Устройство для ситуационного управления и контроля

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и контролю и может быть использовано в системах управления сложными техническими системами. Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности устройства. Устройство содержит регистры 1 входной информации, регистры 2 выходной информации и регистры 3 памяти кода ситуации, блоки 4, 5,6 памяти, блоки 7,8 сравнения, блоки 9,10 элементов И, регистр 11 последовательных приближений, генератор 12 тактовых импульсов и блок 13 управления. Раскрыта также структура блока управления. Повышение быстродействия устройства связано с исключением полного перебора всевозможных кодов ситуаций, хранящихся в памяти, а повышение надежности обусловлено невозможностью "зацикливания" устройства при появлении на его входе кода, не предусмотренного заранее. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

3 149581

Изобретение относится к автомати- ческому управлению, контролю и сигнализации и может быть использовано в системах управления сложными техни5 ческими системами и комплексами с преимущественно дискретным характером технологического цикла, Целью изобретения является повыше ние быстродействия и надежности устройства а, На фиг. l приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — блок управления; на фиг.3 — временные диаграммь1, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит регистры входной информации 1, выходной информации, 2 и памяти кода ситуации 3, первый 4, второй 5 и третий 6 блоки памяти, ( первый 7 и второй 8 блоки сравнения, l2O . первый 9 и второй 10 блоки элементов И, регистр последовательных приближений 11, генератор 12 тактовых импульсов и блок 13 управления. Входы и выходы блока 13 обозначены позиция« )5 ми !4-21.

Блок 13 управления содержит эле.мент ИЛИ 22, первый 23 и второй 24 элементы И, первый 25 и второй 26 элементы И-.НЕ и элемент НЕ 27. ЗО

Устройство позволяет реализовать ситуационный алгоритм управления, представляемый в виде функциональноз го отображения А: D - R — код ситуации — код команды управления. Для этого необходимо для каждой информационной ситуации S., встречающейся в

3 технологическом цикле управляемой системы и однозначно определяемой кодом ситуации К(Б;}, определить код щ требуемой в данной ситуации команды управления.R(H ). адекватность реакции системы на реализуемые команды контролируется по переходному инварианту ситуации ((Б,). Реакция слож- 45 ной системы на формируемые управляю< щие воздействия имеет недетерминиро.ванный характер, и определить, какая ситуация возникнет на следующем этапе если в текущей ситуации Б; реали-. зована команда управления с кодом

В(Я;), обычно можно лишь c точностью до некоторого подмножества P(S ) множества,допустимых ситуаций Б

Для каждой ситуации Б; S множество .5>

Р(Б",) может быть определено заранее на основе изучения технологии управления и ситуационной динамики конкретного объекта управления. Пере8 4 ходным инвариантом ситуации Бц называется двоичный вектор ф(Б;), получаемый в соответствии с выражением

0(Б.) = (j D(S )) (4,D(S .) т..1 Б; Р(Б;) VS; = Б, $ (1)

Как следует иэ (1), вектор 0(S ) содержит единицы во всех тех разрядах, которые совпадают для всех векторов Э(Б.), таких, что ". е P{Á.), т либо Б; = Б . С помощью переходного инварианта g (Б ) необходимое условие корректности ситуационной динамики (условие соответствия реализовавшихся ситуационных переходов Б. допустимым) может быть описано логическим выражением

D S„) " (Бд = 11(Ба-1) (Ба).(»

Данное условие можно сформулировать следующим образом: переход является недопустимым, если из ситуации Б „ при реализации команды управления R(S 1) управляемая система перешла в такую ситуацию Б, что изменился хотя бы один из разрядов кода ситуации D(S <,), определяемых переходным инвариантом Я (Б <) . Нарушение условия (2) свидетельствует с непредусмотренной реакции системы на формируемые устройством команды. Дальнейшая работа устройства при этом должна быть блокирована.

Настройка устройства на операционную среду конкретного объекта управления заключается таким образом, в определении для каждой ииформацион" ной ситуации S;, встречающейся в тех" нологическом цикле данного объекта, тройки двоичных векторов Р Б .), К(Б1) и (S,.) и занесении их по последова" тельным адресам соответственно первого 4, второго 5 и третьего 6 блоков памяти строго в порядке возрастания кодов ситуаций Р(Б;).

Устройство работает следующим образомм.

Двоичный вектор (код текущей ситуации) D(S ) от объекта управления поступает на входы разрядов регистра

1. В момент окончания поиска предыдущей команды управления R(S <,) на выходе "Равно" блока 7 появляется сигнал единичного уровня {коды ситуаций D(S+,) и D(S,.), поступающие на входы первого блока сравнения 7 с выходов соответственно регистра l u блока памяти 4, совпадают). Если

5 14958 сигнал на выходе блока 8 имеет при этом также уровень логической единицы, то Йа третьем командном выходе блока 13 появляется сигнал нулевого уровня, поступающий на стартовый вход

5 регистра ll, и очередной тактовый импульс, поступающий на вход синхронизации регистра последовательных приближений, и через открытые первый 23 и второй 24 элементы И блока 13 — на входы синхронизации регистров 1 — 3, сбрасывает в исходное состояние регистр 11 последовательных приближений и обеспечивает запись кода теку- 15 щей ситуации D(S } с входов устройства в регистр 1, запись кода найденной команды R(S;) в регистр 2 и запоминание кода предшествующей ситуации

D(S < ) в регистре 3. Тем самым ини- 20 циируется новый цикл поиска.

В цикле поиска в начальный момент времени в регистре 11 находится Кразрядный двоичный код 011...1, по которому из блока 4 памяти выбирает- 25 ся код ситуации D(S ), размещенный по данному адресу, из блока памяти 5— код команды управления Й(Б }, соответствующий данной ситуаций, а из блока 6 — переходный инвариант ситуа- 30 ции Q(S,) . Если при этом D(S<) ) D(S;), то на выходе "Больше" первого блока 7 сравнения формируется сигнал единичного уровня, Этот сигнал, являющийся, по существу, значением стаРшего Раз- 35 ряда адреса искомого управляющего кода R(S ), поступает на вход ввода данных регистра 11 последовательных приближений и очередным тактовым им-. пульсом заносится в старший разряд. 40

Одновременно следующий младший разряд регистра устанавливается в нуль.

Следующим тактовым импульсом сигнал с входа ввода данных заносится уже в этот младший разряд, и сбрасывается 41, в нуль следуюший за ним и т.д., пока не будут сформированы все К разрядов адреса нли не будет найден код ситуации D(S;), совпадающий с кодом текущей ситуации D(H ) ° Если в какой-то 50 момент такой код найден, т.е. D(S,.) D(S ), и выполняется условие корректности ситуационной динамики (2) т.е. коды на выходах первого 9 и второго 10 блоков элементов И совпадают, то на выходе "Равно" первого и выходе второго блоков сравнения вновь сформируются сигналы единичного уровня, инициируя тем самым оче18 6 редной цикл поиска. Если же (в результате сбоев ини помех) в р гистр был принят код ситуации D(S ), не предусмотренный в технологическом цикле управляемой системы, то в момент окончания поиска (в момент появления сигнала нулевого уровня на выходе конца преобразования регистра 11 последовательных приближений D(S ) ф D(S ), а следовательно, на втором информационном входе блока управления сигнал имеет нулевой уровень.

При этом сигнал нулевого уровня на третьем командном вьжоде блока 13 управления также сформируется, однако тактовый импульс поступит на вход синхронизации только регистра 1 (вто; рой элемент 1 24 в блоке 13 управления остается закрытым). Поэтому ко-, манда управления R(S .) в этом случае не формируется, код ситуации D(S,) не запоминается, а лишь обновляется код текущей ситуации D(S<) в регистре 1 и сбрасывается в исходное состояние регистр 11, обеспечивая повторение данного цикла поиска, В случае же, когда код D(S;)

0(8 ) найден, но необходимое условие корректности ситуационной динамики (2) не выполняется (коды на выходах первого 9 и второго 10 блоков элементов И не совпадают), то на первом командном выходе блока 13 формируется сигнал нулевого уровня, блокирующий дальнейшую работу устройства.

Наличие логического нуля на контрольном выходе устройства сигнализирует о том, что реакция управляемой системы на последнюю сформированную команду отличалась от ожидаемой, и устройство прекратило свою работу. Содержимое регистров в этом случае может быть использовано для определения причины возникновения неисправности.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для ситуационного управления и контроля, содержащее регистры входной и выходной информации, два блока сравнения, два блока эле" ментов И, три блока памяти, генератор тактовых импульсов и блок управления, входы разрядов регистра входной информации являются входами устройства для приема кода ситуации, а выходы соединены с первыми входами первого блока сравнения и первыми

14958) 8 входами первого блока элементов И, входы разрядов регистра выходной ин" формации связаны с выходами второго блока памяти, а выходы являются командными выходами устройства, выходы первого блока памяти подключены к вторым входам первого блока сравнения, выходы третьего блока памяти соединены с вторыми входами первого 1О и с первыми входами второго блоков элементов И, выходы которых связаны с первыми и вторыми входами второго блока сравнения, первый и второй информационные входы и тактирующий вход блока управления. подключены со" ответственно к выходу второго блока сравнения, к выходу "Равно" первого блока сравнения и к выходу генератора тактовых импульсов, первый и вто- gg рой командные выходы блока управления связаны соответственно с контрольнь.м выходом устройства и с входом синхро" ниэации регистра входной информации, )отличающе еся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены регистр памяти кода ситуации и регистр последовательных приближений, входы разрядов регистра памяти кода ситуации соединены с выходами первого блока памяти, а выходы связаны с вторыми входами второго блока элемен тов И, выходы разрядов регистра последовательных приближений соединены с адресными входами первого, второго и третьего блоков памяти, вход синхронизации, вход ввода данных, выход сигнализации о конце преобразования и стартовый вход регистра последовательных приближений соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов, с выходом "Больше" первого блока сравнения, с третьим информационным входом и с третьим командным выходом блока управления, четвертый командный выход которого подключен к входам синхронизации регистров выходной информации и памяти кода ситуации.

2. Устройство по п.), о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит элемент ИЛИ, два элемента И, два элемента И-НЕ и элемент НЕ, первый информационный вход блока соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого связан с первыми входами первого и второго элементов И, второго элемента И-НЕ и с первым командным выходом блока, второй информационный вход подключен к второму входу первого элемента И и к входу элемента НЕ, выход которого связан с вторым входом элемента ИЛИ и с первым входом первого элемента

И-НЕ, третий информационный вход блока соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к вторым входам второго элемента

И и второго элемента И-НЕ, тактирующий вход блока соединен с третьими входами первого и второго элементов

И, выходы которых служат соответственно четвертым и вторым командными выходами блока, а выход второго элемента И-НЕ является третьим командным выходом блока, l 4958! 8

l Составитель В.Воронков

Редактор А.Шандор Техред Л.Олийнык Корректор А. Козориз

Заказ 4269/48

Тираж 668

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101