Устройство многоцелевого управления Советский патент 1992 года по МПК G04B19/18 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления сложными организационно-техническими объектами преимущественно с дискретным характером технологического цикла,

Одним из важнейших требований, предъявляемых к системам управления сложными объектами, является высокая надежность, характеризующая способность системы управления адекватно реагировать на всевозможные ситуации, возникающие на объекте.

Известно устройство ситуационного управления, предназначенное для классификаций ситуаций, поступающих с объекта, и принятия по ним решений.

Однако указанное устройство не обеспечивает достаточной надежности устройства, а следовательно, разрешения всех возможных ситуаций за счет того, что все классы ситуаций, классифицирующие признаки решения, описаны заранее (на этапе настройки устройства) и между ними установлено взаимно однозначное соответствие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый регистр, блок временных интервалов, первый и второй блоки памяти, счетчик адреса, второй регистр, блок сравнения, блок управления, индикатор и генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу блока управления, соединенного первым и вторым выходами с управляющими входами соответственно первого и второго регистров, третьими выходами - с первыми входами блока индикации, входами блока временных интервалов, первыми выходами второго регистра и первыми информационными входами второго блока памяти, а четвертыми выходами - с вторыми входами блока индикации, вторыми выходами второго регистра и вторыми информационными входами второго блока памяти, подключенного первым и вторым управляющими входами соответственно к первому и второму управляющим входам первого блока памяти и пятому и шестому выходам блока управления, связанного седьмым выходом со счетным входом счетчика адресов, подключенного ёыходами каждого разряда к соответствующим адресным входам первого и второго блоков памяти и третьим входам блока индикации, соединенного четвертыми входами с выходами первого регистра, первыми входами блока сравнения и информационными входами первого блока памяти, подключенного выходами к вторым входам блока сравнения, связанного выходом с вторым входом блока управления, при этом первые информационные входы первого регистра подключены к входу устройства, а вторые информационные входы - к выходу

блока временных интервалов.

Известное устройство позволяет управлять дискретными технологическими процессами Однако оно не может реагировать на ситуации, требующие многоэтапного

принятия решения при меняющихся целег вых требованиях к состоянию объекта управления, что существенно снижает надежность устройства, а также качество и обоснованность управления В тоже время

наиболее важным требованием, предъявляемым к системам управления сложными объектами, является высокая надежность, характеризующая способность системы управления адекватно реагировать на всевозможные ситуации, возникающие на объекте.

TaKHf/i образом, при управлении сложными объектами известное устройство не может реагировать на ситуации требующие

многоэтапного принятия решения при меняющихся целевых требованиях к состоянию объекта управления

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет реализацим возможности формирования множества целевых ситуаций выработки последовательности частных решений, переводящих исходную ситуацию в целевую.

Поставленная цель достигается тем, что

в устройство1 многоцелевого управления, содержащее первый и второй регистры записи, блок сравнения, блоки памяти кодов эталонных ситуаций и кодов решений соот- аетственно, генератор импульсов, счетчик

базового адреса, группа информационных входов первого регистра записи подключена к первой группе информационных входов устройства, группа информационных выходов второго регистра записи - к группе выходов устройства а группа выходов первого регистра записи - к первой группе информационных входов блока сравнения, к второй группе информационных входов которого подключена группа выходов блока

памяти кодов эталонных ситуаций, адресные входы которого объединены с соответствующими адресными входами первой группы входов блока кодов решений и подключены к группе выходов счетчика базового адреса, введены первый и второй элементы ИЛИ, триггер, первый элемент ИЛИ-НЕ, первый элемент И, блок памяти кодов ситуации перехода, счетчик смещения, блок выбора ситуации, третья группа входов которого объединена с соответствующими разрядами вторых групп адресных входов второго и третьего блоков памяти и подключена к соответствующим разрядам группы выходов счетчика смещения, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И. первый вход которого соединен с выходом триггера, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента ИЛИ и подключен к выходу блока сравнения, группа выходов блока памяти кодов ситуации перехода подключена к входам первого элемента ИЛИ-НЕ и соответствующим разрядам второй группы входов блока выбора ситуации, выход которого соединен с управляющим входом рабочего регистра, выходы которого подключены к информационным входам второго регистра записи, управляющий вход которого объединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу первого элемента ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ подключен к счетному входу счетчика базового адреса, подключенного выходами каждого разряда к соответствующим адресным входам первой группы блока памяти кодов ситуаций перехода, второй вход первого элемента И объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и подключен к выходу генератора импульсов, второй вход триггера объединен с управляющими записью входами первого регистра записи и счетчика смещения и подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с управляющим запуском входом генератора импульсов и подключен к управляющему входу устройства, первая группа входов блока выбора подключена к управляющему входу устройства, первая группа входов блока выбора подключена к второй информационной группе входов устройства.

Блок выбора ситуации содержит блок вычисления расстояния, первый и второй блоки элементов И, блок элементов ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, третий элемент ИЛИ, третий регистр записи, блок элементов задержки, схему сравнения, вторая группа информационных входов которой объединена с соответствующими входами блока элементов задержки, информационными входами первой группы Первого блока элементов И и подключена к соответствующим выходам блока вычисления расстояния, первая и вторая группы информационных входов которого являются соответственно первой и второй группами информационных входов блока выбора ситуации, группа адресных входов которого подключена к входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и управляющим входом первого блока элементов И, выходы которого подключены к соответствующим входам второй группы блока элементов ИЛИ, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам регистра записи, выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом бло0 ка элементов И, выходом блока выбора и вторым входом третьего элемента ИЛИ, вы-, ход которого подключен к управляющему входу регистра записи, выходы блока элементов задержки подключены к соответст5 вующим информационным входам второго блока элементов И, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами первой группы блока элементов ИЛИ.

0 На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема блока выбора ситуаций.

Устройство содержит первый регистр 1 записи, блок 2 сравнения, первый блок 3

5 памяти кодов эталонных ситуаций, второй регистр 4 записи, рабочий регистр 5, второй блок б памяти кодов решений, счетчик 7 базового адреса, первый элемент ИЛИ 8, первый элемент ИЛИ-НЕ 9, трети$ блок 10

0 памяти кодов ситуаций перехода, счетчик 11 смещений, второй элемент ИЛИ 12, триггер 13, первый элемент И 14, генератор 15 импульсов и блок 16 выбора ситуаций.

Блок выбора ситуаций (фиг.2) содержит

5 блок 17 вычисления расстояния, второй элемент ИЛИ-НЕ 18, первый блок 19 элементов И, третий регистр 20 записи, блок 21 элементов ИЛИ, второй блок 22 элементов И, блок 23 элементов задержки, третий эле0 мент ИЛИ 24 и схему 25 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал управления с уровнем логической единицы подается на первый вход эле5 мента ИЛИ 8 и на вход запуска генератора 15 импульсов, который начинает вырабатывать периодическую последовательность импульсов, поступающую на вторые входы элементов ИЛИ 12 и И 14. Сигнал логиче0 ской единицы с выхода элемента ИЛИ 8 подается на управляющий вход регистра 1 записи, на группу информационных входов которого поступает код ситуации, возникшей на объекте управления. Код ситуации

5 записывается в регистр t записи.

Кроме того, управляющий сигнал с выхода элемента ИЛИ 8 поступает на выходы установки в нулевое состояние счетчика 11 смещения и триггера 13. Счетчик 11 смещения устанавливается в нулевое состояние, а

на выходе триггера 13 возникает уровень логического нуля, который запрещает прохождение управляющих импульсов от генератора 15 импульсов через элемент И 14 на счетный вход счетчика 11 смещения, Этим самым счетчик 11 смещения подготавливается к работе и переходит в ждущий режим,

С выхода элемента ИЛИ 12 импульсы управления, вырабатываемые генератором 15 импульсов, подаются на счетный вход циклического счетчика 7 базового адреса, который срабатывает по заднему фронту каждого импульса генератора 15 импульсов, увеличивая свое состояние на единицу. Таким образом, обеспечивается последовательная выборка информации из первого 3, второго 6 и третьего 10 блоков памяти.

Каждому коду эталонной ситуации, хра- нящемуся в блоке 3 памяти, ставится в соответствие множество кодов решений, хранящееся в блоке б памяти, Каждому коду решения поставлен в соответствие код ситуации, в которую переводит данное решение объект управления. Это множество кодов ситуаций хранится в блоке 10 памяти под тем же базовым адресом, что и соответствующие ему множество кодов решений в блоке б памяти и код эталонной ситуации в блоке 3 памяти,

Количество кодов решений и кодов ситуаций, хранящихся под одним базовым адресом в блоках 6 и 10 памяти, одинаково.

Множество кодов составляется так, что первая кодовая комбинация, содержащая только нулевые элементы, означает окончание множества, хранящегося под данным 6ai- зовым адресом,

При количестве эталонных ситуаций, равном К, объем циклического счетчика 7 базового адреса выбирается равным числу (К-1).

Код ситуации, возникшей на объекте управления, и очередной эталонный код поступают с группы выходов регистра 1 записи и блока 3 памяти на первую и вторую группы информационных входов схемы 2 сравнения соответственно. При несовпадении кодов с выхода схемы 2 сравнения поступает сигнал управления с уровнем логического нуля, который, поступая на пер- аый вход элемента ИЛИ 12, не препятствует увеличению содержимого циклического счетчика 7 базового адреса по спаду импульса, поступающего от генератора 15 импульсов. Счетчик 11 смещения продолжает оставаться в ждущем режиме.

Процесс поиска будет продолжаться до тех пор, пока код ситуации, поступающей с группы выходов блока 3 памяти, не совпадет с кодом ситуации, поступающей с группы

выходов регистра 1 записи, В этом случае на выходе блока 2 сравнения формируется уровень логической единицы, который поступает на первы-й вход элемента ИЛИ 12 и на

вход установки в единичное состояние триггера 13.

На выходе элемента ИЛИ 12 появляется уровень логической единицы, которая поступает на счетный вход циклического

0 счетчика 7 базового адреса, Увеличение со: держимого счетчика 7 базового адреса, срабатываемого по спаду импульса, прекратится. Определение базового адреса блоков 3,6 и 10 памяти закончится.

5 Под воздействием сигнала логической единицы, подаваемого с выхода блока 2 сравнения на вход установки в единичное состояние триггера 13, на выходе триггера 13 возникает уровень логической единицы,

0 который поступает на первый вход элемента И 14 и разрешает прохождение импульсов от генератора 15 импульсов через элемент И 14 на счетный вход счетчика 11 смещения, Счетчик 11 смещения срабатывает по пере5 днему фронту каждого импульса, поступающего на его счетный вход, увеличивая свое состояние на единицу. Таким образом, обеспечивается последовательная выборка информации из второго 6 и третьего 10 блоков памяти Кро0 ме того, текущее значение счетчика 11 смещения подается с группы его выходов на третью группу входов блока 16 выбора ситуации для опознавания начального (первого) адреса смещения, состоящего из одних ну5 лей, при фиксированном базовом.

С группы выходов блока 10 памяти код ситуации, адрес смещения которого определяется состоянием счетчика 11 смещения, поступает на входы элемента ИЛИ-НЕ 9 и

0 на вторую группу входов блока 16 выбора ситуации, на первую группу входов которого подается код целевой ситуации

Сигнал логической единицы на выходе блока 16 выбора ситуации появится только

5 в том случае, если расстояние между целевой и очередной ситуацией будет меньше, чем меньшее из расстояний, определенных до данной очередной ситуации

В этом случае управляющий сигнал с

0 уровнем логической единицы с выхода блока 16 выбора поступает на динамический вход рабочего регистра 5, на группу информационных входов которого подается очередной код решения, определяемый

5 состоянием счетчика 11 смещений Очередной код решения записывается в рабочий регистр 5.

Увеличение содержимого счетчика 11 смещения продолжается до появления первой нулевой комбинации из множества ситуаций при данном базовом адресе, означающей окончание множества.

В этом и только в этом случае на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 появляется управляющий сигнал логической единицы, который подается на второй вход элемента ИЛИ 8 и на управляющий вход регистра 4 записи, на группу информационных входов которого поступает код решения с группы выходов рабочего регистра 5. Код решения записывается в регистр 4 записи кода решения.

С выхода элемента ИЛИ 8 управляющий импульс с уровнем логической единицы поступает на управляющий вход регистра 1 записи, входы установки в нулевое состояние счетчиков 11 смещения и триггера 13.

Регистр 1 записи записывает код очередной ситуации, возникшей на объекте управления, Счетчик 11 смещения устанавливается в нулевое состояние, а на выходе триггера 13 появляется уровень логического нуля, который, поступая на первый вход элемента 14 И, запрещает прохождение импульсов от генератора 15 импульсов через элемент.И 14 на счетный вход счетчика 1 смещения, Счетчик 11 смещения переводится в ждущий режим,

После этого цикл работы устройства повторяется.

Схема выбора работает следующим образом.

На первую и вторую группы входов схемы 17 вычисления расстояния подаются коды целевой и очередной ситуаций с третьего блока памяти соответственно. В схеме 17 вычисления расстояния определяется величина расстояния между этими ситуациями. Величина расстояния в виде кодовой комбинации поступает на группу информационных входов блока 19 элементов И, входы блока 23 элементов задержки, вторую группу входов схемы 25 сравнения, на первую группу входов которой подается меньшее из расстояний, определенных до данной очередной ситуации, с группы выходов регистра 20 записи. В схеме 25 сравнения происходит сравнение расстояния.

Сигнал управления уровня логической единицы с выхода схемы 25 сравнения подается на управляющий вход рабочего регистра 5 только в том случае, если расстояние между целевой и очередной ситуацией будет меньше, чем меньшее из расстояний, определенных до данной очередной ситуации,

Кроме того, сигнал с уровнем логической единицы с выхода схемы 25 сравнения поступает на второй вход элемента ИЛИ 24 и на управляющий вход блока 22 элементов И, на группу информационных входов которого подается величина расстояния с группы выходов блока 23 элементов задержки. Блок 22 элементов И открывается и величина расстояния с группы выходов блока 22 элементов И через блок 21 элементов ИЛИ подается нз группу информационных входов регистра 20 записи. Блок 23 элементов задержки предназначен для задержки прохождения информации на время т,3, рав0 ное времени срабатывания схемы 25 сравнения.

Управляющий импульс логической единицы с выхода элемента ИЛИ 24 поступает на управляющий вход регистра 20 записи,

5 Регистр 20 записи записывает величину расстояния, поступающую на группу его информационных входов.

Элемент ИЛИ-НЕ 18 и блок 19 элементов И предназначены для записи в регистр 20

0 записи величины расстояния при первом адресе смещения, определяемом начальным нулевым состоянием счетчика 11 смещения.

Нулевая комбинация с группы выходов

5 счетчика 11 смещения поступает на входы элемента ИЛИ-НЕ 18. Только в том случае на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 появляется сигнал логической единицы, подаваемый на первый вход элемента ИЛИ 24 и на управля0 ющий вход блока 19 элементов И,, на группу информационных входов которого поступает величина расстояния с группы выходов схемы 17 вычисления расстояния. Блок 19 элементов И открывается и величина рас5 стояния с группы его выходов подается через блок 21 элементов ИЛИ на группу информационных входов регистра 20 записи.

Под воздействием управляющего сигна0 ла с уровнем логической единицы, поступающей с выхода элемента ИЛИ 24 на управляющий вход регистра 20 записи, первая величина расстояния записывается в регистр 20 записи.

5 Далее блок 16 выбора работает указанным выше образом.

Формула изобретения 1. Устройство многоцелевого управления, содержащее первый и второй регистры

0 записи, блок сравнения, блок памяти кодов эталонных ситуаций и кодов решений соответственно, генератор импульсов, счетчик базового адреса, группа информационных входов первого регистра записи подключе5 нз к первой группе информационных входов устройства, группа выходов второго регистра записи - к группе выходов устройства, а группа выходов первого регистра записи - к первой группе информационных входов блока сравнения, к второй группе информационных входов которого подключена группа выходов блока памяти кодов эталонных ситуаций, адресные входы которого объединены с соответствующими адресными входами первой группы входов блока памяти кодов решений и подключены к группе выходов счетчика базового адреса, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет реализации возможности для различных целевых ситуаций вырабатывать последовательности частных решений, переводящих исходную ситуацию в целевую, в него введены первый и второй элементы ИЛИ, триггер управления, элемент ИЛИ-НЕ, первый элемент И, блок памяти кодов ситуации перехода, счетчик смещения, блок выбора ситуации, третья группа входов которого объединена с соответствующими разрядами вторых групп адресных входов памяти кодов решений и кодов ситуации перехода соответственно и подключена к соответствующим разрядам группы выходов счетчика смещения, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом триггера управления, первый вход которого объединен с первым входом второго элемента ИЛИ и подключен к выходу блока сравнения, группа выходов блока памяти кодов ситуации перехода подключена к входам элемента ИЛИ-НЕ и соответствующим разрядам второй группы входов блока выбора ситуации, выход которого соединен с управляющим входом рабочего регистра, выходы которого подключены к информационным входам второго регистра записи, управляющий вход которого объединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ подключен к счетному входу счетчика базового адреса, подключенного выходами каждого разряда к соответствующим адресным входам первой группы блока памяти кодов ситуации перехода, второй вход первого элемента И объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и подключен к выхдду генератора импульсов,

второй вход триггера управления объединен с управляющими записью входами первого регистра записи и счетчика смещения и подключен к выходу первого элемента

ИЛИ, первый вход которого объединен с управляющим запуском входом генератора импульсов и подключен к управляющему входу устройства, первая группа входов блока выбора подключена к второй информационной группе входов устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок выбора ситуации содержит блок вычисления расстояния, первый и второй блоки элементов И, блок элементов

ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, регистр записи, блок элементов задержки, схему сравнения, вторая группа информационных входов которой объединена с соответствующими входами блока элементов

задержки, информационными входами первой группы первого блока элементов И и подключена к соответствующим выходам блока вычисления расстояния, первая и вторая группы входов которого являются соответетвенно первой и второй группами информационных входов блока выбора, группа адресных входов которого подключена к входам элемента ИЛИ-НЕ, выход ко- ropero соединен с первым входом элемента

ИЛИ и управляющим входом первого блока элемента И, выходы которого подключены к соответствующим входам второй группы блока элементов ИЛИ, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам регистра записи, выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом второго блока элементов И, выходом

блока выборки и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу регистра записи, выходы блока элементов задержки подключены к соответствующим информационным входам второго блока элементов И, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами первой группы блока элементов ИЛИ.

Фиг. 2

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления сложными организационно-техническими объектами преимущественно с дискретным характером технологического цикла. Сущность изобретения - расширение области #, cv/nyqfyjft/; Ход XQMOttfa применения устройства за счет реализации возможности формирования множества целевых ситуаций выработки последовательности частных решений, переводящих исходную ситуацию в целевую. Устройство содержит первый регистр 1 записи, блок 2 сравнения, блок 3 памяти кодов эталонных ситуаций, регистры 4 и 20 записи, рабочий регистр 5, блок 6 памяти кодов решений, счетчик 7 базового адреса, элементы ИЛИ 8 и 12, элемент ИЛИ-НЕ 9, блок 10 памяти кодов ситуаций перехода, счетчик 11 смещения, триггер 13 управления, элемент И 14, генератор 15 импульсов, блок 16 выбора ситуации 1-2-3; 15-12-7-6-5-4, 2-12-7-3-2, 7-10-9-4,9-8-1, 8-11-16-5, 10-16, 2-13- 14-11-6. 1 з.п, ф-лы, 2 ил, 4 СЛ oWb Х| ю f - ф Wed 5ц Фиг.1