Устройство для классификации управляющих ситуаций

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК . ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1354223, кл, 6 06.К 09/ОО, 1987.Авторское свидетельство СССРМ 1278811, кл. 6 05 В 19/18, О 06 Р 9/00, 1986.Авторское свидетельство СССРпо заявке М 4479149/24, кл, 6 05 В 19/18,6 06 Р 9/ОО, 30,08.88,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИУПРАВЛЯЮЩИХ СИТУАЦИЙ(57) Изобретение относится к автоматизированным системам и системам автоматического управления и может бытьиспользовано при управлении сложными объектами преимущественно с дискретным характером технологического цикла, а такжедля решения задач распознавания и анализаданных объектов, ситуаций, процессов или Изобретение относится к автоматизированным системам и системам автоматического управления и может быть использовано при управлении сложными объектами преимущественно с дискретным характером технологического цикла, а также для решения задач распознавания и анализа данных объектов, . ситуаций, процессов или явлений произвольной природы, описываемых конечными наборами признаков (симптомов, факторов),Цель изобретения. - расширение области применения устройства путем реализации возможности осуществления поиска классов толерантности текущих управляю(н)з 606 Р 9/00,605 В 19/ явлении произвольнои природы, описываемых конечными наборами признаков(симптомов, факторов), Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет реализации возможности осуществления поиска классов толерантности текущих управляющих ситуаций для различных полносвязных пространств (структур) толерантности. Устройство содержит регистр ввода, й регистров вывода, й блоков элементов И, Й блоков сравнения, три группы из й блоков памяти, й счетчиков адресов, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ и блок управления. Устройство осуществляет поиск классов толерантности текущих управляющих ситуаций для различных полносвязных структур (пространств толерантности) по характеристическим векторам уц классов, последовательности извлекаемым из блоков памяти, и выдает на выходе код команды ситуации, соответствующей найденному классу, что позволяет достичь поставленной целИ. 1 з,п. ф-лы, 6 ил,автиВ х ситуаций для различных полносостранств толерантности. На фиг,1 изображена функциональная схема устрсистаа для классификации управляющих ситуаций; на фиг,2- функциональное построение блока управления; на фиг,З - условная схема классификации; на фиг.4-6 - временные диаграммы работы устройства.Устройство (фиг.1) содержит регистр 1 ввода, блоки 21-2 и элементов И, блока 31-Зи памяти, блоки 41-4 и сравнения, блоки 51-5 Н памяти, счетчики 61-би адресов, блоки 71 - 7 н памяти, регистры 81-Зм вывода. элемент ИЛИ9 на (ч входов, блок 10 управления и генератор 11 тактовых импульсов,Блок управления (фиг.2) содержит первую группу й элементов И 121 - 12 н, элементов ИЛИ 131-13 и и вторую группу элементов И 141 - 14 м, вход 15, группу входов 16 - 16 м, группы выходов 171-17(ч и 181 - 188.Пусть задано некоторое множество ситуаций по представлению сложного объекта наблюдения и определена на нем система подмножеств (31, 32, , Ян 1, Я)63,1=1 Ю которая образует покрытие множества Я. Если существует хотя бы пара таких подмножеств 3 и 3), что при= ) З Д 3)ФФ,ЦЯ) = Я, то подмножества Я) называются классами толерантности ситуаций 3) = (Я),1, 3)2, , 3),п),тПредставление классов толерантности 3) в виде характеристических (собственных) векторов для всего многообразия опи. сываемых объектов и явлений определяется в общем случае видом толерантности, т,е. характером (особенностью) покрытия исходного множества Я. Характер покрытия множества 3 зависит от вида (класса) структур (пространств толерантности), используемых для описания и представления исследуемой предметной области.Одной из наиболее распространенных базовых структуртолерантности(пространств толерантности) являются так называемые полносвязные структуры. Практическое приложение использования подобных структур, например для области информационно-вычислительных сетей, применяется при описании полносвяэных структур по принципу "каждый с каждым".В качестве основной структуры представления пространств толерантности при классификации управляющих ситуаций в отличие от известного используют так называемыее пол носвяэн ые структуры (пространства толерантности).Для классов толерантности Я с полно- связной структурой для двумерного случая (фиг,З) представляется целесообразным выделить следующие классы толерантности Я = (3) ,3),)+1 , ,31 й). Характеристическими векторами класса Я называется пара векторов Ц и д) (соответственно прямой и обратный), таких, что выполняются соотношения Ь) л 3(" Ь); Ь) у.Я = 3,у 363)9) л Ят = Я, 9) у Я = 9), (1) где Я - двоичный вектор т-й текущей с ции класса 3) .т Характеристическими ветктортами классаЯд+1 называются векторы и), и)+1 и 9), 9)+1т т ттакие, что выполняются соотношения(ь л 1 р 1)лЯ,=(1 и(1 ),ф л 1 н )8=3; (9) П 9)+1 )ЛЯс = Яс, (д) л 9)+1 )чЯ =(Щ Л Щ+ДР)10 где 3-двоичный векторГй ситуации класса т Характеристическими векторами класса 31 и называются векторы (1, , Ьи и 91, , ди такие, что выполняются соотно 15 щения(Мтл лймтт)ля-(Ь 1 л. лЬт); ф 1 тл лЬ)у%- З 1; (д 14 лдм )Ая 1-я;(д 1 л лдм )уэбб-(д 1 Л 4 дм ), 20 (3)где 31 - двоичный вектор т-й ситуации класса 31, , йУсловие принадлежности ситуации Яс к 25 соответствующему классу толерантности Яс целью идентификации истинного состояния в общем случае описывается следующим логическим выражением;З 0 31 Л(й)т 9) т) - Ь)т ) = 1,И;Яд(Вцтч д)л(Ь)+1 у 9)+1) = Ь)л Ь)+1;Ял(Ь 1 ч 91)ЛЛ(Ьи (М )=п 1 ЛЬг Лл)а .(4)35Условие (4) с учетом предлагаемогоалгоритма поиска классов толерантноститекущих управляющих ситуаций для полно 40 связных структур может быть реализованоследующим образом,Ситуация Яс принадлежит классу 3),т) = 1,Й в том случае(фиг.4), если код ситуацииЬ имеет единицы во нсех разрядах, в кото 45 рых единицы имеет п), и не имеет единицво всех тех разрядах, в которых единицыимеет д),Ситуация 3 принадлежит классу Яд+1тв том случае (фиг.5), если код ситуации 350 имеет единицы вот всех тоазрядах, в которыхединицы имеет и) и Ь)+1, и не имеет единицво всех тех разрядах, в которых единицыимеетд) ид)+1,т,е,3),)+1 =31 ИЯ)+1 .Т ТТ ТСитуация Я принадлежит классу 31 нТ55 в том случае (фиг.б), если код ситуации 3имеет единицы во всех разрядах, в которыхединицы имеет п 1, п 2, , М, и не имеетединиц во всех тех отазрядах, в которых единицы имеет д 1, 92, , рч, т,е, 31, , иТ ТЕсли для любой. пары классов 8, 8, ф Ф д выполняется и Ю =и илит т т т т 9 А Яу Ф 9, то класс ситуации может бытьт т т однозначно определен из условия (4), без последовательного просмотра всех ситуаций.Устройство работает следующим образом,Двоичный вектор (код ситуации 8) от 10объекта классификации, например, с груп. пы двоичных датчиков, установленных наобъекте, поступает на информационные входы регистра 1 ввода. В момент окончания поиска предыдущего класса ситуации Ят на входах 161-16 ы (или одном из них) блока 10 управления появляется сигнал с уровнем логической единицы с блоков 41-4 ы (или одного из них) сравнения, открывающий элемент И 121-12 ы (или один из них) в блоке 20 управления. По заднему фронту очередного импульса от генератора 11 происходит запись кода оцененной (идентифицированной) ситуации Яс с блоков 71 - 7 ы (или одного из них) памяти в регистры 81 - 8 ы вывода (или 25 одного из них) и кода текущей ситуации Зс в регистр 1 ввода, Если класс кода текущей ситуации совпадает с классом кода ситуации, записанной на предыдущем такте, то с блоков 41-4 и сравнения (или оДного из рих) 30 по-прежнему поступает сигнал с уровнем логической единицы, и.процесс повторяется, пока не изменится класс текущей ситуации. Все это время в регистрах 81-8 ы вывода (или одном из них) сохраняется 35 прежний код оцененной ситуации.При изменении кода текущей ситуации, меняющего класс, ситуации, снимается логическая единица с входов 161-1 бы (или одного из них) блока 10, запираются элементы И 121-12 ы (или один из них), прекращая запись информации в регистр 1 ввода и регистры 81-8 ы вывода(или один из них), а по заднему фронту сигнала на выходах 171 - 17 ы (или одном из них) блока 10, формируе-. 45 мых элементами ИЛ И 131 - 13 ы и элементами И 141-14 ы (или одним из них), наращивается на единицу содержимое счетчиков 61 - 6 ы (или одного из них). Далее по заднему фронту импульсов генератора 11, 50 поступающих через элементы И 141-14 Ы (или одного из них) на выходы 171-1.7 ы (или .один изних) блока 10, содержимое счетчиков 61-6 ы (или одного из них) адресов продолжает наращиваться, обеспечивая 55 последовательную выборку информации из блоков 51-5 ы, 31-Зы и 71-7 ы памяти (или некоторых из них), При этом для ситуации класса 8),) 1,й из блоков 5), 3 и 7) памятивыбирается вектор й), вектоР у) -(и м 9) ) и код оцененной ситуации 8) соответственио. иалогичир а случае ситуации класса81 гг 1,-1,Гц иа блоков бк бис бк би и 7 к тгг 1памяти аыбираготся векторы бг, ЬИГ, аек.торы 1) = Ъ) м 9)г), )+1-(Ь+1 мд)+1 ) и кодоцененной ситуации 8) 8) соответственно. И, наконец, в случае ситуации класса81,ы из блоков 51-5 ы 31-,3 ы и 71-7 ытпамяти выбираются векторы й 1, , йы, вектотоы О,Ь и коды. оцененной ситуациит т86 йЯы соответственно, Вектор 1 (илит 1, 2, .) поразрядно умножается на векТтор текущей ситуации 8 в блоке 4 (или 41,42, ) сравнения, где происходит сравнениеполученного вектора с вектором Ь) (или п 1,Ь 2 т, ), т.е. определение (идентификация)класса ситуации в соответствии с выражением (3).Счетчики 61-6 ы адресов работают цик-лически, обеспечивая последовательнуювыборку всех векторов й 1, йы, векторовТ Тт 1,ты ивсех кодовситуаций 81 , Яы .Т ТПри совпадении вектора ЯИ (т) ч 9) ) с вектором Ь) на выходе блока 4) сравненияформируется сигнал с уровнем логическойединицы, который разрешает запись кодаситуации Я) в регистр 8) вывода и записьткода новой ситуации 8 в регистр 1 ввода,После этого процесс повторяется.Временные диаграммы, поясняющие.работу устройства при различных вариан.тах, т.е. при отнесении анализируемой текущтей ситуации 8 к классам толерантности8, приведены соответственно на фиг.4-6.Быстродействие устройства определяется временам запаздывания команды 1 зап.= (Ьап 1 ." Ьап.ы), которое является величиной переменной, Предельное быстродействие устройства ограничивается задержкамиЬ ц - Лцч ( Ьц - ЬЪ), обусловленнымираспространениям сигналов в блоках 21-2 ы,31-3 ы, 41-4 ы и 51 - 5 ы и ограничивающих частоту генератора 11 импульсов,Настройка предлагаемого устройствана конкретную предметную область классификации осуществляется заданием для каждой. ситуации Зь встречающейся приописании объекта классификации, своегокода (идентификатора) ситуации. Эти кодыне записываются в память непосредственно,а группируются в классы толерантности81 в соответствии с принятой схемой классификации. Для каждой группы (класса) ситуаций вычисляются характеристическиевекторы ф э 1 1 ы Очу М )-Чзйзи):(е ла 1 т) "%лзи) .При этом для сложных объектов классй фикации могут появиться два неразличимых класса З,и 3, имеющих одинаковые хат трактеристические векторы, В таком случае следует разделить одтин из классов на два, например 8 и 5, группируя ситуацииттаким образом, чтобы обеспечить несовпадение характеристических векторов класса (при этом возможно дублированите кода ситуации , . Если все классы Б,- Щ различимы, то информация о соответствуют т щих каждому классу векторах Ь 1, 1 и соответствующих кодах ситуаций Я заноситсятв адреса соответственно блоков 51-5 в 31-Зи и 71-7 и памяти. После этого устройство готово к работе.Формула изобретения 1, Устройство для классификации управляющих ситуаций, содержащее регистр ввода, информационный вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом первого блока элементов И, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого блока памяти, а выход соединен с первым тактирующим входом блока управления, вход синхронизации которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй блок памяти, выход которого соединен с вторым входом первого блока элементов И, первый регистр вывода, третий блок памяти, выход которого соединен с информационным входом первого регистра вывода, выход которого является первым выходом устройства, первый счетчик адресов, выход которого соединен с адресными входами первого, второго и третьего блоков памяти, счетный вход счетчика адресов соединен с первым выходом первой группы блока управления, о т л и ч а. ю щ е е с я тем, что, с целью расаирения области применения устройства за счет реализации возможности осуществления поиска классовтолерантности текущих управляющих ситуа ций для различных полносвязных пространств толерантности, в него введены Йблоков элементов И, три группы из й - 1 блоков памяти, й - 1 счетчиков адреса, Йрегистров вывода и элемент ИЛИ, первый входы йблоков элементов И соединены с выходом регистра ввода, вторые входы соединены с выходами Мблоков памяти пер- О вой группы, а выходы соединены с выходамийблоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходами 8-1 блоков па- .мяти второй группы, а выходы соединены соответственно с второго по й-й тактирующими входами блока управления, выходы йблоков памяти третьей группы соединены с информационными входами йрегистров вывода, выходы которых являются соответственно с второго по й-й выходами устройства, адресные входы йблоков памяти с первой по третью группы подключены к выходам М - 1 счетчиков адресов, счетные входы которых соединены соответственно с второго по Й-й выходами первой группы блока управления, тактовые входы 25 всех регистров вывода соединены соответственно с первого по Й-й выходами второй группы блока управления и с первого по й-й входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом регистра ввода.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит йэлементов ИЛИ и две группы из М элементов И, причем вход синхронизации блока управления подключен.к первым входам й элементов ИЛИ и й элементов И первой и 35 второй групп, а Й тактирующих входов -соответственно к вторым входам М элементов И первой группы и й элементов ИЛИ, выходы И элементов ИЛИ подключены соответственно к вторым входам й элементов И 40 второй группы, выходы которых являются йвыходами первой группы блока управления, а выходы М элементов И второй группы являются И выходами второй группы блокауправления1742819 оставитель А,Сошкинехред М.Моргентал Корректор Н;Корол едактор Н.Бобкова изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аказ 2286 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноеретениям и открытиям при ГКНТ СССРшская наб., 4/5