Устройство для ситуационного управления

 

Изобретение относится к автоматизированным системам и системам автоматического управления и может быть использовано при управлении сложными объектами преимущественно с дискретным характером технологического цикла. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет осуществления поиска классов толерантности текущих ситуаций. Устройство содержит два регистра 1,11, три блока элементов И 2,3,4, три схемы сравнения 7,8,9, три блока памяти 5,6,12, счетчик адресов 10, блок управления 13 и генератор тактовых импульсов 14. Устройство осуществляет поиск класса толерантности текущей ситуации по характеристическим векторам классов, последовательно извлекаемым из блоков памяти, и выдает на выходе код команды управления, соответствующей найденному классу. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51}5 С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4450610/24-24 (22} 28.06.88 (46) 15.10.90. Бюл. Р 38 (72) В.В.Омельченко и В.А.Карасев (53} 681.32(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1089550, кл. r 05 В 19/18, 1984.

Авторское свидетельство СССР Р 1268811, кл. r, 05 В 19/18, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ППУАДИОННОГО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизированным системам и системам автоматического управления и может быть использовано при управлении сложными объектами преимущественно с дискретным характером технологического

„. SU 1599840 А 1

2 цикла. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет осуществления поиска классов толерантности текущих ситуаций.

Устройство содержит два регистра 1, 11, три блока элементов И 2,3,4, три схемы сравнения 7,8,9, три блока па-. мяти 5.,6, 12, счетчик адресов 10, блок управления 13 н генератор тактовых импульсов 14. Устройство осуществляет поиск класса толерантности текущей ситуации па характеристическим векторам классов, последовательно извлекаемьы иэ блоков памяти, и выдает на выходе код команды управления, соответствующей найденному классу.

7 иле

15998. Изобретение относится к автоматизированным системам и системам автоматического управления и может быть использовано при управлении сложными объектами преимущественно с дискретным характером технологического цикла.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройст ва за счет осуществления поиска клас" 1р сов толерантности текущих ситуаций.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для ситуационного управления; на фиг. 2 — функциональная схема блока управления; на фиг. 3 — принятая схема классификации и выбора управляющих воздействий; на фиг. 4 †. 6 — временные диаграммы работы устройства; на фиг. 7 — пример реализации блоков памяти, 20

Устройство (фиг. 1) содержит первый регистр 1, первый 2, второй 3 и третий 4 блоки элементов И, второй 5 и первый 6 блоки памяти, первую 7, вторую 8 и третью 9 схемы сравнения, 25 счетчик 10 адресов, второй регистр 11, третий блок 12 памяти, блок 13 управления и генератор 14 (тактовых) импульсов.

Блок 13 управления (фиг. 2) содер- 3р жит первый 15, второй 16 и третий 17 элементы ИЛИ и элемент И 18, а также имеет вход 19, группу входов 20 — 22 и выходы 23 и 24.

40 4

Подмножества S в этом случае наэыва1 ютс классами толерантности ситуаций т»

S.= S, $,,...,S:

) 4,) Фа

Характеристическими векторами класса S называется пара векторов h э э

1 и g таких, что выполняются соотношения

h ЛS<=h. g3Ч S =g э

Б э Б с ) где S — двоичный вектор t-й ситуации э класса S

Вектор h.(g>) содержит единицу в

j э

k-м разряде, если k-й разряд всех векторов ситуаций S из данного класса

S> содержит единицу (нуль). Условие

Э принадлежности текущей ситуации Sg к классу S описывается логическим э

3 выражением

Б„Л(Ь.Ч8 )=h; э

3 J (2)

В дальнейшем из всех классов толе.рантности будем рассматривать наиболее распространенные упорядоченные классы, которые схематично представлены на фиг. За. В этом случае характ теристическими векторами класса S j т т называются тройки векторов h --,,h

Т т т т

1-1

Ь,, и (8 -,, .,g, ) таких, что вы-, 3 3 1 полняются соотношения:

Сущность изобретения заключена в реализации такой схемы поиска, в которой ищется не класс эквивалентности по выбору управляющих воздействий,. а класс толерантности, которому при- 40 надлежит текущая ситуация.

Р

Пусть задано некоторое множество ситуаций Б по представлению сложного объекта управления и определена на 45 нем система подмножеств (Я,,Я ... °, S>j; S ЯЯ; j=1,I. Эта система образует либо разбиение S, либо его покрытие ° В первом случае для любой пары подмножеств S;- и Я " справедливо.

S.11S = lp u VS"=S Подмножества Я в

) 3 таком случае называются классами экЭ вивалентности ситуаций S =(S1,, )

S>,...,Я „, индуцирующих одинаковое решение К . (имеющих одинаковый код

) команды). Во втором случае имеется хотя бы одна пара таких подмножеств

Б и Я, что при i/j Я;(1Я 4 9 VS =Б.

0 ., т1, ь .„

<а1.;ч S>>S,,.„

) з,-<ь,, If ь,.Iff " Ва 11 <з vf"v . ) s -s

)- If S 1 S. <3) где Б — двоичный вектор t"é ситуаt ции класса.,т т.

Вектор .:-, (g- ) содержит единицу

1 — 1 в k-м разряде, если k-й разряд всех векторов ситуаций S, принадлежащих т т пересечению классов S-,I18„, содержит

) У единицу (нуль) . Вектор h ° (g °,) со

j+I 3+ держит единицу в k-м разряде, если

k A разряд всех векторов ситуаций Б, принадлежжщлх пересечению классов

STA S +,, содержит единицу (нуль).

Вектор h (8 ° ) содержит единицу в k-u

5 ) разряде, если k-й разряд всех векто« ров ситуаций Я, включенных в Б, но не входящих в Sj, p S. AS AS 1, со т,т т т

1+1 держит единицу (нуль).

9840. 6

55

159

Тогда условие принадлежности текущей ситуации S к классу S описыJ (вается логическими выражениями:

S Л(qg .)=h;

J 3

S,Ь(1 ;.,Кк )=1;, Ф (4)

Я P(h °,уg )=h

Анализ принадлежности текущей ситуации к соответствующему классу толерантности с целью. идентификации конкретного управляющего воздействия позволяет предложить два способа описания пространства толерантности по ныбору управляющих воздействий, схематично представленных на Фиг. Зб и в.

Условие (4) в этом случае может быть сформулировано следующим образом.

1 вариант.

Ситуация S< принадлежит классу ,т в том случае, если код ситуации $

3 имеет единицы во всех разрядах, н кот торых единицы имеет h u h --,,,,и не имеет единиц но нсех тех разрядах, в т т которых единицы имеет g., g-(фиг. З,б).

2 вариант . т

Ситуация 8 т принадлежит классу S ° в том случае, если код ситуации S

) имеет единицы rо всех разрядах, в которых единицы имеет h- u т 1т . 1 и не имеет единиц во всех тех разт рядах, в которых единицы имеет 8,, (фиг, З,в).

3+! (Б дальнейшем без потери общности используем в качестве основного способа представления перный вариант.

Если для любой пары классов S и Sy Y 4P, выполняется h p h =h т т или Р, 35 I p, то класс ситуации мо т т т жет бйть одйозначно определен из условия (4) без последовательного просмотра всех ситуаций и может быть сразу выдана команда на органы управления.

Устройство работает следующим образом.

Двоичный нектор (код ситуации) от объекта управления поступает на информационные входы первого регистра 1.

В момент окончания поиска предыдущей команды управления н зависимости от вида предыдущей ситуации на входах.

20 - 22 (или одном из входов) блока управления появляются сигналы с уровнем логической единицы с состнетстнующих схем 7 — 9 сравнения. При этом

10 I5

45 выделяемый с помощью элементов ИЛИ

15 и 16 блока управления первыйпоступивший сигнал открывает элемент И 18 в блоке управления, и по заднему фронту очередного импульса от генератора 14 происходит запись кода команды управления с третьего блока 12 памяти во второй регистр 11 и кода текущей ситуации в первый регистр 1. Если класс кода текущей ситуации совпадает с классом кода ситуации, записанной на предыдущем такте, то со схем 7 — 9 сравнения по-прежнему поступают сигналы (сигнал) с уровнем логической единицы, и процесс повторяется до тех пор, пока не изменится класс текущей ситуации. Все это время во втором регистре 11 с >храняется прежний код команды управления. При изменении кода текущей ситуации, меняющего класс ситуации, снимается логическая единица с входов 20 — 22 блоков 7 — 9, запирается элемент И l8 блока управления, прекращая запись информации в первый и второй 11 регистры, а по заднему фронту сигнала на выходе 23 блока 13, формируемого элементом ИЛИ 17, наращивается на единицу содержимое счетчика 10 адресов. Далее по заднему фронту импульсов генератора 14, поступающих через элемен. ИЛИ 17 на выход

23 блока 13, содержимое счетчика адреса продолжает наращиваться, обеспечивая последовательную выборку информации из первого 6, второго 5 и третьего 12 блоков памяти. При этом ныбираются из первого блока 6 памяти вект т торы Ь;,,h; и h +,, из второго блока 5 памяти — векторы f =(h>, > g-,), f =(h.Vp ° ) и f ° =(h ° Ugт ) и из

3 3 ) 3+ + !+ третьего блока 12 памяти — код команды R,,К1, К1+,, соответствующей анализируемой ситуации (фиг.4 и 5).

Векторы f,,f. и f +, поразрядно т т т

1-1 g+! умножаются на вектор текущей ситуации соответственно в блоках 2,3 и 4 элементов И, с выходов которых поступают на вторые входы соответствующих. схем

7 - 9 сравнения, где происходит сравнение полученных векторов с сооfBET ствующими векторами Ь .,h-,h ..+,, т + т.е. определение класса ситуации н соответствии с выражением (4).

Счетчик tO адресов работает цн:<лически, обеспечивая последовательную выборку нсех кодов команд R (Г „ +,) 99840

5 !

О !

7 15 и всех векторов (h,h,h,„! н

При совпадении вектот

pa S h(h Yg ) с вектором h< или векторов S A(h ° !Ug. ) с соответствующими векторами h ° на выходе соответствующей схемй 7,8 или 9 сравнения формируется. сигнал с уровнем логической единицы, который разрешает

|запись кода команды R!(Rg

После этого процесс повторяется.

Временные диаграммы, поясняющие работу устройства при отнесении анализируемой текущей ситуации к подклассам толерантности (S;, В ., S > )y, приведены соответствейно на фиг. 4,5 и 6.

Быстродействие устройства определяется временем запаздывания команды которое является величиной пе- 25 ременной и не превышает „ = /at, где I< — количество классов толерантности;

1 — частота генератора импульсов.

Предельное быстродействие устрой- щ ства ограничивается задержками Ь и (t<, обусловленными распространением сигналов в блоках 2 — 9 и ограничивающими частоту генератора 14 импульсов.

Настройка предлагаемого устройства на реальную среду конкретного объекта управления осуществляется заданием для каждой ситуации Я, встречающейся в технологическом цикле объекта,40 управления, своего кода команды уп; равления R и определением конкрет1 ной схемы выбора управляющих воздействий в пространстве толерантности (фиг. З,б или в). Однако эти коды 45 не записываются в. память непосредственно а группируются в классы тор r лерантности S в соответствии с при-! нятой схемой классификации. Для каждой группы (класса) ситуаций abmHcляются характеристические векторы:

Ь;=IS, и g,=tS,,,,)S,eS, . °

Ъ

h),, и S и g3+lдЯ.ьр ll Я,ея °

При этом для сложных объектов уп- 55 . равления иногда могут появиться два т неразличимых класса S u S . .(имеющнх

J одинаковые характеристические векто8 ры). В таком случае следует разделить один из классов на два S, и Я, . т I группируя ситуации так, чтобы обеспечить несовпадение характеристических векторов классов (при этом возможно дублирование кода команды R ) . Если т

1 все классы S различимы то информа3

1 ция о соответствующих каждому классу т т

S ° векторах h. (h>+,) и соответствуюJ 3 щих кодах команды заносится в последовательные адреса соответственно первого 6, второго 5 и третьего 12 блоков памяти. После этого устройство готово к работе.

Формула изобретения

Устройство для ситуационного управления, содержащее первый блок элементов И, первый и второй регистры, первый, второй и третий блоки памяти, первую схему сравнения, счетчик адресов, генератор импульсов и блок управления, содержащий элемент И и первый элемент ИЛИ, причем группа информационных входов первого регистра подключена к группе входов кода ситуации устройства, группа выходов второго регистра подключена к группе выходов устройства, группа информационных выходов счетчика адресов подключена к группам адресных входов первого, второго и третьего блоков памяти, первая группа выходов первого блока памяти подключена к первой группе входов первой схемы сравнения, первая группа выходов второго блока памяти подключена к второй группе входов пер" вого блока элементов И, группа выходов третьего блока памяти подключена к группе информационных входов второ"

ro регистра, группа выходов первого регистра соединена с первой группой входов первого блока элементов И, группа выходов которого соединена с второй группой входов первой схемы сравнения, выход которой соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика адресов, второй выход соединен с синхровходами первого и второго регистров, а четвертый вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов, причем первым входом блока управления являются первые входы эламента И и первого элемента ИЛИ, первым выходом блока управления является выход первого элемен10

159984

0 фаз 2 р, р,д eject» д . .м,.

Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф та ИЛИ, вторым выходом — выход элемента И, а второй вход элемента И соелине с вторым входом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функцио5 нальных воэможностей устройства за счет осуществления поиска классов толерантности текущих ситуаций, в него введены второй и третий блоки эле 1 ментов И, вторая .и третья схемы сравнения, а блок управления дополнительно содержит второй и третий элементы

ИЛИ, причем выход второго элемента .

ИЛИ соединен с первым входом третьего 15 элемента ИЛИ, а выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторыми входами элемента И и первого элемента ИЛИ, группа выходов первого регистра подключена к первым группам входов вто- д0 рого и третьего блоков элементов И, вторые группы входов которых соединены соответственно с третьей и второй группами выходов второго блока памяти, а группы выходов второго и третьего блоков элементов И соединены соответственно с вторыми группами входов второй и третьей схем сравнения, первые группы входов которых соединены соответственно .с второй и третьей группами выходов первого блока памяти, а выходы второй и третьей схем сравнения соединены соответственно с вторым и третьим входами блока управления, четвертым входом которого является второй вход третьего элемента ИЛИ, а вторым и третьим входами являются соответственно первый и второй входы первого элемента ИЛИ.

Л),)

1У

21

Но

1599840

pe.

Редактор А.Лежнина

Заказ 3143 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

$ .

Sg фц

19 го

Составитель В.Пилишкин

Техред М.Ходанич . Корректор О.Ципле