Устройство для прогнозирования состояний системы контроля

(088 8) прнсоед арстаанай квантаСССРекает изобретенийи вткрытнй(г 2) А ор изобретения берг г) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ ПРОГЯОЗИРОВАНИЯ СОСтОЯНИй СМЫ КОНТРОЛЯ Изобретение отно к. техникеуправлениярн синтезе онтролянмененне оматнческогоможет найти и стем конт я н упра централ хастнчес зо- ктов тностн в снсте нт роля многос ния, в ч ванного х. объ с то металлургического завода.Известны устройства для прогнозирования стостояний системы управления, содержашне электронно-лучевую трубку, пластины вертикального отклонения пуча которой соединены с входом устройства, генератор горизонтальной развертки, выход которого соединен с пластинами горизонтального отклонения луча, носледо 1 вательно установленные оптическую истему, маску и фотодатчнк, ключ н генерар импульсов, выход фотодатчнка соеанФнен с управляющим входом генератора .горизонтальной развертки, выход которого20 соединен с выходом генератора нмнульсов 1 и 2.Недостатками этих устройств являются малая разрешаюшая способность, определяемая ограниченностью количества текущей информация, поступающей через один входной канал устройства, а также большая величина отношения шума к полезному сигналу в связи с тем, что величина оптической плотности элемента оптической, маски, несущая элемент информации о статической динамике объекта управления, определяется на фоне суммарного рассеянного свечения всего экрана электронно-лучевой трубки.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для прогнознровання состояний системы контроля, содержашее оптическую маску, расположенную перед экраном телевнзионного датчика, генератора напряжениЯ развертки, генератор случайных импульсов н два ключа 3Недостатком этого устройства является ограниченность его области применения, определяемая функциональными возможностями устройства, в котором информация поступает по одному входно736054 Устройство содержит оптическую систему 1, оптическую маску 2, передаюший телевизионный датчик 3, генератор напряжения раевертки 4, генератор случайных му каналу, И частности, устройство неможет обеспечить определение вероятнос.ти совместного наступления событийАиВ-Р(В/ А ) Р(А )(где 1 =1,2,о,=1,2,5при о2, м ) 2), если конкретизациюсобытий А необходимо выполнить путемслучайной выборки из непрерывно поступаюшей информации со всех объектов систем контроля, Например, какой участок щи И1 какого цеха ( 1 ) металлургического завода целесообразнее подвергнуть очередному контролю или опросу,в зависимости от случайного состояния .всей системы контроля в момент времениопроса Для этого нет необходимости внепрерывном получении информации совсех участков цеха, так как отдельныеучастки цеха не имеют плановых заданий,такие, например, участки, как отдельныестаны трубопрокатного агрегата, У каждого такого участка цеха есть нормативнаяпроизводительность, показатель надежности функционирования и другие показатели, которые могут быть по всей значимости ранжированы, нормированы и в соответстВующем коде нанесены на оптическую маску устройства. Но в цепомтрубопрокатный цех имеет плановое задание и занимает определенное место в 30общезаводском производственном плане,Поэтому конкретизация цеха в качествеобъекта контроля или опроса должна производиться на основе непрерывно поступаюшей Информации со всех цехов завода 35одновременно в момент времени конкретизации.Конкретизация опрашиваемого-контролируемого объекта производится путемслучайной выборки из совокупности динамических объектов в случайный моментвремени. Это и есть конкретизация события А , вероятность наступлениякоторого равна Р (А),После того как собьггие Лнаступило, можно конкретизировать участокопроса или контроля - событие ВВероятность одновременного наступленияэтих двух событий равна Р (В / А)Р (А 4 ). Однако конкретизация объекта 50опроса из совокупности объектов при л 1не может быть реализована устройствомс одним входным каналом в связи с тем,что одновременно должны быть учтенысостояния всех объектов контроля.Кроме того известное устройствреализует акты прогнозирования в системах, в которых как априорная, так и текушая информация представлены в аналоговой форме и не может быть использовано без соответствуюших преобразователей для системв которых информацияпредставлена в бистабильной-цифровойформе, Это также ограничивает областьприменения устройства,Цель изобретения - расширение области при м енен ия.Указанная цель достигается тем, чтов известное устройство дополнительноювведены первый и второй блок памяти,регистр сдвига, переключатель и светодиоды, каждый из которых подключен квыходу соответствуюшего блока системыконтроля, пластины горизонтального отклонения телевизионного датчика соединены с выходом первого блока памятии через первый ключ - с выходом генератора напряжения развертки, которыйчерез второй ключ соединен с пластинамивертикального отклонения телевизионногодатчика и выходом второго блока памяти,установочный вход которого соединен суправляюшим вкодом первого ключа и выходом первого разряда регистра сдвига,выход второго разряда регистра сдвигасоединен с управляюшим входом второгоключа, выход генератора случайных импульсов подключен к задаюшему входу регистра сдвига и генератору разверткичерез блок коммутации, управляющийвход которого соединен с выходом видеосигнала телевизионного датчика.При этом блок коммутации содержитпереключатель и элемент 6, первая параконтактов переключателя включена междупервым выходом переключателя и управляюшим входом генератора напряжения развертки и выходом видеосигнала телевизионного датчика, вторая пара контактоввключена между выходом генератораслучайных импульсов и задающим входомрегистра сдвига, который через третьюпару контактов соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединенс выходом видеосигнала телевизионногодатчика, а второй выход соединен с выходом генератора случайных импульсов.На чертеже приведена структурнаясхема устройства для прогнозированиясистемы контроля и показано взаимноерасположение оптической маски и светодиодов в устройстве, 73605импульсов 5, первый ключ 6, второй ключ 7, первый блок памят, 8, второй блок памяти 9, регистр сдвига 10 и г 1 1 плоских светодиодов 11, число плоских светодиодов и равно числу объектов контроля данной системы, Все светодиоды расположены в один ряд, образуя полосу, длина которой равна длине оптической маски 2 и расположена над последней выходными светящимися поверхностями 1 О в плоскости оптической маски 2, проектируемой оптической системой 1 на экран телевизионного датчика 3 так, чтобы проекция светодиодов заняла на экране нижний ряд строк при нулевом напряжении 1 на пластинах вертикального отклонения телевизионного датчика. Каждый, светодиод подключен к одному объекту контроля, и в функции величина сигнала, поступающего с соответствующего объекта, 20 контроля (или управления), изменяет интенсивность свечения светодиодов. На столбце оптической маски 2 с абсциссами, равными абсциссам-гбго светодиода, нанесена априорная информация, содержащая сведения о статистической динамике отдельных участков и всего-того объекта контроля (управления). Этот столбец на оптической маске перпендикулярен полосе, образованной светодиодами, по ширине равен протяженности светодиода вдоль оси абсцисс, а по длине равен протяжности маски вдоль оси координат. Оптическая маска освещается.Оптическая система 1 проектирует 35 маску 2 и светодиоды 11 на экран датчика 3, Пластины горизонтального отклонения соединены с блоком;8 и через ключ 6 с выходом генератора 4, к которому через ключ 7 подключены блок 9 и 40 пластины вертикального отклонения телевизионного датчика 3. Блок 9 имеет вход сброса записанной в блоке величины. Наличие напряжения на этом. входе блока 9 приводит к стиранию записанной величины 45 и на входе блока 9 показание равно нулю. Вход сброса записанного значения блока 9 соединен с управляющим входом ключа 6 и с выходом первой ячейки регистра 10, Выход второй ячейки регистра 10 соединен с управляющим входом ключа 7. Выход генератора случайных импульсов 5 соединен с задающим входом регистром 10.55Кроме того, первый вход элемента И 12 соединен с выходом видеосигнала телевизионного датчика 3, второй вход соединен с выходом генератора случайных 4 6импульсов 5, а выход его через пару контактов, замкнутых во второй позиции переключателя 13, соединен с задающим входом регистра 10. Первая пара контактов, замкнутых в первой позиции переключателя 13, включена между управляющим входом генератора 4 и выходом видеосигнала телевизионного датчика 3. Вторая пара контактов, замкнутых в первой позиции переключателя 13, включена в цепь между выходом генератора 5 и задающим входом регистра 10. Переключатель 12 и элемент И 12 образуют блок коммутации 14, Выходами устройства являются выходы блоков 8 и 3, причем в установившемся состоянйи с выхода блока 8 считывается событие А 1 или конкретизированный в результате случайного выбора с вероятностью Р(А) 1 -тый объект для опроса или контроля, а с выхода блока 9 считывается событие В или конкретизированный в результате случайного выбора с условной вероятностью Р(ВЛ)-тый участок л тога объекта для опроса или контроля.Устройство работает следующим образом.Прогнозирование начинается с выполнения действия сброса с регистра 10, записанного на нем показания иперевода записи единицы в первую его ячейку, Наличие напряжения на выходе первой ячейки регистра 10 определяется наличием сигнала на управляющем входе клю ча 6, в результате чего последний находится в замкнутом состоянии и выход генератора напряжения развертки 4 соединен с пластинами горизонтальной развертки телевизионного датчика 3. Управляющий вход ключа 6 соединен с выходом сброса записанной величины блока 9, в связи с чем в течение всего интервала времени единица записана в первой ячейке регистра 10. Выход генератора 4 подключен к пластинам горизонтального отклонения телевизионного датчика 3, а напряжение на пластине вертикального отклонения ,равно нулю, электронный луч развертывается только вдоль оси абсцисс и считывает информацию с проекции светодио,дов на экране телевизионного датчика 3, через которые поступает текущая информацияс объектов контроля. Чем больше величина сигнала, поступающая с-ггого объекта контроля, тем больше интенсивность свечения подключенного к выходу того объекта-того светодиода, и наоборот. Соответственно интенсивности свечения светодиода меняется и величи 736054на видеосигнала. С помощью генератора4 скорость нарастания напряжения развертки электронного луча формируют как монотонно убьвающую в функции величины видеосигнала телевизионного датчика,. Этообеспечивает при случайности выбора момента времени остановки горизонтальнойразвертки электронного луча телевизион.ного датчика получить следующие условия,выраженные неравенствами 1 ОРф;)Р Ю ), ьслн Ъ;Ъ где 1,1=1 й.,и,К 13л;Е и , - величина сигналов, поСтупающих соответственно с-того5 и К -того объектов контроля.Из этих неравенств следует, что первый импульс генератора 4, возникший после момента времени начала прогнозирования, выполняет акт конкретизации выбора события Аили выбора . -того объекта контроля, наступающего с вероят. ностью Р(А).Первый импульс, возникший в генерато 25 ре 5 после момента времени начала прогнозирования, переводит запись единицы с первой ".ячейки регистра 10 во вторую его ячейку, Напряжение с выхода первой ячейки регистра 10 снимается и подаетсяЗОна выход второй его ячейки, в результате чего размыкается ключ 6, замыкаегся ключ 7 й снимается сигнал со сбрасывающего входа блока 9. При этом электронный луч разворачивается только в направлении оси ординат при фиксированной абсциссе, соответствующей напряжению на пластинах горизонтальной развертки, равной напряжению на блоке8 в момент времени появления первогоимпульса в генераторе 5 после моментавремени начала процесса прогнозирования. В момент времени появления второгоимпульса в генераторе случайно рапределенных во времени импульсов после момента времени начала процесса прогнозирования, единица запишется в третьюячейку регистра 10, оба ключа 6 и 7перейдут в разомкнутое состояние и произойдет конкретизация события Всусловной Вероятностью Р(В / А),Резул ьтат прогноза-конкрет изапи иобъекта и ;участка этого объекта дляконтроля или опроса считывается с выходов блоков 8 и 9.55Для того чтобы электронным лучомсчитывалась информапия с оптическоймаски, последняя должна освещаться:.Если информапия в системе представлена в бистабильной форме, устройство с помощью переключателя 13 переводят вовторую позипию, при которой контактнаяпара в пепи между выходом элемента И12 и задающим входом регистра, 10 замкнута, остальные две пары контактовэтого переключателя разомкнуты, Информация на оптическую маску закодированагустотой непрозрачньа или черных штрихов, а информация, поступающая с объектов контроля, характеризуется частотойимпульсов, Управляющий вход генератора4 отключен от выхода видеосигнала телевизионного датчика 3, вследствие чегоэлектронный луч будет разворачиватьсяс постоянной скоростью,Весь процесс прогнозирования как прианалоговой, так и при бистабильной формах представления информации идентичны,Различие заключается лишь в техникеконкретизации результата прогнозирования.В первом случае, при аналоговой формепредставления информации, изменяетсяскорость развертки луча в функции считываемой со светодиодов или оптическоймаски аналогового сигнала и конкретизация события или объекта производитсяимпульсом от генератора случайно распределенных во времени импульсов. Бовтором случае электронный луч разворачивается с постоянной скоростью незави 4 фсимой от величины считываемой информации. В зависимости от величины считываемой информации со светодиодов илиоптической маски меняется частота импульсов на выходе видеосигнала. Конкретизация объекта управления происходитпервым случайно совпавшим во времениимпульсом с выхода видеосигнала телевизионного датчика 3 по информации,считываемой со светодиодов и генератора5, по ле момента времени начала процесса прогнозирования, фиксируемым спомощью элемента И 12, а второй случайно совпавший во времени импульс,фиксируемый этим же логическим элементом после момента времени начала процесса прогнозирования, конкретизирует участок контроля или опроса по информации, считываемой с оптической маски.Прогнозируемые значения с выходаустройства могут считываться с помощьюэлектронно-лучевой трубки,Использование светодиодов в предлагаемом устройстве обеспечивает возможность выполнения случайной выборки одного объекта из множества объектов н 1 на основе текущей информапии, непрерывно9 7360 поступавшей с этих объектов. Конткретизация с помощью предлагаемого устройства совместного наступления двух событий Аи В с вероятностью Р(А) Р(В / А ) при условий, когда одно из этих событий определяют по текущей информации, поступающей с объектов контроля или управления, позволяет реализовать контролирующие и управляющие системы на основе байесовской стратегии, Это позволяет увеличить информированность многосвязных стохастических систем кантроля и управления,Формула изобретения1. Устройство для прогнозирования состояний системы контроля, содержащее оптическую маску, расположенную перед 20 экраном телевизионного датчика, генератор напряжения развертки, генератор случайных импульсов и два ключа, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройст ва, в него введены первый и второй блоки памяти, регистр сдвига, переключатель и светодиоды, каждый из которых подключен к выходу соответствующего блока системы контроля, пластины горизонталь- ЗО ного отклонения телевизионного датчика соединены с выходом первого блока памяти и через первый ключ - с выходом генератора напряжения развертки, который через второй ключ соединен с пласти-М нами, вертикального отклонения телевизионного датчика и выходом второго блока памяти, установочный вход которого соединен с управляющим входом первого ключа и выходом первого разряда регист ра сдвига, выход второго разряда регистра сдвига соединен с управляющим входом второго ключа, выход генератора случайных импульсов подключен к задающему входу регистра сдвига и генератору развертки через блок коммутации 6, управляющий вход которого соединен с выходом видеосигнала телевизионного датчика.2. Устройство для прогноирования состояний системы контроля по п. 1, отл ичающееся тем,что блок коммутации содерхкит переключатель и элемент И переключателя, первая пара контактов включена между первым вы ходом переключателя, управляющим вхо дом генератора напряжения развертки и выходом видеосигнала телевизионного датчика, вторая пара контактов включена между выходом генератора случайных импульсов и задающим входом регистра сдвига, который через третью пару контактов двухпозидионного переключателя соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с выходом видеосигнала телевизионногодатчика, а его второй выход соединен с выходом генератора случайных импульсов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 487302 кл. б 01 Э 9/ООф 1973 г 2. Авторское свидетельство СССР536396, кл, Я 01 О 9/ОО, 1975,3. Авторское свидетельство СССР2320966, кл. О 05 В 23/02,И 76.7 Составитель В, МаксимовТехред Ж. Кастелевич Ко еда ктор ктор И. Нигула,/38 Тиран 856 ПодписПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открылий5, Москва, Ж, Раушскаа наб., д,113