SU1539775A1

SU1539775A1 - Устройство дл комбинационно-логического управлени сложными системами

Info

Publication number: SU1539775A1
Application number: SU874337797A
Authority: SU
Inventors: Виктор Николаевич Керчин; Азат Аглулович Ахтариев; Владимир Николаевич Анненков; Галина Степановна Керчина
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к системам и средствам автоматического управлени и может быть использовано при управлении сложными техническими системами с преимущественно дискретным характером технологического цикла. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи и расширение области применени устройства. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 регистры, первый 3 и второй 4 блоки пам ти, счетчик адресов 5, по числу входов устройства - элементы анализа 6 класса ситуаций, по числу выходов устройства - элементы синтеза 7 управл ющих сигналов, элемент И 8 и генератор 9 тактовых импульсов. Введение элементов анализа класса ситуаций и синтеза управл ющих сигналов, элемента И, а также св зей позвол ет реализовать в устройстве более эффективный алгоритм управлени , допускающий независимое формирование различных групп разр дов управл ющего кода, относ щихс к различным управл емым процессам, что, в свою очередь, расшир ет область применени устройства. При этом за счет структурно-логической декомпозиции ситуационного пространства управл емой системы по группам признаков, соответствующим различным управл емым процессам, и соответствующего укрупнени классов значительно сокращаетс объем адресного пространства поиска, а следовательно, существенно повышаетс быстродействие устройства. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к системам средствам автоматического управлеи и может быть использовано при упавлении сложными техническими систе- „. ами с преимущественно дискретным хаактером технологического цикла.

Цель изобретени - повышение быстодействи и расширение области приенени устройства.JQ

На фиг.1 приведена функциональна

схема устройства; на фиг.2 и 3 - соответственно функциональное построение элементов анализа класса ситуаций и синтеза управл ющих сигналов. 15

Устройство содержит (фиг.1) входной 1 и выходной 2 регистры, первый 3 и второй 4 блоки пам ти, счетчик 5 адресов, по числу входов устройства - элементы 6 анализа класса ситуаций, 20 по числу выходов устройства - элементы 7 синтеза управл ющих сигналов, элемент И 8 и генератор 9 тактовых импульсов.

25

Элемент 6 анализа класса ситуаций содержит (фиг.2) элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 10 и элемент И-НЕ 11.

Элемент 7 синтеза управл ющих сигналов содержит (фиг.З) первый 12 и 30 второй 13 элементы ИЛИ-НЕ.

Устройство позвол ет реализовать лгоритм комбинационно-логического правлени сложной системой, пред- с ставленный в виде функционального (однозначного) отображени F: D- U - код ситуации - управл ющий код и зааваемый конечным множеством клаузаль- ных форм (продукций) Р Р i.i вида 40

Р; : А - В ,

где п - мерный вектор А1 (а ,а,..., а) определ ет условие применимости продукции PJ в некоторой ситуации S, . характеризуемой n-разр дным двоичным вектором признаков ( кодом ситуации D (Sk) - (d ,,-..., dn),

+1, если PJ применима только

при dj 1;

О, если PJ применима при любом

значении d j;

-1, если Р применима только

.при dj- О, a.m - мерный вектор IP (Ъ, b,..., bji,) определ ет результат применени данной продукции - формирование двоичных разр дов управл ющего кода U

а.

50

SV) - (u

i

«Л

.

+1, если PJ формирует значение

11 ; 1 U j I ,

О, если Р; не формирует значе„ .

JQ

15

0

5

0

с 0

.

0

ние Uj ;

-1, если Р. формирует значение Uij 0.

Такое задание представл ет возможность формировать значени любой группы разр дов управл ющего кода по значени м любой группы разр дов кода ситуации, что особенно удобно при управлении асинхронными процессами.

Настройка (программирование) устройства на операционную среду конкретного объекта управлени осуществл етс заданием множества пар векторов А (а ) и

В1 /и L i i - ол, Ьг, ..., bm) , которые в

двоичном дополнительном (двухбитном) коде занос тс по последовательным адресам первого 3 и второго 4 блоков пам ти соответственно таким образом , что знаковые (первые) разр ды соответствующих элементов а , и Ь . (представл емых в пам ти двухбитными комбинаци ми 01 (+1), 00 (0) и 11 (-1)) выбираютс из пам ти по первым группам выходов, а разр ды модул элементов - по вторым. Пусть S {SvJk t множество ситуаций, потенциально осуществимых в технологическом цикле данного объекта управлени (ситуационное пространство объекта). Обозначим через Q(S|) множество продукций, применимых в ситуации S. Алгоритм комбинационно- логического управлени , заданнмй множеством Р ;);.,, вл етс ситуационно замкнутым (полным) ца S, если

Vk3i,j (P,-eQ(Sk)) 4 () , и непротиворечивым (корректным) относительно S, если

Vi,j,k,l C(P; eQ(S )И (PeeQ(Sk))

7 (b:r ) .

Полнота алгоритма гарантирует, что дл любой ситуации S e S и любого разр да управл ющего кода в множестве Q(Sfe) - продукций, применимых в ситуации S, имеетс продукци , формирующа значение данного разр да, а корректность позвол ет быть уверенным , что в Q(Sk) не существует двух продукций, формирующих различные значени какбго-либо из разр дов управл ющего кода. Требовани полноты и корректности вл ютс необходимыми услови ми нормального функционировани устройства и должны об

множества продукций.

Устройство работает следующим образом .

В начале каждого нового цикла формировани управл ющего кода с входов кода ситуации устройства во входной регистр 1 заноситс вектор двоичных сигналов - код ситуации D (S(t)) (d,, dг, ..., dh), характеризующий текущее состо ние объекта управлени , и сбрасываетс в исходное состо ние счетчик 5 адресов. При этом из первого блока 3 пам ти выбираетс вектор А (а,|, а,, ..., а ), а из второго блодса 4 пам ти - вектор В1(Ь11,Ь) ..., Ь,). Знаковые биты компонент вектора А поступают при этом на вторые входы соответствующих элементов 6 анализа, а биты модул - на третьи. Единичный сигнал на выходе j-ro элемента 6 анализа по вл етс лишь в

Устройство позвол ет реализовать более эффективный алгоритм ситуационного управлени , допускающий независимое формирование разпичных групп

том случае, когда по j-му разр ду выполн етс условие применимости про- 25 разр дов управл ющего кода, относ щих- дукции Р, (т.е. либо (а - 0) , либо с к различным управл емым процессам, (а } +1 &(d/ I), лиоо (аг -) При этом за счет структурно-логичес- « (d- 0)). Если хот бы по одному кой Декомпозиции ситуационного про- признаку условие применимости продук- странства управл емой системы и соот- (ции Р1 не выполн етс (нулевой уровень 30 ветствующего укрупнени классов (к сигнала на выходе какого-либо элемента 6 анализа), то формировани разр дов управл ющего кода не происходит (нет разрешени записи в выходной регистр 2). Если же единичный уровень 35 сигналов наблюдаетс на выходах всех элементов 6 анализа (продукци Р применима в текущей ситуации S(t)), то элементом И 8 формируетс сигнал единичного уровн на входе разрешени 40 записи выходного регистра 2, разреша тем самым формирование разр дов управл ющего кода. Формирование осуществл етс с помощью элементов 7 синтеза,

Claims

на первые входы которых поступают те- 45 ключена к группе выходов управл ющего кода устройства, счетчик адресов, соединенный информационными выходами с адресными входами первого и второго блоков пам ти, и генератор тактовых импульсов, отличающееj-му классу в данном случае относ тс все ситуации, в которых применима продукци Р;) значительно сокращаетс объем пространства поиска, а следовательно , существенно повышаетс быстродействие устройства. Формула изобретени

I. Устройство дл комбинационно- логического управлени сложными системами , содержащее входной регистр, группа информационных входов которого подключена к группе входов кода ситуации устройства, выходной регистр , группа выходов которого подкущие значени разр дов управл ющего кода с выходов выходного регистра 2, а на вторые и третьи - знаковые биты и биты модул соответствующих элементов b| вектора В с выходов блока 4 50 пам ти. Если (Ъ +1) или (Ь,0) $(), то на выходе j-ro элемента 7 синтеза,, формируетс сигнал единичного уровн , а если (Ь -I) или

с тем, что, с целью повышени быстродействи и расширени области применени , в него введены по числу входов устройства элементы анализа

(Ь( 0) Jf (и, 0), то нулевого. Сигна- 55 класса ситуаций, по числу выходов лы с выходов соответствующих элементов 7 синтеза поступают на входы выходного регистра 2 и записываютс в него по заднему фронту очередного тактовоустройства - элементы синтеза управл ющих сигнале и элемент И, причем первые входы элементов анализа класса ситуаций соединены с выходами

товым импульсом наращиваетс на единицу содержимое счетчика 5 адресов и из пам ти выбираетс следующа пара векторов А и В

соответствующа продукции Рг. Процесс повтор етс дл всех Pj(i l,r), причем одновременно с выборкой последней пары векторов АГ и Br на выходе переполнени счетчика 5 адресов по вл етс сигнал единичного уровн , поступающий на вход разрешени записи регистра I, и по заднему фронту очередного тактового импульса- одновременно со сбросом в исходное состо ние счетчика 5 адресов в регистр I снова заноситс код текущей ситуации с входов устройства. Тем самым инициируетс новый цикл формировани управл ющего кода.

Устройство позвол ет реализовать более эффективный алгоритм ситуационного управлени , допускающий независимое формирование разпичных групп

разр дов управл ющего кода, относ щих- с к различным управл емым процессам, При этом за счет структурно-логичес- кой Декомпозиции ситуационного про- странства управл емой системы и соот- ветствующего укрупнени классов (к

разр дов управл ющего кода, относ щих с к различным управл емым процессам, При этом за счет структурно-логичес- кой Декомпозиции ситуационного про- странства управл емой системы и соот- ветствующего укрупнени классов (к

j-му классу в данном случае относ тс все ситуации, в которых применима продукци Р;) значительно сокращаетс объем пространства поиска, а следовательно , существенно повышаетс быстродействие устройства. Формула изобретени

I. Устройство дл комбинационно- логического управлени сложными системами , содержащее входной регистр, группа информационных входов которого подключена к группе входов кода ситуации устройства, выходной регистр , группа выходов которого подс тем, что, с целью повышени быстродействи и расширени области применени , в него введены по числу входов устройства элементы анализа

класса ситуаций, по числу выходов

устройства - элементы синтеза управл ющих сигнале и элемент И, причем первые входы элементов анализа класса ситуаций соединены с выходами

входного регистра, вторые и третьи входы подключены к выходам соответственно первой и второй групп выходов первого блока пам ти, а выходы соеди- нены с соответствующими входами элемента И, первые входы элементов синтеза управл ющих сигналов соединены с выходами выходного регистра, вторые и третьи входы подключены к выходам соответственно первой и «торой групп выходов второго блока пам ти, а выходы соединены с информационными входами выходного регистра, входы разрешени записи входного и выходного регистров подключены соответственно к выходу переполнени счетчика адресов и к выходу элемента И, а синхро- входы входного и выходного регистров соединены со счетным входом счетчика адресов и выходом генератора импульсов .
2. Устройство по п., отличающеес тем, что элемент

анализа класса ситуаций содержит элемент И-НЕ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого вл ютс соответственно первым и вторым входами элемента анализа класса ситуаций, а выход соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход и выход которого вл ютс соответственно третьим входом и выходом элемента анализа класса ситуаций.
3. Устройство по п.1, о т л и - чающеес тем, что элемент синтеза управл ющих сигналов содержит первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, при этом первый и второй входы первого элемента ИЛИ-НЕ вл ютс соответственно первым и третьим входами элемента синтеза управл ющих сигналов, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход и выход которого вл ютс соответственно вторым входом и выходом элемента синтеза управл ющих сигналов.

tz:

е

Фиг.г