Ассоциативное управляющее устройство Советский патент 1991 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах управления объектами с преимущественно дискретным характером технологического цикла.

К числу постоянно действующих требований к системам управления относится высокая надежность. Это требование характеризует способность системы управления адекватно реагировать на широкий круг ситуаций.

При нестрогой классификации ситуаций код команды определяется на основе определения близости поступающей ситуации к какому-либо классу. Задача ассоциативного управления может быть сформирована как поиск команды управления RI для любой ситуации Sj при условии, что

jhi&Sj-Hj,Hj |H -Kis| Q

Kis;l 1,n

1

Sj Ri,

где hi - характеристический вектор i-ro класса;

Sj - j-я ситуация;

Q - ограничение, определяющее допу- стимое различие (ассоциацию) между вектором HJ и классом KJS, при котором ситуация Sj может быть отнесена к классу KIS;

результат, характеризующий произведение кода текущей ситуации Sj на характеристический вектор hi (попытка отнесения ситуации Sj к классу KIS).

Целью изобретения является говы- шение надежности устройства за счет осуществления ассоциативной классификации ситуаций.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока управления.

Устройство содержит регистр 1, блок 2 памяти команд, регистр 3 ситуаций, блок 4 элементов И, блок 5 памяти векторов, первый блок 6 сравнения, блок 7 памяти кодов

(Л

С

о о ел

СА) GJ Ю

классов, блок 8 управления, генератор 9 тактовых импульсов, счетчик 10 адресов, блоки 11 и 12 разрешения, вычитающий сумматор 13, второй блок 14 сравнения, датчик 15 ограничений, первый элемент ИЛИ 16, D- триггер 17, регистр 18 и выход 19.

Блок 8 управления содержит первый элемент ИЛИ 20, элемент ИЛИ-НЕ 21, IK- триггер 22, элемент НЕ 23, второй элемент ИЛИ 24, первый 25 и второй 26 элементы И, входы 27-29 и выходы 30-32.

Устройство работает следующим образом.

Двоичный вектор (КОД ситуации) от объекта управления поступает на информационные входы первого регистра 3.

В момент окончания поиска предыдущей команды управления логическое произведение кода текущей ситуации St (поступающего из первого регистра 3) на код характеристического вектора (поступающего из блока 5 памяти), формируемое блоком 4 элементов И, записывается в третий регистр 18. Счетчик 10 адресов работает циклически.

При начальном запуске счетчика 10 адресов с выхода 19 блока управления формируется сигнал с уровнем логического нуля, которым D-триггер 17 устанавливается в единичное состояние, тем самым обеспечивая открытие первого блока 12 разрешения и закрытие второго блока 11 разрешения. Таким образом, при первом цикле работы счетчика 10 адресов произведение кода текущей ситуации St на характеристический вектор hi, равное Ht (St & ), сравнивается в первой схеме сравнения с кодами классов Kis, хранящимися в первом блоке 7 памяти до совпадения.

В случае, если на каком-либо такте код Н совпадает с одним из классов Kis, то на выходе блока 6 сравнения появляется единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 16 поступает на вход 27 блока 8 управления. В последнем этим сигналом открывается второй элемент И 26 (через элемент НЕ 23), запирающий первый элемент И 25. На выходе второго элемента ИЛИ 24 при этом сохраняется единичный сигнал. По заданному фронту очередного импульса от генератора 9 тактовых импульсов, поступающего через открытый второй элемент И 26 на синхровходы первого 3 и второго 1 регистров, происходит запись кода текущей ситуации в первый регистр 3 и кода команды управления из второго 2 блока памяти во второй регистр 1.

Если St & hrHt Kis, т о из первого блока 6 сравнения поступает сигнал с уровнем

логической единицы, и процесс повторяется, пока не изменится класс текущей ситуации. При изменении кода текущей ситуации нарушается условие Hr Kis, снимается логическая единица с входа 27 блока 8 управления, запирается второй элемент И 26, прекращая запись информации в регистры, и открывается первый элемент И 25, разрешая подачу импульсов на счетный входсчетчика 10 адресов/

Содержимое счетчика наращивается, обеспечивая последовательную выборку информации из блоков 7, 2 и 5. При этом из блоков памяти выбирается вектор Ki, код

команды RI и вектор hi соответственно. Счетчик 10 адресов работает циклически, обеспечивая последовательную выборку всех кодов команд и всех векторов hi и KIS. При совпадении вектора Ht с вектором К формируется сигнал с уровнем логической единицы на выходе блока 6 сравнения, который разрешает запись кода новой ситуации в первый регистр 3 и запись кода команды RI во второй регистр 1. После этого процесс повторяется.

Если в процессе циклического просмотра счетчик 10 адресов обнуляется, то на выходе элемента ИЛИ 20 формируется сигнал нулевого уровня, при этом элемент ИЛИ-НЕ

21 формирует единичный сигнал на 1-входе (((-триггера 22, и очередным тактовым импульсам, поступающим на его синхровход, IK-триггер устанавливается в единичное состояние. Единичным сигналом с выхода

(К-триггера 22 D-триггер 17 изменяет свое состояние на обратное, тем самым открывая блок 11 разрешения и запирая блок 12 разрешения. В дальнейшем вектор Ht с выходов третьего регистра 18 вычитается из

вектора KIS ( KI -Ht) в сумматоре 13, а результат вычитания сравнивается во втором блоке 14 сравнения с ограничением Q, поступающим от датчика 15 ограничений. В случае, если выполняется условие

I KI - Ht I Q, то на выходе схемы сравнения появляется единичный сигнал. Этим сигналом через элемент ИЛИ 16 на (и К-вхо- дах IК-триггера 22 устанавливаются О и Т соответственно, и очередным тактовым импульсом Ж-триггер 22 возвращается в исходное состояние.

Если ситуация не может быть распознана, т.е. выполняются условия Ht Ki3 и I KI - Ht I Q при (, счетчик, работая циклически, обнуляется второй раз. При этом вновь формируется сигнал нулевого уровня на выходе первого элемента ИЛИ 20. Нулевые уровни сигналов на входах второго элемента ИЛИ 24 формирует i сигнал нулевого

уровня на его выходе, который запирает элементы И 25 и 26 и поступает на выход контроля устройства, сигнализируя о зацикливании. Дальнейшая работа устройства блокируется. При необходимости возобно- вить работу устройства принудительно подается сигнал единичного уровня на вход 27 блока 8 управления.

Формула изобретения Ассоциативное управляющее устройст- во, содержащее регистр ситуаций, информационные входы которого подключены к группе информационных входов устройства, а разрядные выходы подключены к первой группе входов блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с разрядными выходами блока памяти векторов, адресные входы которого соединены с адресными входами блока памяти команд, блока памяти кодов классов, с адресными входами блока управления и с разрядными выходами счетчика адресов, счетный вход которого соединен с информационным выходом блока управления, синхровход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первая группа входов первого блока сравнения подключена к информационным выходам блока памяти кодов классов, синхровыход блока управления соединен с управляющими входами записи первого и второго регистров, информационные входы второго регистра подключены к

разрядным выходам блока памяти команд, а выходы - к выходам устройства, выход контроля блока управления подключен к контрольному выходу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены третий регистр, первый и второй блоки разрешения, вычитающий сумматор, датчик ограничений, второй блок сравнения, элемент ИЛИ и D-триггер, инверсный вход которого соединен с выходом установки блока управления, установочный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, второй вход - с выходом второго блока сравнения,1 первая группа входов которого соединена с группой выходов датчика ограничения, вторая группа входов - с группой выходов вычитающего сумматора, первая группа входов которого подключена к разрядным выходам блока памяти кодов классов, вторая группа входов - к группе выходов первого блока разрешения, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом 0-триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом второго блока разрешения, группы входов первого и второго блоков разрешения подключены к разрядным выходам третьего регистра соответственно, информационные входы которого соединены с группой выходов блока элементов И.

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано в системах управления объектами с преимущественно дискретным характером технологического цикла. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет осуществления ассоциативной классификации ситуаций. За счет введения ассоциативного критерия близости ситуаций к известным классам появляется возможность принимать решения по управлению объектом в условиях нечеткой /размытой/ классификации ситуаций. Устройство содержит три регистра, блоки памяти, команд, векторов и кодов классов соответственно, блок элементов И, первый и второй блоки разрешения, вычитающий сумматор, первый и второй блоки сравнения, датчик ограничений, элемент ИЛИ, Д-триггер, блок управления, счетчик адресов и генератор тактовых импульсов. 2 ил.

19

фиг. 2