Устройство задания программы обучения Советский патент 1991 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к тренажерам операторов систем управления и может быть использовано в качестве устройства управления тренажером операторов систем управления.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства управления тренажером операторов систем управления; на фиг.2 - схема блока задания адреса.

Устройство содержит блок 1 задания адреса, блок 2 памяти (микропрограмм), регистр 3 микрокоманды, элемент ИЛИ 4, генератор 5 случайных чисел, блок 6 сравнения, группу элементов И 7, группу элементов И 8, дешифратор 9, входы/выходы 10-18 блоков устройства.

Блок 1 задания адреса содержит группу элементов И 19, второй элемент ИЛИ 20, генератор 21 импульсов, группу элементов И 22, счетчики 23, дешифраторы 24, элементы ИЛИ 25, 26 и 27, регистр 28 (адреса микрокоманд), выходы которого подключены к входам регистра 29 (выходного) и вход 30 устройства.

Блок 1 задания адреса предназначен для задания управляющей составляющей отрабатываемого алгоритма деятельности.

Блок 2 памяти служит для задания параметров отрабатываемого алгоритма, который соответствует микропрограмме, состоящей в свою очередь, из микрокоманд, соответствующих элементарным действиям оператора по выполнению алгоритма управления.

Регистр 3 микрокоманд предназначен для кратковременного хранения параметров текущего элементарного действия оператора. Данный регистр состоит из двух зон для хранения соответствующих микроопераций. В первой зоне хранится код органа панели индикации пульта оператора, который изменяет свое состояние в данной операции алгоритма. Во второй зоне регистра хранится содержимое второй микроопера(Л

С

о

00

со го о

ции, т.е. код органа панели управления пульта оператора, на который оператор должен вооздействовать в этой операции.

Элемент ИЛИ 4 объединяет вторую группу выходов блока 1 задания адреса для выдачи команды на запуск генератора случайных чисел.

Генератор 5 случайных чисел предназначен для задания случайного равномерно распределенного числа в интервале от О до 1.

Блок б сравнения предназначен для определения наступления того или иного исхода логического условия алгоритма путем сравнения значения вероятности, соответствующей одному из исходов логического условия, со случайным числом, образованным генератором 5.

Первая и вторая группы элементов И 7 и 8 выполняют функции коммутирующего устройства, позволяющие определить адрес очередной микрокоманды в блоке 2 мик- ропрограммы в зависимости от того, какой исход приняло логическое условие алгоритма. Число элементов И в первой и второй группах равно числу логических условий алгоритма.

Дешифратор 9 предназначен для однозначного сопоставления номера ячейки регистра 28 (адреса микрокоманд), который соответствует номеру операции алгоритма, требуемых элементов И 7 и 8 первой и второй групп и определения номера очередной ячейки регистра 28 (адреса), который соответствует очередному номеру операции алгоритма, требуемых элементов И 19 и 22.

Выходы 10 первой микрооперации микрокоманды предназначены для управления средствами индикации, выходы 11 второй микрооперации - для проверки соответствия задействованного оператором номера органа управления требуемому на панели управления, выходы 12 третьей микрооперации для задания моментов смены 4 информации на табло индикации в соответствии с реакциями объекта управления на воздействия оператора. Нафиг.1и2 обозначены:

13- внешний управляющий вход от панели органов управления пульта оператора;

14- управляющие выходы блока задания адреса, связанные непосредственно с входом блока памяти, предназначенные для моделирования операционных операторов схемы алгоритма, отрабатываемого оператором;

15- первые информационные выходы блока задания адреса, предназначенные для моделирования логических операторов схемы отрабатываемого алгоритма;

16 - выходы блока задания адреса, предназначенные для однозначного соответствия номеров логических операторов в схеме алгоритма;

17 - разрешающий вход для блока 1

адреса в случаях, когда в результате сравнения случайное число больше значения вероятности наступления исхода срабатывания оператора р;

18 - входы задания блоку 1 адреса кода, соответствующего номеру ячейки регистра 28 адреса микрокоманд, предназначенного для задания порядкового номера оператора р.

Третья и четвертая группы элементов И 19 и 22 выполняют функции коммутирующих устройств, Число элементов И в третьей и четвертой группах равно числу логических условий алгоритма.

Регистр 29 предназначен для выдачи по управляющему входу 13 управляющих и информационных сигналов, поступающих из регистра 28 адреса.

Для задания управляющей схемы элгоритмов управления широко используется язык логических схем алгоритмов (ЛСА). Рассмотрим процесс выполнения алгоритма, заданного, например, следующей ЛСА: AiA2AaA4f А АзАбА АвАдАю

Выполнение алгоритма управления начинается со срабатывания самого левого члена AI ЛСА и заключается в последовательном переходе до последнего ее члена Аю. Члены ЛСА, обозначенные символом А,

называются операционными операторами и они не изменяют порядок следования операторов, т.е. строгой очередности нарастания номера оператора схемы, а члены ЛСА, обозначенные символом р, указывают на

наличие в алгоритме логических условий. Именно эти логические операторы ЛСА и могут изменять последовательность выполнения операторов алгоритма. Так, в случае срабатывания логического условия () че5 ловек-оператор обязан после третьей операции алгоритма перейти к восьмой, т е. к выбору следующей реализации:

AiAaAsAeAgAio,(1)

0 в противном случае () он обязан выполнить другую реализацию алгоритма, а именно

А АзАаАбАбАуАеАдАю.(2)

Принятие логическим оператором ЛСА 5 р-го или иного исхода при однократном выполнении алгоритма характеризует частоту наступлений того или иного исхода вероятностного события. Имея статистику наступления тех или иных исходов, полученную в результате эксплуатации реального обьекта, можно от частот указанных событий пе- рейги к соответствующим вероятностям.

Устройство работает следующим образом.

При включении тренажера с помощью регистра 28 (адреса микрокоманд) производится выбор первой операции алгоритма за счет появления сигнала на внешнем входе 30 устройства. При этом с выходов 14 регистра 29 (выходного) данный сигнал произво- дит перезапись содержимого первой микрокоманды из блока 2 памяти (микропрограмм) в регистр 3 микрокоманды, что приводит к появлению сигналов на выходах 10-12 устройства. После выдачи человеком- оператором соответствующих управляющих воздействий появлением сигнала на входе 13 устройства производится выбор очередной операции алгоритма. Если очередная операция алгоритма задана опера- тором А ЛСА, то сигналы будут появляться на выходах 14 регистра 29 (выходного) и цикл работы устройства повторится в описанном порядке. В случае, если очередная операция является логическим условием ал- горитма.т.е. обозначена оператором р ЛСА, то сигнал появится на выходах 15 и 16 регистра 29 (выходного). Выходы 15 регистра 29 подключены к тем номерам ячеек регистра 28 (адреса), которые соответствуют поряд- ковому номеру оператора р в ЛСА, и через первый многовходовый элемент ИЛИ 4 сигнал поступает на запуск генератора 5 случайных чисел. Полученное случайное распределенное в интервале 0-1 число по- ступает в блок 6 для сравнения с записан- ным в нем значением вероятности срабатывания логического оператора . Если в результате сравнения окажется, что случайное число меньше значения вероят- ности наступления исхода срабатывания оператора р, то сигнал появится на вторых выходах блока 6 сравнения и адрес очередной микрокоманды будет выбран таким, что человеку-оператору необходимо будет пе- рейти к выполнению в качестве очередной операции оператора Ае ЛСА. В противном случае сигнал появится на первом выходе блока 6 сравнения и оператору необходимо будет выполнять реализацию (1) алгоритма, что соответствует выполнению оператора As ЛСА. Выбор той или иной микрокоманды, соответствующей операторам As и As ЛСА, производится путем появления сигналов на выходах первой и второй групп элементов И 7 и 8, которые подключены к третьим и вторым входам блока 2 памяти (микропрограммы). Сигналы на выходах первой группы элементов И 7 появляются в случае поступления сигналов на первые их входы с выхода

дешифратора 9, а на вторые - с первого выхода блока 6 сравненич. На выходы дешифратора 9 поступает код с выходов 16 регистра 29 (выходного), который соответствует номеру ячейки регистра 28 адреса микрокоманд, предназначенной для задания порядкового номера оператора р в ЛСА т.е в его индекс (в данном случае А«, что соответствует четвертому номеру ячейки регистра 28 адреса), В случае появления сигнала на втором выходе блока 6 сравнения срабатывает соответствующий элемент И 3 второй группы и номер очередной операции, информация о выполнении которой должна быть представлена человеку-оператору будет определен за счет появления сигнала на вторых входах блока 2 памяти (микропрограмм).

Определение очередной ячейки регистра 28 (адреса), которая хранит индекс оператора в ЛСА, производится в блоке 1 задания адреса. Для этого выходы дешифратора 9 подключены к соответствующим входам третьих и четвертых элементов И 19 и 21 для задания блоку 1 номера текущей операции алгоритма. На зтоиые входы элементов И 19 поступает сигнал с первого выхода блока 6 сравнения. По этому сигналу срабатывает соответствующий элемент И 19, и через второй многовходовый элемент ИЛИ 20 запускается генератор 21 сигнал с выхода которого, поступает на вторые входы четвертых элементов И 22. Запуск соответствующего асинхронного двоичного счетчика 23 с собственной остановчой на заданном числе, в который предварительно записывается код заданного чис;.а соотве г- ствующий количеству сдвигов регистра 28 (адреса), происходит после срабатывания соответствующего элемента И 22 группа.

Для нашего примера соответствующий счетчик считает до 4, чтобы выбрать девятую ячейку регистра 28 (адреса), так как после выполнения логического оператора р он остался на пятой ячейке. При каждом увеличении значения счетчика на 1 код полученного числа поступает на входы соответствующего дешифратора 24. Полученный позиционный код числа через элементы ИЛИ 26 и 27 поступает на сдвигающий вход регистра 28 (адреса микрокоманд). При достижении заданного числа (в нашем случае 4) счетчик останавливается. Останов генератора 21 происходит по сигналу, поступающему с выхода третьего элемента ИЛИ 25, на вход которого поступает с соответствующего дешифратора 24 старший разряд позиционного кода числа, заданного для соответствующего счетчика 23. Передача информации из регистра 28 адреса (микрокоманд) в регистр 29 (выходной) и из регистра 29 происходит по управляющему воздействию 13.

Алгоритм управления может содержать несколько логических условий, их число определяет число элементов И 7, 8, 19, 22 в первой, второй, третьей и четвертой группах, количество асинхронных двоичных счетчиков 23 с собственной остановкой на заданном числе,, дешифраторов 24. Использование порядкового номера ячейки регистра 28 (адреса микрокоманд) позволяет с помощью блока 1 однозначно определить адрес очередной микрооперации для алгоритмов сложной логической структуры при любых исходах, наступивших в результате выполнения предыдущих логических условий алгоритма деятельности.

Изобретение позволяет расширить область применения устройства за счет моде- лирования вероятностного характера функционирования реальных объектов управления и повысить качество подготовки операторов систем управления по выполнению алгоритмов сложной логической структуры за счет вероятностного розыгрыша наступления исходов соответствующих логических условий.

Формула изобретения 1. Устройство задания программы обучения, содержащее блок памяти, регистр микрокоманды, две группы элементов И, блок сравнения, генератор случайных чисел, элемент ИЛИ, дешифратор и блок задания адреса, первый и второй управляющие входы которого являются установочным и входом запуска устройства, а первая группа выходов соединена с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом запуска генератора случайных чисел, выход которого соединен с входом блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами элементов И соответственно первой и чвторой групп, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, а выходы подключены к

информационным входам соответственно первой и второй групп блока памяти, информационные входы третьей группы которого соединены с выходами второй группы блока

задания адреса, а выходы соединены с информационными входами регистра микрокоманды, выходы которого являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактическмх возможностей устройства, выходы дешифратора соединены с информационными входами блока задания адреса, третий управляющий вход которого соединен с первым выходом блока сравнения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок задания адреса содержит дешифраторы, счетчики, четыре элемента ИЛИ, генератор импульсов, два регистра и две группы элементов И, первые входы которых соединены между собой и являются первым управляющим входом блока, вторые входы элементов И первой группы являются информационными входами блока, а выходы соединены с соответствующими

входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом запуска генератора импульсов, вход останова которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход подключен к вторым входам элементов И второй группы, выходы которых соединены со счетными входами соответствующих счетчиков, установочные входы которых соединены с установочным входом первого регистра и являются управляющим

5 входом блока, выходы счетчиков соединены с входами соответствующих дешифраторов, первые выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, а выходы соединены с соответслзуюQ щмми входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом записи второго регистра, а выход соединен с управляющим входом

5 первого регистра, выходы которого соединены с информационными входами второго регистра.

10 11 % f..f f..| |.|

Изобретение относится к тренажерам операторов систем управления и может быть использовано в качестве устройства управления тренажером операторов систем управления. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Устройство содержит блок задания адреса, блок памяти, регистр микрокоманды, элемент ИЛИ, генератор случайных чисел, блок сравнения, две группы элементов И и дешифратор. Поставленная цель достигается тем, что выходы дешифратора подключены к информационным входам блока задания адреса, третий управляющий вход которого соединен с первым выходом блока сравнения, а также выполнением блока задания адреса. 1 з п. ф-лы, 2 ил.

8

t

vr/v

30

Уст. 80

Агг/

t 1 I I 1 . А

«

п

/3

Л

Уст. Ј0

i;i l.TCI

Фщ.2