SU1737412A1

SU1737412A1 - Устройство дл контрол состо ни критической ситуации

Info

Publication number: SU1737412A1
Application number: SU904814462A
Authority: SU
Inventors: Валерий Викторович Миронов; Альберт Галиевич Каримов; Петр Федорович Ларченко; Владимир Григорьевич Молин; Алла Маратовна Сулейманова; Нафиса Исламовна Юсупова; Рустэм Альбертович Ярцев
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе; Научно-производственное объединение "Молния"
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Устройство дл контрол состо ни критической ситуации. Использование: системы управлени летательными аппаратами дл повышени качества, надежности и безопасности их функционировани . Сущность изобретени : устройство содержит блок датчиков параметров, блок формировани адресов начал списков смежных состо ний, три счетчика, блок задани режима и порога , два коммутатора, цифро-аналоговый преобразователь, два компаратора, схему сравнени , элемент ИЛИ, задатчик количества параллельных процессов, 1 тактовый генератор, блок буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, блок пам ти начальных состо ний параллельных процессов, блок выбора логических функций , блок управлени и синхронизации. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к средствам контрол , управлени и сигнализации сложных технических систем, в частности летательных аппаратов (ЛА), и может быть использовано дл повышени качества, надежности и безопасности их функционировани .

Известно устройство дл определени состо ни критической ситуации (КС), содержащее блок датчиков, регистр, два ЗУ, счетчик, коммутатор, задатчик кода, элемент задержки, тактовый генератор, элементы И, ИЛИ.

Данное устройство осуществл ет пошаговый контроль развити критической ситуации . В каждый момент времени устройство формирует код текущего состо ни критичег ской ситуации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл контрол критической ситуации, содержащее блок датчиков, регистр, два ЗУ, счетчик , коммутатор, задатчик кода, элемент задержки, тактовый генератор, цифроанэ- логовый преобразователь, компаратор, элемент эквивалентности, элемент И, ИЛИ.

Устройство обеспечивает решение той же задачи контрол развити критической ситуации на основании сигналов аналоговых датчиков с выхода блока датчиков.

Недостаток устройства состоит в том, что устройство обеспечивает контроль только тех критических ситуаций, кажда из которых представл ет собой один процесс развити во времени. Этот процесс определ етс конечным множеством дискретных

СП

С

vj со

VJ

ь ю

состо ний и переходов между ними, а также некоторым начальным состо нием. Кроме того, в каждый момент времени процесс характеризуетс некоторым текущим состо нием из множества состо ний. Развитие таких критических ситуаций представл ет собой переход из одного состо ни в другое .

В реальных услови х критическа ситуаци может состо ть из двух или более невзаимодействующихпроцессов , развивающихс параллельно во времени. Така критическа ситуаци в каждый момент времени характеризуетс множеством текущих состо ний соответствующих процессов . Устройство не обеспечивает контроль текущих состо ний параллельных процессов, поэтому его использование в данных услови х может привести к срыву управлени летательным аппаратом и возможной аварии.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей устройства за счет введени возможности контрол состо ни параллельных процессов объекта.

Дл достижени поставленной цели в устройстве дл контрол состо ни критической ситуации, содержащем блок датчиков параметров, блок формировани адресов начал списков смежных состо ний, первый счетчик, информационные входы которого соединены-с выходами блока формировани адресов начал списков смежных состо ний, блок задани режима и порога, информационные входы которого соединены с выходами первого счетчика, первый коммутатор, информационные входы которого соединены с выходами блока датчиков параметров, адресные входы подключены к группе выходов выбора датчиков блока задани режима и порога, цифроаналоговый преобразователь, входы которого соединены с группой выходов задани порога блока задани режима и порога, первый компаратор , первый вход которого соединен с выходом первого коммутатора, а второй вход - с выходом цифроаналогового преобразовател , схему сравнени , первый вход которой соединен с выходом первого компаратора, а второй вход - с выходом указани режима контрол сигнала датчика блока задани режима и порога, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с входом Сброс устройства , эадатчик количества параллельных процессов, тактовый генератор, дополнительно вход запуска тактового генератора и обнул ющий вход сброса первого счетчика соединены с входом Сброс устройства, синхровход первого счетчика соединен с вторым выходом тактового генератора, кроме того, введены блок буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, синхровход которого соединен с вторым выходом тактового генератора, а выходы подключены к адресным входам блока формировани адресов начал списков смежных состо ний, второй коммутатор, второй информационный вход которого соединен с выходами кодов смежного состо 0 ни блока задани режима и порога, а выходы подключены к информационным входам блока буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, блок пам ти начальных состо ний параллельных

5 процессов, выходы которого соединены чс первым информационным входом второго коммутатора, второй счетчик, синхровход которого соединен с вторым выходом тактового генератора, вход сброса подключен к

0 выходу элемента ИЛИ, а выходы соединены с адресным входом блока пам ти начальных состо ний параллельных процессов, второй компаратор, первый вход которого соединен с выходом задатчика количества парал5 лельных процессов, а адресный вход - с выходами второго счетчика, блок выбора логических функций, первый, второй и третий входы признаков которого соединены с выходом второго компаратора, выходом указа0 ни конца списка смежных состо ний блока задани режима и порога и выходом схемы сравнени , третий счетчик, группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов блока

5 выбора логических функций, суммирующий вход подключен к управл ющему выходу блока выбора логических функций, вход установки соединен с управл ющим выходом блока выбора логических функций, синхров0 ход подключен к первому выходу тактового генератора, вход сброса соединен с входом Сброс устройства, а выходы подключены к адресному входу блока выбора логических функций, блок управлени и синхрониза5 ции, входы которого соединены с выходами третьего счетчика, а с первого по восьмой выходы соединены соответственно с первым входом управлени второго коммутатора , входом записи блока буферной пам ти текущих состо ний параллельных процес0 сов, суммирующим входом второго счетчика , вторым входом элемента ИЛИ, входом чтени блока буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, входом записи первого счетчика, суммирующим

5 входом первого счетчика и вторым входом управлени второго коммутатора.

В предложенном техническом решении осуществл етс контроль текущего состо ни критической ситуации путем последовательного перебора параллельных процессов , составл ющих данную ситуацию. На каж- дом шаге перебора дл каждого из параллельных процессов определ етс текущее состо ние путем контрол переходов на основании сигналов датчиков.

В соответствии с известным подходом дл решени задачи контрол текущего состо ни критической ситуации, состо щей из параллельных процессов, необходимо дл каждого из данных процессов предусмотреть свое отдельное устройство дл контрол состо ни критической ситуации (например, устройство-прототип). В соответствии же с предложенным подходом дл решени этой задачи используетс всего одно устройство дл контрол текущего состо ни параллельных процессов независимо от количества данных процессов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2-граф состо ний предложенного устройства.

Устройство дл контрол текущего состо ни параллельных процессов содержит (см. фиг. 1) блок 1 датчиков параметров, блок 2 формировани адресов начал списков смежных состо ний, первый счетчик 3, блок 4 задани режима и порога, первый коммутатор 5, цифроаналоговый преобразователь 6, первый компаратор 7, схема 8 сравнени , элемент ИЛИ 9, задатчик 10 количества параллельных процессов, тактовый генератор 11, блок 12 буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов , второй компаратор 13, блок 14 пам ти начальных состо ний параллельных процессов , второй счетчик 15, второй компаратор 16, блок 17 выбора логических функций, третий счетчик 18. блок 19 управлени и синхронизации.

Блок 1 датчиков параметров содержит датчики аналогового типа, определ ющие переход состо ний параллельных процессов .

Блок 2 формировани адресов начал списков смежных состо ний хранит адреса начал списков кодов смежных состо ний, в которые возможен переход из текущих состо ний различных параллельных процессов .

Первый счетчик 3 предназначен дл формировани адреса очередного смежного состо ни , переход в которое из данного текущего состо ни контролируетс путем опроса соответствующего датчика.

Информационные разр ды блока 4 задани режима и порога разбиты на п ть частей:

Vi - код смежного состо ни , переход в которое возможен из данного текущего состо ни . При этом коды смежных состо ний записываютс в последовательности, соответствующей приоритетам датчиков, определ ющих переход в данное состо ние;

V2 - адрес датчика, определ ющего пе- 5 реход в данное смежное состо ние;

Ui - указатель конца списка смежных состо ний (единица указывает на конец списка );

Va - двоичный код величины порога дл 0. контролируемого датчика;

Ui - указатель логического значени (ноль или единица).

При этом единица указывает на то, что переход происходит в случае, если анэлого- 5 вый сигнал контролируемого датчика превышает пороговое значение, а ноль - если этот сигнал ниже величины соответствующего порога.

Первый коммутатор 5 по адресу, посту- 0 лающему на его адресные входы с группы выходов выбора датчиков блока 4 задани режима и порога, обеспечивает коммутацию опрашиваемого датчика из блока 1 датчиков параметров.

5 С помощью цифроаналогового преобразовател 6 осуществл етс преобразование двоичного кода величины порога, поступающего с группы выходов задани порога блока 4 задани режима и порога, в 0 соответствующий аналоговый сигнал.

Первый компаратор 7 формирует выходной сигнал на основании сравнени сигнала датчика, выбранного первым коммутатором 5, и сигнала с выхода цифроаналогового 5 преобразовател 6.

Схема 8 сравнени формирует единичный сигнал при совпадении сигналов с вы- . хода первого компаратора 7 и с выхода указани режима контрол сигнала датчика 0 блока 4 задани режима и порога.

Задатчик 10 кода хранит код, равный количеству параллельных процессов в контролируемой критической ситуации.

Тактовый генератор 11 формирует с за- 5 данным периодом непересекающиес во времени синхроимпульсы и .

Блок 12 буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов хранит коды текущих состо ний всех параллельных 0 процессов, составл ющих контролируемую критическую ситуацию.

Второй коммутатор 13 управл ет работой блока 12 буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов. 5 Блок 14 пам ти начальных состо ний параллельных процессов хранит коды начальных состо ний параллельных процессов .

Второй счетчик 15 формирует и хранит код процесса на данном шаге контрол критической ситуации. Одновременно этот же код вл етс адресом чейки блока 12 буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, в которой хранитс код текущего состо ни соответствующего процесса .

Второй компаратор 16 формирует единичный сигнал при совпадении содержимого задатчика 10 кода и второго счетчика 15.

Блок 17 выбора логических функций и блок 19 управлени и синхронизации программируютс по стандартным методикам и в соответствии со своими системами логических функций. Блок 17 выбора логических функций реализует следующую систему логических функций:

У1 Р4 (Х2+ХЗ)+Р5,

У2 Р4 (Х2+ХЗ)+Р6+Р7,

ХЗ+рб -Х1+Р7,(1)

У4 РО+Р1 -Х1+Р2+РЗ+Р4- Х2 Яз.

У5 Р1 Х1+Р4 (Х2+ХЗ)+Р5+Р6+Р7.

а блок 19 управлени и синхронизации реализует систему логических функций: 91 ро, 92 РО+Р7, дз Р1+Р6, 94 Р2, 95 Р2, 96 РЗ, 97 Р5. 98 Р7,(2)

где XL X2, хз- логические сигналы на первом втором и третьем входах признаков блока 17 выбора логических функций;

У li....ys - логические сигналы на выходах блока 17 выбора логических функций,

gi,...,98 - логические сигналы на первом - восьмом выходах блока 19 управлени и синхронизации,

м, если k B(ai, 32, аз) Pk Pk(ai. 32, аз) 4

{О, в противном случае

ai, 32, аз - логические сигналы на выходах третьего счетчика 18,

k 0,1,..., 7 - дес тичный индекс,

B(ai, Э2. аз) - дес тична форма двоичного числа 333231,

+,.,- - символы операций логического сложени , умножени и отрицани соответственно .

При программировании матриц необходимо учитывать, что символы Po,Pi,...,P7 вл ютс результатом дешифрации кода 333281, т.е. задаютс следующим рбразом:

Ро - , PI , Pz 333231,

РЗ 333231, Р4 333231, Рб 333231. Рб ш 333231, Р 333231.

Работа устройства дл контрол состо ни критической ситуации происходит следующим образом (см. фиг. 1).

Действие управл ющей части (блок 17 вы бора логических фун кций и блок 19 уп ра в- лени и синхронизации, счетчик 18) основано на потактовом формировании состо ни работы устройства, код которого хранитс в счетчике 18 и определ ет:

сигнэлы упрэвлени коммутэтором 13,

блоком 12 буферной пэм ти текущих состо ний пзрэллельных процессов и счетчикэми 3 и 15 (с помощью блокэ 19 управлени и синхронизации);

коды следующих состо ний, в которые

происходит переход из дэнного состо ни (с помощью блокэ 17 выбора логических функций).

При поступлении внешнего сигнэла Сброс на входы сброса первого 3, второго

15 (через элемент 9 ИЛИ) и третьего 18 счет- ч иков их содержимое обнул етс . Сброс содержимого счетчика 18 обеспечивает начало рзботы устройствэ с нулевого состо ни .

В ходе работы код состо ни А (а1.а2.аз) подаетс на входы блока 19 управлени и синхронизации,который в соответствии с системой своих логических функций (2) преобразует А в управл ющие сигналы

Х (х1,х2,хз).

Блок 17 выбора логических функций в соответствии с системой своих логических функций (1) преобразует (А,Х) в код следующего состо ни у1,у2,уз и выдает сигнал установки ys или выдает сигнал у4 перехода в смежное состо ние работы устройства, или выдает нулевые у4, ys. блокиру изменение состо ни . При наличии сигнале ув по переднему фронту сигнэла Ф1 с выхода тактового генерэторз 11 в счетчик 18 записываетс код следующего состо ни У1,у2.уз. При наличии сигнэла у4 содержимое счетчика 18 увеличиваетс на 1, а при отсутствии сигналов у4 и ys остаетс прежнее состо ние работы устройствэ.

Сигнэлы Х1,х2,хз, участвующие в формировании очередного состо ни работы уст- ройствз с помощью блокэ 17 выбора готических функций, имеют следующий

смысл:

xi - закончено отслеживание последнего из процессов, вход щих в состав контролируемой критической ситуации;

Х2 - закончен просмотр спискэ смежных

состо ний, в которые возможен переход из текущего состо ни отслеживаемого про- цессэ;

хз- нзличие перехода в смежное состо ние .

Системы логических функций (1) и (2) обусловливают функционировэние устройстве в соответствии с графом состо ний, приведенном на фиг. 2,

Кажда вершина графа состо ний (см. фиг. 2) соответствует одному из восьми конкретных состо ний. Внутри каждой вершины записан в дес тичной форме код соответствующего состо ни А. Дл каждой вершины также указаны управл ющие сигналы D gi,....ge. имеющие единичное значение в данном состо нии.

Кажда дуга указывает на вершину-состо ние , в которое происходит переход из исходной вершины-состо ни , Каждой дуге приписана логическа функци на множестве сигналов X, истинность которой задает переход из исходной вершины-состо ни в смежную. На фиг. 2 предполагаетс , что ее- ли дуге не приписана логическа функци , то она всегда истинна.

Состо ние 0: Установка начального состо ни очередного процесса. На выходах блока 19 управлени и син- хронизации присутствуют единичные сигналы gi. да. Это обеспечивает запись по переднему фронту сигнала кода начального состо ни процесса, хранимого в чейке блока 14 пам ти начальных состо ний параллельных процессов с адресом, равным содержимому счетчика 15, в чейку блока 12 буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов с тем же адресом.

На выходах блока 17 выбора логических функций присутствуют сигналы , , поэтому по сигналу Ф| происходит переход в состо ние 1.

Состо ние 1: Установка следующего процесса.

На выходах блока 19 управлени и синхронизации присутствует единичный сигнал gi. Это обеспечивает по переднему фронту Фг увеличение содержимого счетчика 15 на 1.

На выходах блока 17 выбора логических функций присутствует:

сигналы , , если , и тогда по сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 2;

сигналы , и сигналы У1,у2,уз со значени ми, соответствующими нулевому коду, и тогда по сигналу Ф1 происходит возврат в состо ние 0.

Состо ние 2: Установка первого про- цесса.

На выходах блока 19 управлени и синхронизации присутствует единичный сигнал 94. Это обеспечивает сброс содержимого счетчика 15.

На выходах блока 17 выбора логических функций присутствуют сигналы , , поэтому по сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 3.

Состо ние 3: Установка адреса начала списка смежных состо ний в соответствии с текущим состо нием отслеживаемого процесса .

На выходах блока 19 управлени и синхронизации присутствуют единичные сигналы 95,96. Это обеспечивает запись в счетчик 3 содержимого чейки блока 2 формировани адресов начал списков смежных состо ний , адресом которой вл етс код текущего состо ни отслеживаемого процесса , хранимый в блоке 12 буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов.

На выходах блока 17 выбора логических функций присутствуют сигналы , , поэтому по сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 4.

Состо ние 4: Контроль перехода и конца списка смежных состо ний.

На выходах блока 19 управлени и синхронизации отсутствуют единичные сигналы , поэтому в работе устройства никаких изменений не происходит.

На выходах блока 17 выбора логических функций присутствуют:

сигналы , ys-0, если . и тогда по сигналу Pi происходит переход в состо ние 5;

сигналы . и сигналы yi, у2, уз со - значени ми, соответствующими коду состо ни 6, если , . и тогда по сигналу Ф| происходит переход в состо ние 6;

сигналы , и сигналы yi, ya. уз с значени ми, соответствующими коду состо ни 7. если , и тогда по сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 7.

Состо ние 5: Установка следующего состо ни из списка смежных состо ний.

На выходах блока 19 управлени и синхронизации присутствует единичный сигнал 97. Это обеспечивает увеличение содержимого счетчика 3 на единицу.

На выходах блока 17 выбора логических функций присутствуют сигналы , и сигналы у1,у2,узсо значени ми, соответствующими коду состо ни 4, и тогда по сигналу Ф1 происходит возврат в состо ние 4.

Состо ние 6: Установка следующего процесса.

На выходах блока 19 управлени и синхронизации присутствует единичный сигнал дз. Это обеспечивает увеличение содержимого счетчика 15 на единицу.

сигналы , и сигналы у1,У2,уз со значени ми, соответствующими коду состо ни 3, если , и тогда по сигналу Ф| происходит переход в состо ние 3;

сигналы , и сигналы у1,у2,уз со значени ми, соответствующими коду состо ни 2, если , и тогда по сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 2.

Состо ние 7: Коррекци текущего состо ни отслеживаемого процесса.

На выходах блока 19 управлени и синхронизации присутствуют единичные сигналы дв. дэ. Это обеспечивает запись нового текущего состо ни в чейку блока 12 буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, адресом которой вл етс содержимое счетчика 15.

На выходах блока 17 выбора логических функций присутствуют сигналы , и сигналы у1,у2,уз со значени ми, соответствующими коду состо ни 3, и тогда по сигналу Ф происходит переход в состо ние 3.

Технические преимущества предложенного устройства по сравнению с известным состо т в расширении функциональных возможностей устройства за счет введени возможности контрол текущего состо ни параллельных процессов.

За счет указанных технических преимуществ повышаетс надежность информэци- онного обеспечени оператора при управлении сложными техническими системами и тем самым повышаетс безопасность их функционировани .

Claims

Формула изобретени Устройство дл контрол состо ни критической ситуации, содержащее блок формировани адресов начал списков смежных состо ний, первый счетчик, блок задани режима и порога, первый коммутатор , цифроаналоговый преобразователь, первый компаратор, схему сравнени , элемент ИЛИ, задатчик количества параллельных процессов, тактовый генератор и блок датчиков параметров, выходы которого соединены с информационными входами первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом цифроаналогового преобразовател и первым входом схемы сравнени , первый вход элемента ИЛИ соединен с входом сброса устройства, выходы блока формировани адресов начал списков смежных состо ний соединены с информационными входами первого счетчика, выходы которого соединены с информационными входами блока задани режима и порога, группа выходов выбора датчиков которого соединена с адресным входом первого коммутатора, группа выходов задани порога - с входами цифроаналогового преобразовател , а выход указани режима контрол сигнала датчика соединен с вторым входом схемы срэвнени . отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей устройства за счет контрол состо ни параллельных процессов обьекта, в него введены блок буферной пам ти текущих со0 сто ний параллельных процессов, второй коммутатор, блок пам ти начальных состо ний параллельных процессов, второй и третий счетчики, второй компаратор, блок выбора логических функций, блок управле5 ни и синхронизации, входы которого соединены с выходами третьего счетчика, а с первого по восьмой выходы соединены соответственно с первым входом управлени второго коммутатора, входом записи блока

0 буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, суммирующим входом второго счетчика, вторым входом элемента ИЛИ, входом чтени блока буферной пам ти текущих состо ний параллельных процес5 сов, входом записи и суммирующим входом первого счетчика и вторым входом управлени второго коммутатора, вход запуска тактового генератора и входы сброса первого и третьего счетчиков соединены с входом

0 сброса устройства, первый выход тактового генератора соединен с синхровходом третьего счетчика, группа информационных входов которого соединена с группой информационных выходов блока выбора ло5 гических функций, а суммирующий вход и вход установки - с соответствующими управл ющими выходами блока выбора логических функций, выход третьего счетчика соединен с адресным входом блока выбора

0 логических функций, первый, второй и третий входы признаков которого соединены соответственно с выходом второго компаратора , выходом указани конца списка смежных состо ний блока задани режима и

5 порога и выходом схемы сравнени , второй выход тактового генератора соединен с син- хровходами первого и третьего счетчиков и блока буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, выход которого

0 соединен с адресными входом блока формировани адресов начал списков смежных со- сто ний, а информационный вход - с выходом второго коммутатора, первый и второй информационные входы которого

5 соединены соответственно с выходом кодов смежного состо ни блока задани режима и порога и выходом блока пам ти начальных состо ний параллельных процессов, адресный вход которого соединен с адресным входом блока буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, выходом второго счетчика и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом задатчика количества параллельных процессов, а выход элемента ИЛИ - с входом сброса второго счетчика.

Л

О UU2

1Д7

ФШ2