Устройство для иерархического ситуационного управления Советский патент 1992 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления объектами с преимущественно дискретным характером технологического цикла.

Цель изобретения - повышение оперативности принятия решения по управлению за счет представления управляемой системы в виде декомпозированной иерархической модели и декомпозиции единой задачи управления на совокупность взаимосвязанных частотных задач меньшей размерности.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - его функциональная схема; на фиг.З - функциональная схема блока выбора решения.

Устройство 1 для иерархического ситуационного управления (фиг.1) содержит п блоков 2.1-2.П ситуационного управления верхнего уровня и блок 3 ситуационного управления нижнего уровня.

Каждый из блоков 2.1-2.П ситуационного управления верхнего уровня (фиг.2) содержит группу элементов И 4.1-4.т, третий регистр 5, группу блоков 6.1-6.т выбора решения, группу коммутаторов 7.1-7.т, второй регистр 8, дешифратор 9, пятый 10 и шестой 11 регистры и блок 12 выбора решения.

Блок 3 ситуационного управления нижнего уровня (фиг.2) содержит первый 13 и

ы

ю

СП |00

сл

второй 14 регистры, генератор 15 тактовых импульсов и блок 16 выбора решения.

Каждый блок 6.1-б.т, 12 и 16 выбора решения (фиг.З) содержит блок 17 сравнения, первый блок 18 памяти кодов, счетчик 19 адреса, второй блок 20 памяти кодов, элемент ИЛИ 21, элемент И 22, группу элементов И 23 и третий блок 24 памяти кодов, выход 25 и вход 26.

Функциональная схема устройства приведена для случая иерархической декомпозиции управляемой системы на две подсистемы (т.е. с выделением в системе двух взаимосвязанных процессов).

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства происходит обнуление регистров 5, 11 и 13. Нулевые коды с выходов регистра 5 поступают по входам 27.1-27.rn в блоки 6.1-6.т, выбора решения с выходов регистра 11 по входу 27 т+1 - в блок 12 выбора решения, а с выходов регистра 13 по входу 27.т+2 - в блок 16 выбора решения.

Блок 16 выбора решения блока 3 ситуационного управления нижнего уровня обеспечивает поиск кода команды управления 1-го уровня (для нулевого кода входной ситуации будет выбран нулевой код команды). В момент окончания поиска кода команды тактовые импульсы, поступающие на вход 26. т+2 блока 16 выбора решения с генератора 15 тактовых импульсов, начинают поступать с выхода 25. т+2 блока 16 выбора решения. По заднему фронту очередного тактового импульса происходит запись в регистр 14 кода команды управления 1-го уровня, а в регистр 13 - кода текущей ситуации на 1-м уровне, в соответствии с которой и начинается поиск нового кода команды управления 1-го уровня на следующем цикле управления.

Одновременно и аналогично с поиском кода команды управления 1-го уровня в блоке 16 выбора решения происходит поиск решения (вида модели на 2-м уровне) в блоке 12 выбора решения, а в каждом из блоков 6.1-6.т выбора решения происходит поиск команды управления 2-го уровня. Полученный код вида модели с группы информационных выходов 28. т+1 блока 12 выбора решения записывается в регистр 10, с группы информационных выходов которого код вида модели поступает на группу информационных входов дешифратора 9, который выдает уровень логической единицы на одном из m выходов. Уровень логической единицы в соответствии с кодом ситуации на 1-м уровне открывает j-й коммутатор 7.J и j-й элемент И 4.J.

В результате по окончании поиска решения в j-м блоке 6.J выбора решения на выход 25.J начинают выдаваться импульсы синхронизации, которые через открытый

5 элемент И 4.J поступают на входы записи регистров 5 и 8. По заднему фронту очередного импульса происходит запись кода команды управления 2-го уровня с группы выходов 28.J блока 6.J выбора решения в

0 регистр 8 (для нулевого кода входной ситуации будет выдан нулевой код команды), а в регистр 5 записывается код текущей ситуации на 2-м уровне, для которой в следующем цикле управления будет искаться команда.

5 Аналогично функционируют остальные блоки 2.2-2.п ситуационного управления верхнего уровня.

После этого процесс повторяется. Таким образом, первый цикл функционирова0 ния устройства после его включения является подготовительным, в результате которого в регистры 5,11 и 13 записываются соответствующие коды текущих ситуаций, а в регистры 14 и 8 - нулевые команды, кото5 рые не предполагают каких-либо воздействий на объект управления. Все последующие циклы будут рабочими, в результате которых в регистры 14 и 8 будут записываться коды команд управления, со0 ответствующие кодам текущих ситуаций, а в регистры 5, 11 и 13 - новые коды текущих ситуаций.

Каждый из блоков 6.1-6.т, 12 и 16 выбора решения работает следующим образом.

5 Код текущей ситуации подается на группу входов 27 блока выбора решения. В момент окончания поиска предыдущего кода решения на выходе блока 17 сравнения появляется сигнал с уровнем логической еди0 ницы, открывающий элемент И 22, и импульсы синхронизации, поступающие на вход 26, проходят через элемент И 22 на управляющий выход 25 блока выбора решения. При изменении кода текущей ситуации,

5 меняющего класс ситуации, снимается логическая единица с выхода блока 17 сравнения, запирается элемент И 22, прекращая выдачу импульсов синхронизации через элемент И 22 на выход 25, а по заднему фронту сигнала на выходе элемента ИЛИ 21

0 увеличивается содержимое счетчика 19 адреса. Далее по заднему фронту импульсов синхронизации с входа 26, поступающих через элемент ИЛИ 21 на вход счетчика адреса, его содержимое продолжает

5 наращиваться, обеспечивая последовательную выборку информации с первого 18, второго 20 и третьего 24 блоков памяти, При этом с блоков памяти выбирается вектор

hi(Hj), код Ri(Mj) и вектор fi(Fj) соответственно. Вектор hj(Hj) поразрядно умножается на вектор текущей ситуации в элементе И 23, с выходов которого поступает на второй вход блока 17 сравнения, где происходит сравнение полученного вектора с вектором hi(Hj). Счетчик 19 адреса работает циклически, обеспечивая последовательную выборку всех кодов команд и всех векторов hj(Hj) и fi(Fj). При совпадении вектора Si&fi(Sj & Fj) с вектором hi(Hj) формируется сигнал с уров- нем логической единицы на выходе блока 17 сравнения и процесс повторяется.

Формула изобретения Устройство для иерархического ситуа- ционного управления, содержащее блок ситуационного управления нижнего уровня, содержащий первый и второй регистры, генератор тактовых импульсов и блок выбора решения, содержащий блок элементов И, первый, второй и третий блоки памяти кодов, блок сравнения, счетчик адреса, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого является управляющим выходом блока выбора решения, группа информационных входов блока выбора решения является первой группой входов блока элементов И, а выходы блока элементов И соединены с первой группой информационных входов блока сравнения, выход которого соединен с первыми входами элемента И и элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика адреса, выходы которого соединены с адресными входами первого, второго и третьего блоков памяти кодов, информационные выходы первого и третьего блоков памяти кодов соединены с вторыми группами информационных входов соответственно блока сравнения и блока элементов И, информационные выходы вто- рого блока памяти кодов являются группой информационных выходов блока выбора решения, вторые входы элемента И и элемента ИЛИ объединены и являются синхровходом блока выбора решения, причем икформаци- онные входы первого регистра блока ситуационного управления нижнего уровня являются группой входов кода ситуации блока ситуационного управления нижнего уровня, информационные выходы которого соединены с группой информационных входов блока выбора решения, группа информационных выходов которого соединена с информационными входами второго регистра, выходы которого являются группой вы- ходов кода команды блока ситуационного управления нижнего уровня, выход генератора тактовых импульсов является выходом синхронизации блока ситуационного управления нижнего уровня и соединен с входом

синхронизации блока выбора решения, управляющий выход которого соединен с входами записи первого и второго регистров, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности принятия решения по управлению, в него введены группа блоков ситуационного управления верхнего уровня, каждый из которых содержит первый, второй, третий и четвертый регистры, группу элементов И, группу блоков выбора решения, группу коммутаторов, дешифратор и блок выбора решения, группа информационных выходов которого соединена с информационными входами третьего регистра, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы и входами разрешения соответствующих коммутаторов группы, выходы которых объединены и соединены с информационными входами второго регистра, выходы которого являются группой выходов кода команды соответствующего блока ситуационного управления верхнего уровня, информационные входы четвертого регистра являются первой группой входов кода ситуации блока ситуационного управления верхнего уровня, а выходы соединены с группой информационных входов блока выбора решения, управляющий выход которого соединен с входами записи третьего и четвертого регистров, входы синхронизации блока выбора решения и группы блоков выбора решения объединены и являются входом синхронизации блока ситуационного управления верхнего уровня группы, информационные входы первого регистра являются второй группой входов кода ситуации блока ситуационного управления верхнего уровня группы, а выходы соединены с группами информационных входов блоков выбора решения группы, группы выходов которых соединены с информационными входами соответствующих коммутаторов группы, управляющие выходы блока выбора решения группы соединены с вторыми входами соответствующих элементов И группы, выходы которых объединены и соединены с входами записи первого и второго регистров, причем входы синхронизации блоков ситуационного управления верхнего уровня группы объединены и соединены с выходом синхронизации блока ситуационного управления нижнего уровня, группа входов кода ситуации блока ситуационного управления нижнего уровня соединена с первой группой входов кода ситуации первого блока ситуационного управления верхнего уровня группы, вторые группы входов кода ситуации предыдущего блока ситуационного управления верхнего уровня группы соедине- последующего блока ситуационного управ- ны с первой группой входов кода ситуации ления верхнего уровня группы.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления объектами с преимущественно дискретным характером технологического цикла. Цель изобретения - повышение оперативности принятия решения по управлению за счет представления управляемой системы в виде декомпозированной иерархической модели и декомпозиции единой задачи управления на совокупность взаимосвязанных частных задач меньшей размерности. Цель изобретения достигается тем, что в устройство, со- держащее первый и второй регистры, генератор тактовых импульсов, (т+2)-й блок выбора решения, содержащий группу элементов И, первый - третий блоки памяти, блок сравнения, счетчик адреса, элемент ИЛИ и элемент И, введены п-1 блоков ситуационного управления, каждый из которых содержит третий - шестой регистры, т+1 блоков выбора решения, дешифратор, m коммутаторов и m элементов И. Введение новых элементов и связей позволяет осуществлять управление объектами в рамках ква- зинезависимых контуров управления различных уровней иерархии, что существенно повышает оперативность принятия решения всей системой объектов в целом. Зил. сл С

Фиг.1

фиг.З