Устройство управления переключением многоузлового объекта Советский патент 1989 года по МПК G05B19/18 G06F9/22 

пами выходов объекта 5 управления и в соответствии с п определителями 1. Цепи 6-1,.,6-п предназначены для подключения каждой соответствующей группы выходов объекта 5 управления к входам того из определителей 1, который обслуживает данную группу цепей 6, каждая группа цепей 6 имеет m цепей (по количеству параметров соответствующего объекта 5 управления), п цепей 7, предназначенных для подключения выходов определителей 1 к соответствующим входам блока 2 определения максимума, п цепей 8, соединяющих выходы блока 2 определения максимума с сдответствующи- ми входами объекта 5 управления и предназначенных для выдачи в соответствующие узлы объекта 5 управления команд включения, m цепей 9, соединяющих выходы программатора 4 с соответствующими входами определителей 1 и предназначенных для последовательной передачи сигналов распределения из программатора 4 в определители 1, эти сигналы используются для обеспечения очередности обслуживания сигналов в каждой из групп цепей 6, цепь 10 дл подачи от генератора 3 тактовых сигналов в определители 1 и узлы программатора 4, цепь 11 для подачи с соответствующего выхода программатора 4 тактовых сигналов в определители 1, эти тактовые сигналы предназначены для сдвига записанного числа в регистре сдвига каждого из определителей 1, цепь 12, предназначенная для выдачи из блока 2 определения максимума в определители 1 и программатор 4 сигнала установки исходного состояния, цепь 13, предназначенная для выдачи из блока 2 определения максимума сигнала остановки тактовых сигналов, выдаваемых в цепь 11.

Каждый из определителей 1-1...1предназначен для определения величины необходимости включения соответ - ствующего ему узла объекта 5 управления.

Определитель 1 выполнен по схеме представленной на фиг.2, и содержит один блок 14 суммирования и умножителей 15 по количеству цепей, входящих в соответствующую группу цепей 6, и следовательно по числу параметров, характеризующих состояние каждого узла объекта 5 управления.

Объект 5 управления состоит из узлов 16, связанных между собой цепями 17, наличие внутренних цепей 17 обеспечивает при включении одного из узлов 16 отключение других узлов 16 объекта 5 управления.

Q Каждый умножитель 15 предназначен для умножения величины сигнала, поступающего на его вход по соответствующей из цепей 6 на заранее установленный коэффициент, слой для

5 каждого сигнала. С выходов объекта 5 управления (фиг.2) поступают сигналы, имеющие соответствующие логические уровни. Умножитель 15 заменяет логический сигнал, поступающий

Q по соответствующей цепи«на число импульсов, равное коэффициенту умножения, т.е. в данном случае можно считать, что осуществляется умножение единицы на соответствующий ко5 эффициент умножения.

Каждый умножитель 15 содержит первый элемент И 18, триггер 19, второй элемент И 20.

Кроме указанных элементов, определитель 1 содержит одновибратор 21, который может быть выполнен на основе схемы обычного десятичного счетчика с собственной остановкой, дешифратора и триггера на входе, осуществляющего запоминание импульса, поступающего по соответствующей цепи 9.

Разрешение на работу указанного счетчика одновибратора 21 выдается в случае наличия сигнала на выходе триггера 19 и происходит по импульсу, поступающему из программатора 4 по соответствующей цепи 9. На выходе одновибратора 21 формируется импульс, длительность которого пропорциональна коэффициенту умножения о Поскольку коэффициенты умножения для разных сигналов должны быть различными, то и одно- вибраторы 21, входящие в различные

0 умножители 15, могут отличаться друг от друга по своим характеристикам, оставаясь идентичными по схемно- функциональному построению,, Длительности импульсов, формируемые на вы5 ходах указанных одновибраторов, могут отличаться друг от друга, что достигается, например, путем включения различного числа триггеров в

0

5

0

5

счетчики, на основе которых построены одновибраторы 21.

Каждый блок 14 суммирования со- держит элемент ИЛИ 22, регистр 23 сдвига, который может быть построен по схеме известного регистра сдвига на IK-триггерах. Этот регистр сдвига имеет счетный вход, соединенный с выходом элемента ИЛИ 22, информационный вход, соединенный с плюсом источника питания устройства для того, чтобы в регистр 23 сдвига постоянно записывались логические единицы по мере поступления на его счетный вход тактовых импульсов.

Блок 2 определения максимума предназначен для выбора сигналов, поступающих с выходов определителей 1, сигнала с наибольшим значением и трансляцию его на соответствующий вход объекта 5 управления, для включения соответствующего узла 16 объекта 5 управления.

Блок 2 определения максимума содержит схему 24 блокирования, од- новибратор 25, который может быть выполнен на основе стандартной микросхемы.

Схема 24 блокирования содержит инвертор 26, элементы ИЛИ 27, работающие по нулевым сигналам на входе, элементы И-НЕ 28, схему 29 задержки.

Программатор 4 предназначен для выдачи последовательности импульсов распределения, определяющих очередность обслуживания сигналов в каждой группе цепей 6, и (по окончании работы умножителей 15) для выдачи импульсов сдвига в регистр 23 сдвига блока 14 суммирования определителей 1-1.,.1-п.

Программатор 4 может быть выполнен по схеме, представленной на фиг.2. В этом случае программатор 4 содержит распределитель 30 импульсов, выполненный по схеме распределителя импульсов на 1К-триггерах, триггер 31, выполненный по схеме RS-триггера, S-вход, его подключен к соответствующему выходу распределителя 30 импульсов, R-вход соединен с цепью 12 сброса, элемент И 32 и элемент ИЛИ 33.

Работа программатора 4 поясняется временными диаграммами, представленными на фиг.З, где а - временная диаграмма импульсов, на выходе генератора 3 тактов; б - временная диаграмма импульсов, посылаемых из программатора 4 в цепи 9-1; в - временная диаграмма сигнала на выходе одновибратора 21 того из умножителей 15 определителя 1-1, который подключен к цепи 9-1; г - временная диаграмма импульсов, посылаемых из программатора 4 в цепи 9-т; д - временная диаграмма сигнала на выходе одновибратора 21 того умножителя 15 определителя 1-п, который подключен к цепи 9-m; e - временная

5 диаграмма сигнала на выходе элемента ИЛИ 22 блока 14 суммирования определителя 1-1; ж - временная диаграмма сигнала, посылаемого с соответствующего выхода программатора

Q 4 в цепь 11; з - временная диаграмма сигнала на выходе блока 2 определения максимума, подключенного к цепи 8-1, в случае, если величины необходимости переключения в состо5 яние; определяемое сигналами в цепях 6-1, является наибольшей; и - временная диаграмма сигнала на выходе схемы 29 задержки, входящей в схему 24 блокирования блока 2 опре0 деления максимума; к - временная диаграмма сигнала сброса, выдаваемого с выхода одновибратора 25.

Устройство работает следующим образом.

Объект 5 управления состоит из, п узлов 16. Состояние каждого узла 16 характеризуется определенными параметрами. По цепям 6 сигналы, пропорциональные величинам параметров узлов 16, поступают на входы умножителей 15 соответствующих определителей 1. Датчики, с помощью которых снимаются указанные величины параметров, в цепях упрощения не показаны..

Каждый из параметров соответствующего узла 16 имеет определенную значимость для перевода этого узла

во включенное состояние и степень

л

и этой значимости соответствует определенному коэффициенту умножения.

Величину, выраженную параметрами соответствующего сигнапа, необходимо умножить на соответствующий

5 коэффициент. В соответствии с этим сигнал, передаваемый по каждой цепи 6-1, поступает на соответствующий умножитель 15.

0

5

Умножитель 15 (фиг.2) расчитан на работу только с логическими сигналами, поступающими из объекта 5 управления по соответствующей цепи 6, т.е. умножитель производит умножение сигнала логической единицы или логического нуля на соответствующий коэффициент умножителя. Каждый сигнал, поступающий по отдельной цепи 6-1 на соответствующий вход определителя 1-1, поступает далее на вход соответствующего ему умножителя 15, на другой вход того же умножителя по отдельной цепи из группы цепей 9 поступает разрешающий сигнал из программатора 4, служащий для обеспечения последовательной очередности в обслуживании умножителей 15 определителя 1-1.

При совпадении во времени сигналов на обоих указанных входах одного и того же умножителя 15 в нем срабатывает первый элемент И 18. Сигнал с выхода этого элемента посту пает на вход триггера 19. Последний срабатывает, и сигнал с-его выхода поступает на вход одновибра- тора 21, подготавливая его срабатывание. Одновибратор срабатывает по поступлению импульсного сигнала из соответствующей цепи 9. В случае поступления сигнала из программатора 4 по цепи 9-1, по этому сигналу срабатывает как элемент И 18, так и одновибратор 21„

В случае поступления по цепям 9-2...9-т сигналов с выхода программатора 4, по этим сигналам срабатывает только одновибратор 21 при наличии разрешающего сигнала с соответствующего триггера 19.

Длительность импульса на выходе одновибратора 21 выбирается, исходя из конкретного значения коэффициента умножения умножителя 15.

Импульс с выхода одновибратора 21 поступает на вход второго элемента И 20 умножителя 15. На другой вход этого элемента И 20 по цепи 10 поступают тактовые импульсы. На выходе элемента И 20 появляется количество импульсов, пропорциональное величине необходимости включения соответствующего узла 16 объекта 5 управления, обусловленной наличием параметра, значение которого выражено сигналом, передающим по цепи 6-1. Поскольку в определителе

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

1-1 умножители 15 работают поочередно в соответствии с сигналами, поступающими по цепям 9-1...9-т, из программатора 4, то импульсы с выходов вторых элементов И 20 умножителей 15 последовательно поступают через элемент ИЛИ 22 блока 14 суммирования определителя 1-1 на. тактовый вход регистра 23 сдвига того же блока 14. Регистры 23 сдвига в исходном состоянии по окончании сигнала сброса, поступающего по цепи 12 (фигоЗк).обнулены. При поступлении на счетный вход регистра 23 сдвига тактовых импульсов с выхода элемента ИЛИ 22 происходит запись в регистр 23 сдвига сигнала с уровнем логической единицы (плюс источника питания) , поступающего на информационный вход регистра 23 сдвига или запись логических единиц в регистр 23 сдвига и их последующий сдвиг указанными тактовыми импульсами. Причем величина такого сдвига пропорциональна количеству тактовых импульсов, поступивших на счетный вход регистра 23 сдвига.

Таким образом, подсчитывают суммарное количество поступивших на счетный вход импульсов или, что то же самое, суммарную величину необходимости включения узла 16-1 объекта 5 управления.

Одновременно происходит аналогичный подсчет суммарной величины необходимости включения узлов 16-2... 16-п объекта управления соответственно в определителях 1-2...1-п.

Таким образом, время выработки решения о переключении объекта 5 управления в нужное состояние сокращается в п раз по сравнению с известными устройствами

Если один из параметров, характеризуемый сигналом, поступающим по цепи 6, отсутствует, то количество импульсов,поступающее от соответствующего умножителя 15, равно нулю. По окончании выдачи импульсов от всех умножителей 15 в соответствующие блоки 14 суммирования с выхода программатора 4 по цепи 11 начинают поступать тактовые импульсы (фиг.Зж), которые через все элементы ИЛИ 22 одновременно подаются на счетные входы всех регистров 23

сдвига. Числа, записанные во всех регистрах 23 сдвига.одновременно начинают сдвигаться.

Поскольку величина необходимости включения различных узлов 16 объекта 5 управления является различной и в разные регистры 23 сдвига записаны разные числа, то первым заполнится регистр 23 сдвига того определителя 1, который определил наибольшую величину необходимости включения ему узла 16 объекта 5 управления и, следовательно, в который на счетный вход поступило больше тактовых импульсов Поэтому на выходе указанного регистра 23 сдвига появляется сигнал, который по соответствующей цепи 7 поступает на вход схемы 24 блокирования блока 2 определения максимума

Схема 24 блокирования служит для предотвращения появления на ее выходах одновременно двух или более сигналов в том случае, если на ее входы по цепям 7 поступают одновременно несколько сигналов. Импульсный сигнал, пройдя схему 24 блокирования, поступает по соответствующей цепи 8 на включение соответствующего узла 16 объекта 5 управления (фиг.Зз).

Кроме того, указанный импульсный сигнал через элементы ИЛИ 27 схемы 24 блокирования блока 2 поступает на вход элемента И 32 программатора 4 для остановки подачи тактовых импульсов в регистры 23 сдвига определителей 1 на время прохождения переходных процессов в объекте 5 управления. Рассмотренный сигнал, продя элемент ИЛИ 27 схемы 24 блокирования блока 2, поступает через схму 29 задержки (фиг.Зи) на вход од- новибратора 25 того же блока 2 и запускает его.

Схема 29 задержки предназначена для устранения преждевременного сброса импульса, поступающего в

соответствующую цепь 8. i

Сигнал с выхода одновибратора 25 поступает на установку в начальное состояние программатора 4, на установку в исходное состояние одновиб- раторов 21 и регистров 23 сдвига определителей 1 (фш .Зк).

После окончания импучъса сброса работа устройства повторяется.

Ф о р м v jj л

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

УСТРОЙСТВО vrtpal ГОНГИ ; ОрОКЛЮчением мног OVTHOFUU о , содержащее программатор, it нор т юр i IK - тов и блок суммирования, и т ч и - чающееся тем, что, с цочыо оптимизации и быстро {еистнпя процесса управления, в устройство пьо- дены блок определения MJKCHMVM i и по числу узлов объекта управления определители значимости параметром, каждый из которых содержит УМНОЖИТi- ли по числу параметров состояния соответствующего узла объекта управления и блок суммирования, информационные входы которого соединены с одноименными выходами соответствующих умножителей, а выход бпо- ка суммирования является информационным выходом определителя, тактовый вход блока суммирования - первым тактовым входом определителя, л объединенные тактовые входы умножителей определителя - его вторым тактовым входом, информационные входы умножителей определителя образуют группу его информационных входов, каждый вход из группы объединенных входов умножителей определителя соединен с одноименным входом соответствующего умножитетя данного определителя, объединенные входы сброса умножителей и блока суммирования образуют вход сброса определителя, каж- каждый вход из группы информационных входов определителя соединен с одноименным выходом из группы выходов соответствующего узла объекта управления, каждый вход из группы объединенных входов умножителей определителя соединен с соответствующими входами остальных определителей и подключен к соответствующему выходу из группы выходов синхронизации программатора, первые тактовые входы определителей соединены с такта-1- въы выходом программатора, вторые тактовые входы определителей соединены с тактовым входом программатора и выходом генератора тактов, входы сброса определителей объединены и подключены к входу сброса программатора и выходу сброса бпока определения максимума, информационные входы которого сое гинены с информационными ВЫХО l.iMlf СООТ ОЛСТР ЮЩИХ

определителе, vnni-ч ч т ч. иыходы

блока определения максимума соединены с управляющими входами соответствующих узлов объекта управления,

выход останова блока определения максимума соединен с входом останова программатора.

Изобретение относится к автоматике для управления переключением многоузлового объекта в одно из состояний, исключающих включение других узлов данного объекта управления, и может быть использовано в области коммутационной и вычислительной техники. Целью изобретения является оптимизация процесса управления при одновременном увеличении быстродействия управления объектом. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее программатор, генератор тактов и блок суммирования введены блок определения максимума и определители по числу узлов объекта управления. При этом каждый определитель содержит умножители по числу параметров состояния соответствующего узла объекта управления и блок суммирования. Предлагаемое устройство позволяет повысить быстродействие формирования команд управления приблизительно в N раз, где N - количество узлов объекта управления. Повышение быстродействия обусловлено тем, что определение величины необходимости включения всех узлов объекта управления производится одновременно

кроме того,предлагаемое устройство позволяет повысить оптимизацию процесса управления предлагаемого устройства за счет сравнения всех возможных вариантов состояния и нахождения такого состояния объекта управления, величина необходимости переключения в которое является в данный момент максимальной из возможных. 3 ил.

Фиг.4

tlllllllllllllllllllllllllllllll

Ч

Ч

S-1

iii

-L г