Переход от таблиц истинности к структурным формулам.

Задача телесигнализации

Для функции S₁ в таблице 2 имеются три минтерма для наборов переменных с номерами 1,2 и 4.

Следовательно, эта функция запишется как дизъюнкция трех элементарных конъюнкций:

Соответственно для двух других функций S₂ и S₃:

Задача телеуправления

Для функций F₁₁ и F₄₂ в таблице 3 нет минтермов. Их значение F₁₁=0, F₄₂=0.

Для остальных функций имеется в таблице 3 по четыре митерма. Их запись будет соответственно иметь следующий вид:

3.5.6. Минимизация функций и преобразование к заданному логическому базису

Структурные формулы имеют несложную структуру,поэтому для минимизации применяем метод алгебраических преобразований. В качестве базиса для примера примем функционально полный набор ЛЭ: И, НЕ. Функции S₁, S₂, S₃ можно без упрощений преобразовать к базису И, НЕ, используя правило инверсии (Теорему Де Моргана).

Задача телеуправления

Функция F_i,j после преобразований принимает простейший вид:

Функции тривиальны дальнейших преобразований не требуют.

Переход от структурных формул к логическим схемам

Осуществляется в соответствии с правилом перехода от логических функций (ЛФ) к логическим схемам (ЛС): ЛС строится от входа к выходу в порядке выполнения логических операций, определяемом правилами алгебры логики, с применением ЛЭ (см. Приложение 3) и функциональных элементов комбинационных схем (см. Приложение 4).

Реализация схемы, в соответствии с преобразованными к базису И, НЕ структурными формулами, приведена на рис.9. Для реализации требуются инверторы и трехвходовые элементы И.

Рис.9. Реализация логической схемы ЛС1 в элементном базисе И, НЕ с помощью логических элементов ЛЭ1…ЛЭ20

Задача телеуправления

Реализовать получение сигналов при управлении на повышение (или понижение) напряжения на шинах подстанций для соответствующих зон можно разными простыми способами, например, используя по два последовательно включенных инвертора для каждой выходной функции. Но предпочтительно использовать простые программируемые логические матрицы (ПЛМ).

В рассматриваемом примере можно принять ПЛМ с тремя входами (х₁, х₂, х₃; s=3) и шестью выходами (F₁₂, F₂₁, F₂₂, F₃₁, F₃₂, F₄₁; t = 6). Условное графическое обозначение такой матрицы приведено на рис.10.

Рис.10. Реализация логической схемы ЛС2:

а) посредством ПЛМ (s = 3, h = 6,t = 6); б) программирование ПЛМ

Заключение

В заключении приводятся основные выводы по результатам и полноте достижения цели курсового проекта.

Отмечается, какие конкретные задачи решены в проекте, каким методом они разрабатывались и какое предложение по схемотехническому решению устройства предложено в проекте.

Формируется предложение по телерегулированию напряжения в электротяговой сети для конкретного участка электрифицированной линии с аргументацией причин и условий применения новой технологии повышения качества энергообеспечения электрической тяги поездов.

Заключения должно быть кратким (1–1,5 с.) и конкретным, пригодным для принятия решения в производственной структуре управления устройствами тягового электроснабжения.

Библиографический список

1. Сапожников В.В. и др. Теория дискретных устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов ж-д. тр-та. –М.: УМК МПС России, 2001. –312 с.

2. Теория передачи сигналов на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж-д. тр-та // Г.В. Горелов и др. –М.: Транспорт, 1999. –312с.

3. Единая система конструкторской документации: Обозначения условные графические в схемах – ГОСТ 2.743 – 91

4. Кондаков Н.И. Логический словарь – справочник –М.: Наука, 1975.
–720 с.

5. Теоретические основы управления в электроэнергетике: Методические указания к курсовому проекту. –СПб. ПГУПС, 2000.
–32 с.

6. Компьютерные автоматические обучающие системы по анализу дискретных устройств

7. Бурков А.Т. Электроника: физической основы, полупроводниковые приборы и устройства: Учебное пособие.–СПб,: ПГУПС, 1999.
–290 с.

8. Импульсная и цифровая электроника в устройствах электроснабжения: Учебное пособие / сост. А.Т.Бурков, А.И. Бурьяноватый и др. –М.: ЛИИЖТ, 1987. –52с.

9. Электрические железные дороги . . . .

10. Телемеханика “Лисна” . . . . . . . . . . . . . .

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Логические функции двух аргументов

№		Значения функций для заданных наборов аргументов	Алгебраическая запись функции	Название функции
						Тривиальная
						Конъюнкция (И)
						Запрет по
						Тождественность
						Запрет по
						Тождественность
						Неравнозначность (сложение по модулю 2)
						Дизъюнкция (ИЛИ)
						Стрелка Пирса (ИЛИ – НЕ)
						Равнозначность
						Инверсия (НЕ)
						Импликация
						Инверсия (НЕ)
						Импликация
						Штрих Шеффера (И – НЕ)
						Тривиальная

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Основные правила алгебры логики

№	Название	Содержание
	Аксиомы:
	Переместительный закон:
	Сочетательный закон:
	Закон повторения:
	Закон обращения:	если то
	Закон нулевого множества:
	Закон универсального множества:
	Закон двойной инверсии:
	Закон абсорбции отрицания:
	Распредели тельный закон: для умножения путем сложения
для сложения путем умножения
	Закон поглощения
	Закон склеивания
	Закон инверсии ( двойственности ), правило Де Моргана
	Обобщенный закон двойственности ( получите инверсной функции)	Здесь знак дизъюнкции знак конъюнкции

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Основные логические элементы комбинационных схем

Обозначение логического элемента	Реализуемая элементарная функции (операция)	Таблица переключений (истинности)
Буквенно–цифровое	Графическое
И
ИЛИ
НЕ
И – НЕ
ИЛИ – НЕ
2И – ИЛИ – НЕ
«ЗАПРЕТ»

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Функциональные элемент комбинационных схем

Название	Условное графическое обозначение	Таблица приключений (истинности)
Шифратор (CD)		Вход Выход
Дешифратор (DC)		Вход Выход
Мульти-плексор (MS)		Адресные входы Синх. Выход
Демульти-плексор (DMS)		Адресные входы Выходы
Програм-мируемые логические матрицы (PLM)		Реализует систему функций алгебраически: -- - - - - - - - - - - - - - - - - -

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Петербургский государственный университет путей сообщения

Электромеханический факультет

Кафедра «Электроснабжение железных дорог»

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Теория дискретных устройств»

Студент группы___________________________________________________ Дата выдачи задания_______________________

Срок сдачи проекта________________________

1. Тема «Синтез дискретного устройства управления напряжением в электротяговой сети»

2. Исходные данные:

2.1. Участок железной дороги постоянного тока 3 кВ с интенсивным

движением

2.2. Информация по уровню напряжения подается на диспетчерский пункт с постов секционирования.

2.3. Тяговые подстанции оборудованы управляемыми выпрямителями.

2.4. Участок оснащён системой ТУ-ТС.

2.5. Шифр задания.

3. Содержание проекта.

3.1. Расчётно-пояснительная записка, включающая:

– введение, раздел 1, раздел 2, раздел 3, заключение.

3.2. Графическая часть, содержащая:

– чертёж 1 – Схема устройств тягового электроснабжения заданного

электрифицированного участка

– чертёж 2 – Схема дискретного устройства телерегулирования

напряжения в электротяговой сети

Рекомендуемая литература:

1. Сапожников В.В. и др. Теория дискретных устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов ж.-д. тр-та. -М.: УМК МПС России, 2001.-312 с.

2. Теория передачи сигналов на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.-д.

тр-та / Г.В.Горелов и др.-М.: Транспорт, 1999.-415 с.

3. Синтез дискретного устройства управления напряжением в электротяговой сети: Методические указания к курсовому проекту.

Задание выдал_______________________________

Задание получил_____________________________

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1. Цель, задачи и содержание курсового проекта..............................................

1.1. Вводные понятия...........................................................................................

1.2. Цель и задачи курсового проекта.................................................................

1.3. Основные разделы курсового проекта.........................................................

2. Варианты индивидуальных заданий...............................................................

2.1. Шифр задания................................................................................................

2.2. Индивидуальные задания к курсовому проекту..........................................

3. Рекомендации к выполнению проекта............................................................

3.1. Порядок выполнения проекта.......................................................................

3.2. Введение..........................................................................................................

3.3. Первый раздел: Система диспетчерского управления напряжением в электротяговой сети .....................................................................................

3.4. Второй раздел: Получение, преобразование и передача сигналов по каналам связи в системе телерегулирования напряжения в электротяговой сети......................................................................................

3.5. Третий раздел: Разработка логической схемы дискретного устройства телерегулирования напряжения (задача синтеза)......................................

3.6. Заключение ....................................................................................................

Библиографический список.................................................................................

Приложения ..........................................................................................................

Приложение 1. Логические функции двух аргументов................................

Приложение 2. Основные правила алгебры логики......................................

Приложение 3. Основные логические элементы комбинационных схем...

Приложение 4. Функциональные элементы комбинационных схем..........

Приложение 5. Бланк задания по курсовому проекту..................................

Синтез дискретного устройства управления

напряжением в электротяговой сети.

Методические указания

к курсовому проекту.

Бурков А.Т., Бурьяноватый А.И., Шарпилова М.А., Бурков С.А.

План 2013 г., №

Подписано в печать с оригинал-макета

Формат . Бумага . Печать офсетная.

Усл. печ.л. Уч.-изд.л.

Заказ Тираж 300.

Петербургский государственный университет путей сообщения.

190031, СПб., Московский пр., 9.

Типография ПГУПС. 190031, СПб., Московский пр., 9.

[1] бит англ. binary digit – двоичная единица.