, первый 3, второй 4 и третий 5 блоки памяти, блоки

6 и 7 сравнения, блоки 8 и 9 элементов И, счетчик 10 адресов, генератор

l1 тактовых импульсов и блок 12 управления режимами. 1 з.п.-ф-лы, 3 ил.

1368895

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления объектами с дискретным характером технологического цикла.

Цель изобретения — поньппение точности устройства.

Сущность изобретения состоит в аппаратурной реализации контроля 10 ситуационной динамики сложной технической системы, основанного на сохранении переходного инварианта.

Повьппение качества контроля системы объект — устройство управления мо- 1а жет быть достигнуто в том случае, если устройство управления следит за адекватностью реакции объекта управления на вырабатываемые управляющие воздействия (команды управления). 20

Характерной особенностью сложных технических систем как объектов управления является отсутствие детерминированной связи S, В($;)- Б„ (ситуация — решение — ситуация). Для таких систем реакцияносит недетерминированный характер и определить, какая ситуация возникнет на следующем шаге, если в текущей ситуации S; заданной своим набором двоичных признаков З0 (кодом ситуации D(S, ) было прин> . а решение R(S;) (реализована команда управления с кодом R(H;), можно лишь с точностью до некоторого подмножества P($;) всего множества ситуаций S=

=($;.(, Таким образом, множество

P(H,) C S определяет множество допустимых переходов Б;- $„(Б„ЕP(H;)) поскольку связь $; — К(Б;) является фиксированной. Для каждой ситуации Б ЕБ 40 множество D($; ) может быть определено априорно на основании изучения свойств конкретного объекта управления .

Пусть P ($, )= P($, ) 0 H; . Переход- 45 ным инвариантом управляемой системы в ситуации Б называется двоичный

t вектор q(S,), определяемый в соответствии с выражением

q(S, ) = (kD(S> ), Ч®Р($; ) ); (I=(3/$, P ($, )) ). (1) Вектор q(S;) содержит единицы но всех тех разрядах, которые совпадают для всех векторов Р($ ) на Р ($; ).

Тогда условие корректности ситуационной динамики (услоние сооТВрТсТ ния реализовавшихся переходон S S„ допустимым) может быть описано логическим выражением

Р($;) q($,) = Р($„)E q($;), (2) Данное условие может быть chopMyлировано следующим образом. Переход является недопустимым, если иэ ситуации S; при реализации команды упранления R($ ) управляемая система перешла в такую ситуацию $, что разряды кода ситуации D(H;), определяемые переходным инвариантом q(H;), изменились. Нарушение этого условия свидетельствует о том, что система объект — устройство управления функционирует непредсказуемым образом и требуется вмешательство извне ° Работа устройства управления при этом блокируется.

На фиг.l изображена функциональная схема устройства для ситуационного контроля и управления; на фиг.2пример реализации блока управления режимами; на фиг.3 — временные диаграммы работы блока управления режимами.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, первый 3, второй

4 и третий 5 блоки памяти, первый 6 и второй 7 блоки сравнения, первый 8 и второй 9 блоки элементов И, счетчик

l0 адресов, генератор 11 тактовых импульсов и блок 12 управления режимами.

Блок 12 управления режимами содержит элемент ИЛИ 13, элемент

ИЛИ-НЕ 14, D-триггер 15, первый 16, второй 17 и третий 18 элементы И.

Устройство работает следующим образом.

Двоичный вектор (код ситуации) от объекта управления поступает на информационные нходы регистра 1. В момент окончания поиска предыдущей команды управления на выходе блока 6 появляется сигнал с уровнем логической. "1". Одновременно такой же сигнал появляется на выходе блока 7, поскольку коды ситуаций, поступающие в этот момент на входы блоков 8 и 9, совпадают. При этом блок 12 переводит устройство в режим опроса, т.е. начИнает пропускать импульсы от генератора 11 на синхровходы регистров 1 и 2.

По заднему фронту каждого импульса происходит запись кода команды управления из блока 4 в регистр 2 и кода

1368895 текущей ситуации в регистр I. Если код текущей ситуации, поступающий иэ регистра 1, совпадает с кодом ситуации, поступающим из блока 3 памяти, то на выходах блоков 6 и 7 по-прежнему продолжают оставаться сигналы с уровнем логической "1", и опрос продолжается.

При изменении кода текущей ситуа- 10 ции на выходе блока 6 появляется сигнал с уровнем логического "0", поскольку коды ситуаций, поступающие на первые и вторые ее входы, уже не совпадают. На элементах И блоков 8 и 9 при этом происходит логическое умножение двоичного вектора текущей ситуации Бк,поступающего с регистра 1, и вектора предшествующей ситуации S<, поступающего из блока 3 на 20 переходный инвариант q(S;), поступающий из третьего блока 5 памяти.

Если Р(Б„)3 с1(Б, ) = D(S;)Sq(:; ), то на выходе блока 7 продолжает оставаться сигнал с уровнем логической 25

"1". При этом блок 12 переводит устройство в режим поиска, т.е. прекращает пропускать импульсы от генератора 11 на синхровходы регистров 1 и 2 и начинает пропускать их на счетный 30 вход счетчика 10. По заднему фронту очередного импульса его содержимое увеличивается на единицу, обеспечивая последовательную выборку информации из первого Э, второго 4 и третьего блоков памяти. При этом иэ блоков памяти выбираются вектора D(H; ), R(S,) и q(S;) соответственно. Счетчик адресов работает циклически, обеспечивая последовательную выборку всех 40 кодов ситуации D(S;) и всех векторов

R(S;) и q(S;), При совпадении вектора

D(S;) с вектором текущей ситуации

D(S „), хранящимся в регистре 1, на выходе блока 6 появляется сигнал с 45 уровнем логической "1". Одновременно сигнал с уровнем логической "I" формируется на выходе блока 7, и процесс повторяется.

Если же при смене кода текущей си- 50 туации на каком-либо шаге имеет место D(S )gq(S; ) Р(Б;,) с1(Б; ), то на вьг ходе блока / также появляется сигнал с уровнем логического "0". При этом блок 12 переводит устройство в режим блокировки, т,е. вообще блокирует подачу импульсов от генератора ll. В этом случае на втором выходе блока

12 появляется сигнал с уровнем логического "0", свидетельствующий о неадекватной реакции объекта управления в ситуации S, на управлявшее воздействие с кодом команды и R(S;), и дальнейшая работа устройства прекращается.

Блок 12 работает следующим образом.

В режиме опроса (фиг.3) на второй и третий его входы поступавт сигналы с уровнем логической "I" от блоков 6 и 7. D-триггер 15 в это время находится в нулевом состоянии. На выходе элемента 13 при этом формируется сигнал с уровнем логической "I", и импульсы от генератора 11, поступавщие на первый вход блока 12 через открытые элементы 16 и 18, поступают на третий выход — к синхровходам регистров 1 и 2.

Пусть в момент t, произошла допустимая смена текущей ситуации на входе устройства. Тогда после очередного импульса на втором входе блока

12 появляется сигнал с уровнем логического "0" ° при этом схема переходит в режим поиска: запирается элемент

16, открывается элемент 18 и импульсы от генератора 11, поступающие на первый вход блока 12, через открытые элементы 17 и 18 поступают на третий выход блока к счетному входу счетчика 10. Очередным импульсом триггер

15 перебрасывается в единичное состояние, обеспечивая постоянство единичного уровня сигнала на выходе элемента 13 в режиме поиска. После того, как иэ блока 3 памяти выбран код ситуации, совпадавший с текущей, на втором и третьем входах блока 12 появляются сигналы с уровнем логической "1" и схема опять переходит в режим опроса, При этом, очередным импульсом триггер 15 перебрасывается в нулевое состояние.

Пусть в момент t произошла недопустимая сиена текущей ситуации на входе устройства, тогда после очередного импульса на втором и третьем входах блока 12 одновременно появляются сигналы с уровнем логического

"0". При этом на выходе элемента 13 также формируется сигнал с уровнем логического "О", запирающий элемент

17. Подача импульсов от генератора II блокируется. Схема пребывает в таком состоянии неограниченно долго.

При необходимости возобновить работу

1368895

15

25 устройства следует принудительно перевести триггер 15 в единичное состояние.

Настройка предлагаемого устройства на реальную среду конкретного объекта управления осуществляется как в известном устройстве заданием для каждой конкретной ситуации Б;, встречающейся в технологическом цикле объекта управления, своего кода команды управления R(S; ), Однако, помимо этого, для каждой ситуации Я; определяется множество допустимых переходов Р(Я;) и, в соответствии с выражением (1), вычисляется переходный инвариант ц($,). Вектора Р(Я;), В(Б;), q(S; ) заносятся в последовательные адреса соответственно первого 3, второго 4 и третьего 5 блоков памяти.

После этого устройство готово к работе. формула изобретения

1. Устройство для ситуационного контроля и управления, содержащее два регистра, два блока памяти, счетчик адресов, генератор тактовых импульсов и первый блок сравнен ч, соединенный первыми и вторыми входами соответственно с выходами соответствующих разрядов первого регистра и с соответствующими информационными выходами первого блока памяти, кодовый выход счетчика адресов подключен к кодовому входу первого блока памяти и к кодовому входу второго блока памяти, у которого информационные выходы соединены с входами соответствующих разрядов второго регистра, выходы разрядов которого являются командными выходами устройства, входы pasрядов первого регистра соединены с входом кодов ситуации устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности устройства, оно содержит два блока элементов И, второй блок сравнения, третий блок памяти н блок управления режимами, кодовый вход и информационные выходы третьего блока памяти подсоединены соответственно к кодовому выходу счетчика адресов и к соответствую30

50 щим первым входам первого и второго блоков элементов И, первые входы которых соединены соответственно с выходами соответствующих разрядов перaoro регистра и с соответствующими информационными выходами первого блока памяти, первые, вторые входы и выход второго блока сравнения связаны с выходами соответствующих элементов

И первого и второго блоков элементов

И и с первым информационным входом блока управления режимами, у которого второй информационный, тактирующий входы, первый, второй и третий командные выходы соединены соответственно с выходом первого блока сравнения, с выходом генератора тактовых импульсов, с контрольным выходом устройства, с синхровходами первого и второго регистров и со счетным входом счетчика адресов, входы установки первого, второго и третьего блоков памяти подключены к установочной шине устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления режимами содержит элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, три элемента И и D-триггер, соединенный С-входом, единичным выходом и D-входом соответственно с выходом второго элемента И, с третьим входом элемента ИЛИ и с выходом элемента ИЛИ-НЕ, вход которого связан с вторым информационным входом блока и с вторым входом элемента ИЛИ, первый вход и выход которого подключены соответственно к первому информационному входу блока, и к первому командному выходу блока, объединенному с вторым входом второго элемента

И, первый вход которого является тактирующим входом блока, первый, второй входы и выход первого элемента

И подключены соответственно к второму информационному входу блока, к выходу второго элемента Ии к второму командному выходу блока, первый, второй входы и выход третьего элемента И соединены соответственно с выходом второго элемента И, с выходом элемента

ИЛИ-НЕ и с третьим командным выходом блока.

Составитель С.Демиденко

Редактор А.Ворович Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 298/52 Тираж 704 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4