Устройство для комбинационно-логического управления сложными системами

(51)5 С 06 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ л,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР У 1322232, кл. С 05 В 19/18, 1986.Авторское свидетельство СССР У 1278811, кл. С 06 Р 9/00, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМБИНАЦИОННО- ЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМИ СИСТЕМАМИ(57) Изобретение относится к системам и средствам автоматического управления и может быть использовано при управлении сложными техническими системами с преимущественно дискретным характером технологического цикла. Цель изобретения - повышение быст родействия и расширение области применения устройства. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 регистры, первый 3 и второй 4 блока памяти,счетчик 5 адресов, по числу входов устройства - элементы 6 анализа класса ситуаций, по числу выходов устройства - элементы 7 синтеза 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 р структурно-логической декомпозиции ситуационного пространства управляемой системы по группам признаков, соответствующим различным управляемым С процессам, и соответствующего укрупнения классов значительно сокращается объем адресного пространства поиска, а следовательно, существенно повышаа- р ется быстродействие устройства, 2 з.п. . ф-лы, 3 ил.Ж25 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.3) первый 12 и 30 второй 1.3 элементы ИЛИ-НЕ. Устройство позволяет реализовать алгоритм комбинационно-логического управления сложной системой, представленный в виде функционального (однозначного) отображения Е: Р -ф П - "код ситуации - управляющий код" и задаваемый конечным множеством клаузальных форм (продукций) Р = Р.,вида 40А -В,где и - мерный вектор А=(ааа) определяет условие применимостипродук ии Р;. в некоторой ситуации Б , 45характеризуемой и-разрядным двоичнымвектором признаков (кодом ситуации+1, если Р; применима толькопри Й =1;Фа. = 0 если Р применима при любомФ 1значении д 1-1, если Р,. применима толькопри й = О,50 ч 1а,ш - мерныи вектор В = (Ь , Ьс55 Ь,) определяет результат применения данной продукции - .формирование двоичных разрядов управляющего кода ц (Б )(ц р ц ур ц ) Изобретение относится к системам и средствам автоматического управления и может быть использовано при уп- равлении сложными техническими систе 5 мами с преимущественно дискретным характером технологического цикла.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения устройства.На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг.2 и 3 - соответственно функциональное построение элементов анализа класса ситуаций и синтеза управляющих сигналов.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 тактовыхчимпульсов.+1, если Р формирует значение1ц:= 1ФО, если Р, не формирует значение ц-1, если Р; формирует значение ц =О.3 Такое задание представляет возможность формировать значения любойгруппы разрядов управляющего кода позначениям любой группы разрядов кода ситуации, что особенно удобно приуправлении асинхронными процессами.Настройка (программирование) устройства на операционную среду конкретного объекта управления осуществляется заданием множества пар векторов А= (а, а, .., а) и1 1 1В = (Ъ, Ь , , Ь ), которые вд одвоичном 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 Б(Бц 31 - множество ситуаций, потенциально осуществимых в технологическом цикле данного объекта управления (ситуационное пространствообъекта). Обозначим через Я(Бк) множество продукций, применимых в ситуации Б . Алгоритм комбинационно- логического управления, заданнюй множеством Р = Р;); является ситуационно замкнутым (полным) на Б, еслиЫ 1 с 1,1 (Р; Е Я(БД (ЬФО) и непротиворечивым (корректным) относительно Б, еслиэЗ э 1 э 1 С(Р,Я(Б Х (Р,е 0(Б(Ь Ъ1)1Полнота алгоритма гарантирует, что для любой ситуации Б е Б и любо:о разряда управляющего кода в множестве Я(Б.) - продукций, применимых в ситуации Б, имеется продукция, формирующая значение данного разряда, а корректность позволяет быть уверенным, что в Б ) не существует двух продукций, формирующих различные значения какого-либо из разрядов управляющего кода. Требованияполноты и корректности являются необходимыми условиями нормального функционирования устройства и должны обя 1539775 6эательно учитываться при формировании множества продукций.Устройство работает следующим об" разом.В начале каждого нового цикла фор 5 мирования управляющего кода с входов кода ситуации устройства во входной регистрзаносится вектор двоичных сигналов - код ситуации Р (Б(ТИ Й , , с 1), 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 блоха 4 памяти - вектор В =(ЬЬ,Ь ). Знаковые биты компонент вектора А поступают при этом на вторые входы соответсгвующих элементов 6 анализа, а биты модуля - на третьи. Единичный сигнал на выходе 1-го элемента 6 анализа появляется лишь в том случае, когда по 1-му разряду выполняется условие применимости про дукции Р(т.е. либо (а= О), либо (а = +1 8,(с 1; = 1), либо (а =-1) д (й О, Если хотя бы по одному1признаку условие применимости продук ции Р. не выполняется(нулевой уровень 30 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 сигналов наблюдается на выходах всех олементов 6 анализа (продукция Р применима в текущей ситуации Я(, 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 кущие значения разрядов управляющего кода с выходов выходного регистра 2, а на вторые и третьи - знаковые биты и биты модуля соответствующих элементов Ь вектора В с выходов блока 4 50 памяти. Если (Ъ . = + 1) или (Ь.=О)1. 4 4(ц =1), то на выходе 1-го элемента 7 синтеза, формируется сигнал единичного уровня, а если (Ь = - 1) или (Ь =О) ф (ц =О), то нулевого. Сигна3 )лы с выходов соответствующих элементов 7 синтеза поступают на входы выходного регистра 2 и записываются в него по заднему фронту очередного тактового импульса. Одновременно этим же тактовым импульсом наращивается на единицу содержимое счетчика 5 адресов и из памяти выбирается следующая пара2 2векторов А и В , соответствующая продукции Р. Процесс повторяется для всех Р;( = 1,г), причем одновременно с выборкой последней пары векторов А и В на выходе переполнения счетчика 5 адресов появляется сигнал единично- го уровня, поступающий на вход разрешения записи регистра 1, и по заднему фронту очередного тактового импульса одновременно со сбросом в исходное состояние счетчика 5 адресов в регистрснова 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 различных групп разрядов управляющего кода, относящихся к различным управляемым процессам. При этом за счет структурно-логической декомпозиции ситуационного пространства управляемой системы и соот-. ветствующего укрупнения классов (к 1-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 изобретения1. 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 подключена к группе выходов управляющего кода устройства, счетчик адресов, соединенный информационными выходами с адресными входами первого и второго блоков памяти, и генератор тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с 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 сигналов и элемент И, причем1первые входы элементов анализа класса ситуаций соединены с выходами1539775 но 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 еигналов,Составитель А.АникииРедактор М,Петрова Техред М,Ходанич Коррек ерявая 20 Тираж 559 Под Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская н сное открытиям при ГКНТ СССР д, 4/5 ЗаказВНИИПИ роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 входного регистра, вторые и третьи входы подключены к выходам соответственно первой и второй групп выходов первого блока памяти а выходы соеди 9 5 иены с соответствующими входами элемента И, первые входы элементов синтеза управляющих сигналов соединены с выходами выходного регистра, вторые и третьи входы подключены к выхо дам соответственно первой и зторой групп выходов второго блока памяти, а выходы соединены с информационными входами выходного регистра, входы разрешения записи входного и выходного 15 регистров подключены соответственно к выходу переполнения счетчика адресов и к выходу элемента И, а синхровходы входного и выходного регистров соединены со счетным входом счетчика 20 адресов и выходом генератора импульсов.2; Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я 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 - ч а ю щ е е с я тем, что элемент синтеза управляющих сигналов содержит первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, при этом первый и второй входы первого элемента ИЛИ-НЕ являются соответствен