Устройство для определения запаса ресурса системы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19)А 2 0 04 С 07 С 3/10 1 ДТ Г ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ ЕЛЬС П. Сугак, В. Н, Рыбас ьство СССР1 О, 1980. НИЯ ЗА ся к обл елькой т зовано в мах конт сти хро есоскими прнеобходных значсурсов,нииасю фщ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕПАСА РЕСУРСА СИСТЕМЫ(57) Изобретение относиавтоматизации и вычислиники и может быть испольавтоматизированных систеи управления технологичесами и производством присти определения оптимальвеличинь ограниченных р ходуемых системой для определениявремени устойчивого функционированиясистем. Устройство также позволяетопределять моменты времени началаконтроля за ходом технологическогопроцесса для обеспечения устойчивбго функционирования системы в режимеиспользования ограниченного ресурса,выделенного на нейтрализацию возмущающих воздействий. Устройство содержит датчик 10 ресурса на нейтрализацию возмущающих воздействий, датчик12 ресурса на функционирование сложной системы, блоки 1-3, 14 нелинейностей, сумматоры 4, 11, 15, 22, блок13 деления, блоки 7, 19, 24 сравнения, блоки 5, 8 умножения, элементыИ 9, 20, 21, задатчик 17 уровня напряжения, генератор 23 линейно нарастающего напряжения, регистры 6, 8сдвига, индикатор 16, 1 ил,НФ + Ня Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности кавтоматизации контроля и управления производственными процессами, и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления технологическими процессами и производством, а также в научных исследованиях и технике, при необходимости определения оптимальгных значений величины ограниченных ресурсов, расходуемых сложной системой, в том числе и временных, для определения времени устойчивого функционирования сложных систем.Целью изобретения является повышение точности за счет определечия момента времени начала контроля за ходом технологического процесса для обеспечения устойчивого (нормального) функционирования системы в режиме использования ограниченногоресурса, вьделенного на нейтрализацию возмущающих воздействий,На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит последовательно соединенные первый блок 1 нелинеиностей, второй блок 2 нелинейностей,третий блок 3 нелинейностек, первьгйсумматор 4, выход которого соединенс входом первого блока 5 умножения,выход которого соединен соответственно с входом первого регистра 6 сдвига и входом первого блока 7 сравнения, выход первого регистра 6 соединен со входом второго регистра 8сдвига, выход которого соединен совходом первого блока 7 выход которого соединен с входом первого элемента И 9, а другой выход - с датчи-.ком 1 О ресурса на нейтрализацию воз-.мущающих воздействий, выход которогосоединен с входом первого элементаИ 9 и входом второго сумматора 11вход которого соединен со вторымдатчиком 12 ресурса на функционирование сложной системы, а выход - свходом блока 13 деления, другой входкоторого является входом устройства,а выход соединен со входом четверто-.го блока 14 нелинейностей, выходкоторого соединен с входом третьегосумматора 15, выход которого соединен со входом первого блока 5, индикатор 16, вход которого соединен свыходом первого элемента И 9, приэтом вход третьего сумматора 15 обь 1 О 20 2 э ЗО 40 единен со входом первого сумматора4 и является единичным входом устройства, вход первого блока 1 являетсявходом устройства, задатчкк 17 уровня напряжения второй блок 18 умножения, второй блок 19 сравнения,второй элемент И 20, третий элементИ 21, четвертый сумматор 22, генератор 23 линейно нарастающего напряжения, третий блок 2 .сравнения, приэтом выход задатчика 17 соединен свходом второго блока 18 умножения,выход которого соединен с входом четвертого сумматора 22, а другой входс выходом первого элемента И 9 и входом индикатора 16, другие входы которого соединены с выходами тпетьегоблока 24, вход которого соединен сгенератором 23, а другой вход - свыходом четвертого сумматора 22, другой вход которого соединен с выходами второго 20 и третьего 21 элементов И, причем вход второго элементаИ 20 соединен соответственно с однимвходом второго блока 19 и выходомвторого блока 2, а другой вход - свыходом второго блока 19, вход третьего элемента И 21 соединен соответственно со входом второго блока19 и выходом блока 13, а другой входвыходом второго блока 19,.Любые технологические процессывыполняются за счет расходования техили иных ограниченных ресурсов. Приэтом часть общего ресурса вьделяетсяна непосредственное выполнение запланированного комплекса операцийтехнологического процесса, а другаячасть вьделяется в резерв (резервныйресурс) для чейтралкзацки воздействий, имеющих место в системе,Пусть задан общий запас ресурса представляющий в общем случае случайную величину, причем Б- случайное значение величины ресурса вьделяемое непосредственно на выполнение технологического процесса, на полезное функционирование сложной системы, а В - неслучайная величкна ресурса, вьделяемого на нейтрализацию возмущающих воздействий ,выделенного в резерв).Время осуществления хода (длительности) технологического процесса в условиях возмущений зависит от вели1310863 чины общего запаса ресурса и определяется следующим образом: макс Р Я(Вн) г й Используя положение известной те ории наиболее слабого звена получа 5Рем: Впф - Бнпф где о( - средний расход ресурса на выполнение технологического процесса.Длительность технологического процесса непосредственно зависит от величины К, и как только резервный запас ресурса Вн исчерпывается на нейтрализацию поступающих возмущений, т,е. Вн становится равным нулю, ход технологического процесса прекращается, так как вновь поступающие возмущения приводят к отказовому состоянию системы.Пусть возмущающее воздействие для своей нейтрализации требует соответствующее количество единиц ресурса В. В этом случае длительность технологического процесса является аргументом следующего условия: 25 агру(2) где- случайное значение величины возмущающих воздействий, требующее для своей нейтрализации заранее установленное допустимое ограниченное значение величины Вн, при этом Т ф, представляет собой случайную величину, зависящую от случайной величиныТаким сбразом, увеличивая В, можно увеличить технологичность цикла (2), а увеличение Вн сказывается на уменьшении длительности техноло гического процесса. Случайное время Ц, (Бн), равное длительности технологического процесса, зависит от Вн и определяется из следующего условия: 45= .,(В)-Т, где Ц(В) минТцф(Вн)Трф (Бн) При организации технологического процесса значение величины ограни ченного ресурса В, выделенного в резерв на нейтрализацию возмущений, должно обеспечить максимум вероятности того, что случайное время Ц(Вн) полезного функционирования 55 сложной системы не менее некоторого заданного значения Цф, .т.е. обеспе- чить Я(Б й) мин-пф (Вн)Трф (В н Таф(Вн)" О,=1 - Р(Тф )1 (3) (Т;),где Р(Тф) = Р(Тдф Р ), Р(Тф)= Р(Т с Ц,+) - функция распределенф1ния случайных величин Т и Тф соответственно,Таким образом, оптимальное значение величины ограниченного ресурса+В, выделенного в резерв на нейтрализацию возмущений, воздействующихв ходе технологического процесса,определяется иэ условий обеспечениянаибольшегозначения выражения (3),т.е,Р+ = аг макс- Р(Тф)1 (4). - Р(Т,)Ц Для определения момента времениначиная с которого необходимо восполнить Вф, выделенный на функционирование системы за счет резервного ресурса В, идущего на нейтрализацию возмущающих воздействий, необходимо определить интервал времени Т, в течение которого ресурс должен быть пополнен. Зная среднее время д 1 , требуемое на пополнение единицы ресурса, можем определить искомый интервал Т, т.еТр =Б дИскомый момент времени определяется следующим выражением: Усгройство работает следующим образом.В процессе функционирования любойсложной системь 1, в том числе в ходе технологического процесса, имеют место воздействия различных возмущений, Поступающие на вход устройства возмущения в первом блокепреобразуются в соответствующее значение величины ресурса, необходимого для нейтрализации этих возмущений, которое по 1310863ступает во второй блок 2, реализующий случайное значение времени по 2 лезного Функционирования Тр в условиях возмущений, а затем в третьем блоке 3 реализуется значение Функции2распределения Р(Тп ) случайной величины Тд, Одновременно с выхода вто 2рого блока 2 величина Т поступает на первые входы блоков 19 и 20, Значение Р (Т ) поступает на второй вход первого сумматора 4, а с его выхода. величина 1 - Р (Тф ) поступа 2 ет на первый вход первого блока 5, Одновременно с выхода второго датчика 12, выделенного на Функционирование системы, поступает на второй вход второго сумматора 11, на первый вход которого поступает с выхода первого датчика 10 значение величины ресурса ВН, необходимого на нейтрализацию возмущающих воздействий, Ва втором сумматоре 11 вычисляется значение величины ресурса, предназначаемого на полезное Функционирование сложной системы в условиях возмущений. Зта величина поступает на первый вход блока 13, где происходит деление на величину Ы, поступающую на второй вход блока 13 и характеризующую средний расход ресурса в единицу времени на полезное Функционирование системы. Таким образом, полученное в блоке 13 случайное значение времени полезнага Функционирования Т поступает на вход четвертого блока 14, реализующе го Функцию распределения Р(Тц ) случайной величины. Кроме того, величина Тпф с выхода блока 13 падается на второй вход второго блока 19 и первый вход третьего элемента И 21. Значение Р(Т л ) поступает на первый вход третьего сумматора 15 и вычитается из константы 1 , поступающей на второй вход третьего сумматора 15, с выхода которого величина 1 Р(Тф ) поступает на второй вход первого блока 5, а с его выхода ве- личина поступает на вход первого регистраи на первый вход первого блока 7,Ранее занесенное в первый регистр 6значение 1;, пересылается во второйрегистр 8 и затем подается на второйвход первого блока 7. В первом блоке 7 после выдачи первым датчиком 10 очередного значения В, сравниваются между собой две величины 1;и 1,;, одна из которых соответствует текущему значению величины Вя, а другая - предыдущему значению В ; . Если в результате такого сравненияокажется, что 1 ( 1;, то со второго выхода первого блока 7 выдается управляющий сигнал на первый датчик 10 на выдачу очередного значения В, В противном случае, т,е, при1;, ъ 1;, такой сигнал выдается спервого выхода. первого блока, 7 наразрешающий первый вход первого зле 15мента И 9 и значение величины В я,соответствующее оптимальному значеанию величины ресурса В, предназначенного на нейтрализацию возмущающихвоздействий, с выхода первого датчика 10 через первый элемент И 9 поступает на первый вход индикатора 16 ивход второго блока 18, на первыйвход которого поступает значение времени Д 1, необходимое на выполнение25единицы ресурса. Полученная вс втором блоке 18 величина Т= В йСпоступает на первый вход четвертогосумматора 22,Во втором блоке 19 после поступЗОления в него величины Тф и Тя,происходит сравнение этих величин.Если в результате сравнения окажет 2 1ся, чта Тф ( Тф, то с первого выхода второго блока 19 подается управ 35 ляющий сигнал на разрешающий второйвход второго элемента И 20 и значение2Тф с выхода:второго блока 2 черезвторой элемент И 20 поступает навторой вход четвертого сумматора 22,40В противном случае т.е., при Т Тф,7такой сигнал выдается са второговыхода второго блока 19 на разрешающий второй вход третьего элементаИ 21 и значение Т с выхода блока13 через третий элемент И 21 поступает на второй вход четвертого ум- .матора 22.Иосле поступления в сумматор 22значения. Т и минимального из значений502Тпф и Тд в сумматоре 22 определяется момент времени+2начиная с которого необходимо восполнить ресурс, выделенный на нейтрализацию возмущающих воздействий.Значение времени 1 с выхода сумма,Формула изобретения Составитель Н. ВагановаРедактор Н, Горват Техред М,Ходанич . Корректор С. Иекмар Заказ 1895/47 тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, уп. Проектная, 4 тора 22 подается на второй вход третьего блока 24, на первый вход которого поступает значение текущего времени Смдкс5 В третьем блоке 24 происходит4.сравнение значений С и С . Если в результате сравнения окажется, что С+(С то сигнал с первого выходатехтретьего блока 24 поступает на вто- Ю рой вход блока 16, т.е, на ту его часть, где отражается нормальная работа. Б противном случае, т.е. при С + 3 С , сигнал со второго вьгхода"тех15 третьего блока 24 поступает на третий вход индикатора 16, извещая о том, что необходимо начать восполнение ресурса, затраченного на нейтрализацию возмущающих воздействий в размере В единиц ресурса. Устройство для определения запаса ресурса системы по авт. св, В 993299, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности устройства путем определения времени начала восполнения ресурса, введены задатчик уровня напряжения, второй блок умножения, второй и третий блоки сравнения, четвертый сумматор, второй итретий элементы И и генератор линей.нонарастающего напряжения, восход которого соединен с первым входом третьего блока сравнения, первый и второй выходи которого подключены соответственно к второму и третьему входам индикатора, выход задатчика уров-.ня напряжения соединен с первым входом второго блока умножения, выходкоторого подключен к первому входучетвЕртого сумматора, выход которогосоединен с вторым входом третьегоблока сравнения, выход первого элемента И подключен к второму входувторого блока умножения, выход третьего блока нелинейностей соединенс первыми входами второго блока сравнения и второго элемента И, выходблока деления подключен к первомувходу третьего элемента И и к второму входу второго блока сравнения,первый и второй выходи которого соединены соответственно с вторыми входами второго и третьего элементовИ, выходы которых подключены к второму входу четвертого сумматора.