Устройство для контроля динамики сложных систем Советский патент 1987 года по МПК G06F11/30 G06F11/07 

Изобретение относится к средствам автоматического управления, ко 1троля и сигнат нзации технических систем и может быть использовано для распознавания критических ситуаций, связанных с динамикой контролируемог объекта, неадекватной нормальному ег функционированию.

Целью изобретения является .расширение функционапьных возможностей устройства путем контроля за состоянием сложной системы по динамике ситуативных признаков,

В устройстве реализуется способ контроля динамики контролируемой сие темы, основанный на топологических свойствах ситуационного пространства объекта контроля. Характерной особенностью сложных технических систем как объектов контроля является отсут с;гвие детерминированной связи ситуа- цин S(t) S(t+I), Для таких систем определить, какая ситуация возникает на следующем этапе, если в текущий момент времени реализовалась ситу- ация S. , можно лищь с точностью до некоторого подмножества R(S;) всего множества возможных ситуаций S {Sj. Таким образом, множество R(S.) S определяет множество допустимых пе- реходов S; S((S ;). Для каждой Ситуации Sj множество R(S.) может быть определено априорно на основании изучения свойств конкретного объекта контроля,

Обозначим R (S .)R(S,)US.. Переходным инвариантом контролируемого объекта в ситуации S. называется двоичный вектор q(S.), определяемый

В соответствии с выражением q(S.) («.P(S.)U(.P(Sj)), (J {j (S,-))(1)

где P (Sj) - двоичный вектор признаков ситуации (код ситу- ации); Р (S) - его инверсия. Вектор q (S .) содержит единицы в тех разрядах, которые совпадают для всех векторов Р (S ;) из R (S.).

Тогда необходимое условие корректности динамики системы (условие соответствия реализовавшихся переходов допустимым) может быть описано выражением , P(S(t))q(S(t))P(S(t+l))q(S(t)).

Данное условие может быть сформулировано следующим образом: переход

5 0 5 о

5

0

5 O

5

является недопустимзгм, если из ситуации S(t)-- S. контролируемый объект пе решел в такую ситуацию S(t+l)S, что разряды кода ситуации, определяемые переходным инвариантом q(S.), измени-пись. В этом случае необходимо выдать сигнал о том, что объект контроля функционирует непредсказуемым образом, т.е. сигнал о возникновении критической ситуации.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый I и второй 2 регистры, блок 3 злементов СПОЛЖНИЕ ПО МОДУЛЮ 2, блок 4 памяти, блок 5 элементов И, первый 5 и второй 7 элементы ИЛИ и генератор тактовых импульсов 8, Блок 3 состоит из элементов 9 СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2 а блок 5 - из элементов И 10.

Настройка устройства на конкретный объект контроля осуществляется заданием для каждой ситуации S,, встречающейся в технологическом цикле объекта контроля, множества допустимых переходов R(S.). При этом в соответствии с выражением (1) вы-: числяется переходный инвариант q(S-) и заносится в память по адресу, определяемому кодом ситуации P(S;), после чего устройство готово к работе.

Устройство работает следующим образом.

Двоичный вектор признаков ситуации от дискретных датчиков объекта контроля P(S(t)) записывается в регистр и поступает на первые входы элементов 9 блока 3 элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2. На вторые входы этих элементов поступает двоичный вектор P(S(t-l) из регситра 2, записанный на предыдущем этапе. При этом на выходах элементов 9, соответствующих тем разрядам кода ситуации, которые измeнилиciF по отношению к предыдущему этапу, формируется сигнал с уровнем логической 1, Код ситуации P(S(t-l), записанной на предьщущем этапер поступает также на адресные входы блока памяти. По соответствующему адресу в блоке памяти хранится переходный инвариант qCSCt-l) ситуации S(t-l), который поступает на первые; входы элементов И 10. На вторые входы элементов И 10 поступает двоичный код с выхода блока 3, Если на текущем этапе какой-либо разряд кода ситуации, определяемый инвариантом, изменился по отношению к предыдущему этапу, то на выходе одного из элементов И формируется сигнал с уровнем логической 1, При этом элемент 6 ИЛИ формирует сигнал единичного уровня на контрольном выходе устройства и одновременно блокирует подачу синхроимпульсов от генератора тактовых импульсов 8 на синхровходы регистров. Анализ содержимого регистров позволяет определить характер не исправности, возникшей в контролируемой сложной системе.

Если же код ситуации не изменился или изменился в соответствии с пере- ходным инвариантом, то на выходах всех элементов И 10 сохраняются сигналы нулевого уровня: подача синхроимпульсов от генератора 8 продолжается и по заднему фронту очередного импульса, код текущей ситуации переписывается из первого I во второй 2 регистр, а в первый регистр записывается код новой ситуации. После этого процесс повторяется.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение функциональной надежности объекта контроля , так как позволяет выявить критические ситуации, в которых динамика кон тролируемой системы отличается от допустимой и своевременно сигнализирует об этом, не допуская выхода объекта на опасные, предельные режимы.

Составитель В, Воронков Редактор Л. Повхан Техред И.Попович Корректор Г, Решетник

--«-«-------------«--«--- --.«...,в«

Заказ 2967/53 Тираж 672Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

O

5

0

0

5

Формула изобретения

Устройство для контроля динамики сложных систем, содержащее первый регистр, блок памяти, блок элементов И и первый элемент ИЛИ, выход которого является контрольным выходом устройства, входы элемента ИЛИ соединены с выходами блока элементов И, подключенного первой группой входов к блоку памяти, информационные входы первого регистра являются входами устройства для подключения контро- ли уемой системы, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем контроля за состоянием системы по динамике ситуативных признаков, в него введены второй регистр, блок элементов СЛОЖЕНИЕ ПО модулю 2, генератор тактовых импульсов и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к синхровходам первого и второго регистров, а входы - к выходу генератора тактовых импульсов и к контрольному выходу устройства, выходы первого регистра подсоединены к информационным входам йто- рого регистра и к первой группе входов блока элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2, вторая группа входов которого подключена к выходам второго регистра и к входам блока памяти, а выходы блока элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2 подключены к второй группе входов блока элементов И.

Изобретение относится к области контроля сложных технических систем и может быть использовано для распознавания критических ситуаций. связанных с неадекватной нормальному функционированию динамикой объекта контроля. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства контроля по динамике ситуативных признаков. Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, блок 3 элементов 9 СЛОНШНИЕ ПО МОДУЛЮ 2, блок 4 памяти, блок 5 элементов И 10, первый 6 и второй 7 элементы ИЛИ, генератор тактовых импульсов 8, Возможность хранения в памяти устройства набора переходных инвариантов для сложных систем, динамика которых в каждой ситуации определяется множеством допустимых переходов, позволяет выявлять критические ситуации, в которых изменения состояния системы отличаются от допустимых. 1 ил. 2 Ф (Л со ю J: О оо СХ)