Устройство для ситуационного управления и контроля

3 149581Изобретение относится к автомати-ческому управлению, контролю и сигна.лизации и может быть использовано всистемах управления сложными техни 5ческими системами и комплексами спреимущественно дискретным характером технологического цикла,Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности устройства,На фиг,1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг,2 - блок управления; на фиг.3 - временные диаграммь 1, поясняющие работу устройства.Устройство содержит регистры входной информации 1, выходной информации,2 и памяти кода ситуации 3, первый 4,второй 5 и третий 6 блоки памяти,первый 7 и второй 8 блоки сравнения, 20. первый 9 и второй 10 блоки элементов И, регистр последовательных приближений 11, генератор 12 тактовыхимпульсов и блок 13 управления. Входыи выходы блока 13 обозначены позиция 5ми 4-21.Блок 13 управления содержит эле.мент ИЛИ 22, первый 23 и второй 24элементы И, первый 25 и второй 26элементы И-.НЕ и элемент НЕ 27. ЗОУстрой ство поз воляет реализ ов атьситуационный алгоритм управления,представляемый в виде функционально 3го отображения А: Р - К - код ситуации - код команды управления, Дляэтого необходимо для каждой информационной ситуации Б встречающейся втехнологическом цикле управляемойсистемы и однозначно определяемой ко.дом ситуации К(Б;), определить код 4 Отребуемой в данной ситуации командыуправления.К(Б;). адекватность реакции системы на реализуемые командыконтролируется по переходному инварианту ситуации Б,). Реакция сложной системы на формируемые управляющие воздействия имеет недетерминиро.ванный характер, и определить, какаяситуация возникнет на следующем этапе, если в текущей ситуации Б, реализована команда управления с кодомй(Б;), обычно можно лишь с точностьюдо некоторого подмножества Р(Я;) множества,допустимых ситуаций Я = -"Для каждой ситуации Я, Б множествоР(Б",) может быть определено заранеена основе изучения технологии управления и ситуационной динамики конкретного объекта управления, Пере 8 4ходным инвариантом ситуации Я называется двоичный вектор ф(Б;), получаемый в соответствии с выражениемО(Б,) = ( Р(Б,9(,Р(Б.), т.- = 1,11 Б; Е Р(Я;)ЧЗ; = Я . (1)Как следует иэ (1), вектор й,(Я ) содержит единицы во всех тех разрядах, которые совпадают для всех векторов Р(Б ), таких, что Б е Р(Б ),Ф либо Б; = Б . С помощью переходного инварианта Я (Б ) необходимое условие корректности ситуационной динамики (условие соответствия реализовавшихся ситуационных переходов Б.Б допустимым) может быть описано логическим выражениемР(Б)фБЕ) = Р(БЕ) 4(Ба) (2) Данное условие можно сформулировать следующим образом: переход является недопустимым, если из ситуации Бпри реализации команды управления й(Б ) управляемая система перешла в такую ситуацию Б , что иэ" менился хотя бы один из разрядов кода ситуации Р(Я ,), определяемых переходным инвариантом Я(Б ). Нарушение условия (2) свидетельствует с непредусмотренной реакции системы на формируемые устройством команды. Дальнейшая работа устройства при этом должна быть блокирована.Настройка устройства на операционную среду конкретного объекта управления заключается таким образом, в определении для каждой ииформацион" ной ситуации Б встречающейся в тех" нологическом цикле данного объекта, тройки двоичных векторов Р(Б .), К(Б 1) и (Б,.) и занесении их по последова" тельным адресам соответственно первого 4, второго 5 и третьего 6 блоков памяти строго в порядке возрастания кодов ситуаций Р(Б ).Устройство работает следующим образом.Двоичный вектор (код текущей ситуации) Р(Я ) от объекта управления поступает на входы разрядов регистра 1, В момент окончания поиска предыдущей команды управления К(Б ,) на выходе "Равно" блока 7 появляется сигнал единичного уровня (коды си" туаций Р(Б ,) и Р(Б,), поступающие на входы первого блока сравнения 7 с выходов соответственно регистра 1 и блока памяти 4, совпадают). Если5 14958 сигнал на выходе блока 8 имеет при этом также уровень логической единицы, то Йа третьем командном выходе блока 13 появляется сигнал нулевого уровня, поступающий на стартовый вход5 регистра 11, и очередной тактовый импульс, поступающий на вход синхронизации регистра последовательных приближений, и через открытые первый 23 и второй 24 элементы И блока 13 - на входы синхронизации регистров 1 - 3, сбрасывает в исходное состояние регистр 11 последовательных приближений и обеспечивает запись кода теку щей ситуации П(Б) с входов устройства в регистр 1, запись кода найденной команды К(Б;) в регистр 2 и запоминание кода предшествующей ситуации Э(Б1) в регистре 3. Тем самым ини циируется новый цикл поиска.В цикле поиска в начальный момент времени в регистре 11 находится К- разрядный двоичный код 0111, по которому из блока 4 памяти выбирает ся код ситуации В(Б,), размещенный по данному адресу, из блока памяти 5 - код команды управления Й(Б 1), соответствующий данной ситуаций, а из блока 6 - переходный инвариант ситуа" 30 ции Я(Б,.). Если при этом Э(Б) у Э(Б), то на выходе "Больше" первого блока 7 сравнения формируется сигнал единичного уровня, Этот сигнал, являющийся, по существу, значением старшего разряда адреса искомого управляющего кода К(Б ), поступает на вход ввода данных регистра 11 последовательных приближений и очередным тактовым им-.пульсом заносится в стаРший Разряд 40 Одновременно следующий младший разряд регистра устанавливается в нуль, Следующим тактовым импульсом сигнал с входа ввода данных заносится уже в этот младший разряд, и сбрасывается 45, в нуль следуюший за ним и т.д., пока не будут сформированы все К разрядов адреса нли не будет найден код ситуации Р(Б 1), совпадающий с кодом текущей ситуации Р(Б ). Если в какой-то момент такой код найден, т .е. Р(Б,.)Р(Б ), и выполняется условие корректности ситуационной динамики (2) т.е. коды на выходах первого 9 и второго 10 блоков элементов И совпадают , то на выходе "Равно" первого и выходе второго блоков сравнения вновь сформируются сигналы единичного уровня, инициируя тем самым оче 18 6редной цикл поиска, Если же (в результате сбоев или помех) в р гистрбыл принят код ситуации Р(Б), непредусмотренный в технологическомцикле управляемой системы, то в момент окончания поиска (в момент появления сигнала нулевого уровня на выходе конца преобразования регистра 11последовательных приближений П(Б,)Л(Б ), а следовательно, на второминформационном входе блока управления сигнал имеет нулевой уровень.При этом сигнал нулевого уровняна третьем командном вьжоде блока 13управления также сформируется, однакотактовый импульс поступит на входсинхронизации только регистра 1 (вто;рой элемент 1 24 в блоке 13 управления остается закрытым). Поэтому ко-,манда управления К(Б .) в этом случаене формируется, код ситуации Э(Б,)не запоминается, а лишь обновляетсякод текущей ситуации Р(Б) в регистре 1 и сбрасывается в исходное состояние регистр 11, обеспечивая повторение данного цикла поиска,В случае же, когда код Р(Б;)0(Б) найден, но необходимое условие корректности ситуационной динамики (2) не выполняется (коды на выходах первого 9 и второго 10 блоковэлементов И не совпадают), то на первом командном выходе блока 13 формируется сигнал нулевого уровня, блокирующий дальнейшую работу устройства,Наличие логического нуля на контрольном выходе устройства сигнализируето том, что реакция управляемой системы на последнюю сформированную команду отличалась от ожидаемой, и устройство прекратило свою работу. Содержимое регистров в этом случае можетбыть использовано для определенияпричины возникновения неисправности.формула изобретений1. Устройство для ситуационного управления и контроля, содержащее регистры входной и выходной информации, два блока сравнения, два блока эле" ментов И, три блока памяти, генератор тактовых импульсов и блок управления, входы разрядов регистра входной информации являются входами устройства для приема кода ситуации, авыходы соединены с первыми входами первого блока сравнения и первымивходами первого блока элементов И, входы разрядов регистра выходной ин" формации связаны с выходами второго блока памяти, а выходы являются командными выходами устройства, выходы первого блока памяти подключены к вторым входам первого блока сравнения, выходы третьего блока памяти соединены с вторыми входами первого 10 и с первыми входами второго блоков элементов И, выходы которых связаны с первыми и вторыми входами второго блока сравнения, первый и второй информационные входы и тактирующий 15 вход блока управления. подключены со" ответственно к выходу второго блока сравнения, к выходу "Равно" первого блока сравнения и к выходу генератора тактовых импульсов, первый и вто рой командные выходы блока управления связаны соответственно с контрольным выходом устройства и с входом синхро" ниэации регистра входной информации, отличающееся тем,что, с 25 целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены регистр памяти кода ситуации и регистр последовательных приближений, входы разрядов регистра памяти кода ситуации соединены с выходами первого блока памяти, а выходы связаны с вторыми входами второго блока элемен тов И, выходы разрядов регистра последовательных приближений соединены с адресными входами первого, второго и третьего блоков памяти, вход синхронизации, вход ввода данных, выход сигнализации о конце преобразования и стартовый вход регистра последовательных приближений соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов, с выходом "Больше"первого блока сравнения, с третьиминформационным входом и с третьим командным выходом блока управления,четвертый командный выход которогоподключен к входам синхронизации регистров выходной информации и памятикода ситуации.2. Устройство по п,1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит элемент ИЛИ, дваэлемента И, два элемента И-НЕ и элемент НЕ, первый информационный входблока соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого связан спервыми входами первого и второгоэлементов И, второго элемента И-НЕи с первым командным выходом блока,второй информационный вход подключенк второму входу первого элемента И ик входу элемента НЕ, выход которогосвязан с вторым входом элемента ИЛИи с первым входом первого элементаИ-НЕ, третий информационный вход блока соединен с вторым входом первогоэлемента И-НЕ, выход которого подключен к вторым входам второго элементаИ и второго элемента И-НЕ, тактирующий вход блока соединен с третьимивходами первого и второго элементовИ, выходы которых служат соответственно четвертым и вторым команднымивыходами блока, а выход второго элемента И-НЕ является третьим командным выходом блока,эориз Подписи ВНВПИ Государственного комитет 113035, Иосква, омбииат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101 оиэводственно-издатель каэ 4269/48 Тираж 668 о иэобре 35, Рауш ниям и открытиям при ГКНТ СССая наб., д. 4/5