Устройство для комбинационно-логического управления сложными системами Советский патент 1990 года по МПК G06F9/00 

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

Цель изобретения - повышение быстодействия и расширение области приенения устройства.JQ

На фиг.1 приведена функциональная

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

Устройство содержит (фиг.1) входной 1 и выходной 2 регистры, первый 3 и второй 4 блоки памяти, счетчик 5 адресов, по числу входов устройства - элементы 6 анализа класса ситуаций, 20 по числу выходов устройства - элементы 7 синтеза управляющих 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 управляющих сигналов содержит (фиг.З) первый 12 и 30 второй 13 элементы ИЛИ-НЕ.

Устройство позволяет реализовать лгоритм комбинационно-логического правления сложной системой, пред- с ставленный в виде функционального (однозначного) отображения F: D- U - код ситуации - управляющий 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) определяет условие применимости продукции PJ в некоторой ситуации S, . характеризуемой n-разрядным 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,) определяет результат применения данной продукции - формирование двоичных разрядов управляющего кода U

а.

50

SV) - (u

i

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 представляет возможность формировать значения любой группы разрядов управляющего кода по значениям любой группы разрядов кода ситуации, что особенно удобно при управлении асинхронными процессами.

Настройка (программирование) устройства на операционную среду конкретного объекта управления осуществляется заданием множества пар векторов А (а ) и

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

двоичном дополнительном (двухбитном) коде заносятся по последовательным адресам первого 3 и второго 4 блоков памяти соответственно таким образом, что знаковые (первые) разряды соответствующих элементов а , и Ь . (представляемых в памяти двухбитными комбинациями 01 (+1), 00 (0) и 11 (-1)) выбираются из памяти по первым группам выходов, а разряды модуля элементов - по вторым. Пусть S {SvJk t множество ситуаций, потенциально осуществимых в технологическом цикле данного объекта управления (ситуационное пространство объекта). Обозначим через Q(S|) множество продукций, применимых в ситуации S. Алгоритм комбинационно- логического управления, заданнмй множеством Р ;);.,, является 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 для любой ситуации S e S и любого разряда управляющего кода в множестве Q(Sfe) - продукций, применимых в ситуации S, имеется продукция, формирующая значение данного разряда, а корректность позволяет быть уверенным, что в Q(Sk) не существует двух продукций, формирующих различные значения какбго-либо из разрядов управляющего кода. Требования полноты и корректности являются необходимыми условиями нормального функционирования устройства и должны обя

множества продукций.

Устройство работает следующим образом.

В начале каждого нового цикла формирования управляющего кода с входов кода ситуации устройства во входной регистр 1 заносится вектор двоичных сигналов - код ситуации D (S(t)) (d,, dг, ..., dh), характеризующий текущее состояние объекта управления, и сбрасывается в исходное состояние счетчик 5 адресов. При этом из первого блока 3 памяти выбирается вектор А (а,|, а,, ..., а ), а из второго блодса 4 памяти - вектор В1(Ь11,Ь) ..., Ь,). Знаковые биты компонент вектора А поступают при этом на вторые входы соответствующих элементов 6 анализа, а биты модуля - на третьи. Единичный сигнал на выходе j-ro элемента 6 анализа появляется лишь в

Устройство позволяет реализовать более эффективный алгоритм ситуационного управления, допускающий независимое формирование разпичных групп

том случае, когда по j-му разряду выполняется условие применимости про- 25 разрядов управляющего кода, относящих- дукции Р, (т.е. либо (а - 0) , либо ся к различным управляемым процессам, (а } +1 &(d/ I), лиоо (аг -) При этом за счет структурно-логичес- « (d- 0)). Если хотя бы по одному кой Декомпозиции ситуационного про- признаку условие применимости продук- странства управляемой системы и соот- (ции Р1 не выполняется(нулевой уровень 30 ветствующего укрупнения классов (к сигнала на выходе какого-либо элемента 6 анализа), то формирования разрядов управляющего кода не происходит (нет разрешения записи в выходной регистр 2). Если же единичный уровень 35 сигналов наблюдается на выходах всех элементов 6 анализа (продукция Р применима в текущей ситуации S(t)), то элементом И 8 формируется сигнал единичного уровня на входе разрешения 40 записи выходного регистра 2, разрешая тем самым формирование разрядов управляющего кода. Формирование осуществляется с помощью элементов 7 синтеза,

на первые входы которых поступают те- 45 ключена к группе выходов управляющего кода устройства, счетчик адресов, соединенный информационными выходами с адресными входами первого и второго блоков памяти, и генератор тактовых импульсов, отличающееj-му классу в данном случае относятся все ситуации, в которых применима продукция Р;) значительно сокращается объем пространства поиска, а следовательно, существенно повышается быстродействие устройства. Формула изобретения

I. Устройство для комбинационно- логического управления сложными системами, содержащее входной регистр, группа информационных входов которого подключена к группе входов кода ситуации устройства, выходной регистр, группа выходов которого подкущие значения разрядов управляющего кода с выходов выходного регистра 2, а на вторые и третьи - знаковые биты и биты модуля соответствующих элементов b| вектора В с выходов блока 4 50 памяти. Если (Ъ +1) или (Ь,0) $(), то на выходе j-ro элемента 7 синтеза,, формируется сигнал единичного уровня, а если (Ь -I) или

с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения, 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 записываются в него по заднему фронту очередного тактовоустройства - элементы синтеза управляющих сигнале и элемент И, причем первые входы элементов анализа класса ситуаций соединены с выходами

товым импульсом наращивается на единицу содержимое счетчика 5 адресов и из памяти выбирается следующая пара векторов А и В

соответствующая продукции Рг. Процесс повторяется для всех Pj(i l,r), причем одновременно с выборкой последней пары векторов АГ и Br на выходе переполнения счетчика 5 адресов появляется сигнал единичного уровня, поступающий на вход разрешения записи регистра I, и по заднему фронту очередного тактового импульса- одновременно со сбросом в исходное состояние счетчика 5 адресов в регистр I снова заносится код текущей ситуации с входов устройства. Тем самым инициируется новый цикл формирования управляющего кода.

Устройство позволяет реализовать более эффективный алгоритм ситуационного управления, допускающий независимое формирование разпичных групп

разрядов управляющего кода, относящих- ся к различным управляемым процессам, При этом за счет структурно-логичес- кой Декомпозиции ситуационного про- странства управляемой системы и соот- ветствующего укрупнения классов (к

разрядов управляющего кода, относящих ся к различным управляемым процессам, При этом за счет структурно-логичес- кой Декомпозиции ситуационного про- странства управляемой системы и соот- ветствующего укрупнения классов (к

j-му классу в данном случае относятся все ситуации, в которых применима продукция Р;) значительно сокращается объем пространства поиска, а следовательно, существенно повышается быстродействие устройства. Формула изобретения

I. Устройство для комбинационно- логического управления сложными системами, содержащее входной регистр, группа информационных входов которого подключена к группе входов кода ситуации устройства, выходной регистр, группа выходов которого подс я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения, в него введены по числу входов устройства элементы анализа

класса ситуаций, по числу выходов

устройства - элементы синтеза управляющих 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 памяти, а выходы соеди- нены с соответствующими входами элемента И, первые входы элементов синтеза управляющих сигналов соединены с выходами выходного регистра, вторые и третьи входы подключены к выходам соответственно первой и «торой групп выходов второго блока памяти, а выходы соединены с информационными входами выходного регистра, входы разрешения записи входного и выходного регистров подключены соответственно к выходу переполнения 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., отличающееся тем, что элемент

анализа класса ситуаций содержит элемент И-НЕ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами элемента анализа класса ситуаций, а выход соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход и выход которого являются соответственно третьим входом и выходом элемента анализа класса ситуаций.

3. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что элемент синтеза управляющих сигналов содержит первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, при этом первый и второй входы первого элемента ИЛИ-НЕ являются соответственно первым и третьим входами элемента синтеза управляющих сигналов, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход и выход которого являются соответственно вторым входом и выходом элемента синтеза управляющих сигналов.

Изобретение относится к системам и средствам автоматического управления и может быть использовано при управлении сложными техническими системами с преимущественно дискретным характером технологического цикла. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение области применения устройства. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 регистры, первый 3 и второй 4 блоки памяти, счетчик адресов 5, по числу входов устройства - элементы анализа 6 класса ситуаций, по числу выходов устройства - элементы синтеза 7 управляющих сигналов, элемент И 8 и генератор 9 тактовых импульсов. Введение элементов анализа класса ситуаций и синтеза управляющих сигналов, элемента И, а также связей позволяет реализовать в устройстве более эффективный алгоритм управления, допускающий независимое формирование различных групп разрядов управляющего кода, относящихся к различным управляемым процессам, что, в свою очередь, расширяет область применения устройства. При этом за счет структурно-логической декомпозиции ситуационного пространства управляемой системы по группам признаков, соответствующим различным управляемым процессам, и соответствующего укрупнения классов значительно сокращается объем адресного пространства поиска, а следовательно, существенно повышается быстродействие устройства. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

tz:

е

Фиг.г