Синтез управляющих устройств с позиционной структурой.
Структурная схема УУ
БЛУ - блок логических условий переключения элементов памяти в БП, формирующий включающие S и выключающие R сигналы;
БП - блок памяти, содержащий RS- триггеры, формирующие на своих прямых выходах сигналы "а";БВ - блок выходов, формирующий выходные сигналы управляющего устройства и поступающие на объект U, блок таймеров D и пульта управления Последовательность и правила логического синтеза УУ с позиционной структурой.
Синтез выполняется на основе составленного графа переходов в следующей последовательности.
1. Синтез блока БП. Количество элементов памяти БП выбирается равным числу состояний на графе переходов
2. Синтез блока БЛУ. Под синтезом данного блока понимается составление структурных формул для включающих и выключающих сигналов каждого элемента памяти в БП. При этом под включающим сигналом понимается дискретный сигнал, приводящий триггеры в единичное состояние на прямом выходе. Каждый включающий сигнал формируется при одновременном выполнении следующих условий:
БП находится в правильном предшествующем состоянии, чему соответствует включённое состояние только одного из триггеров БП;
выключены все триггеры возможных предшествующих состояний данного состояния;
выполнены условия перехода в последующие состояния.Все три условия объединяются логической операцией “ И ”.
Выключающий сигнал формируется при следующем условии: при переходе БП в каждое последующее состояние все триггеры предшествующих состояний выключаются. Если выключающих сигналов несколько, то все они объединяются логической операцией “ ИЛИ “.
3. Синтез блока выходов.
БВ может быть построен двумя способами:
на базе элементов “ИЛИ”;на базе RS-триггеров.
В первом случае на графе переходов находят все состояния, в которых данный выходной сигнал принимает единичные значения. Во втором случае на графе переходов находят состояния, в которых данный выходной сигнал совершает переход из 0 в 1. Выходами элементов памяти этих состояний формируют включающий сигнал Si. Аналогично записывают выключающий сигнал при переходе 1 в 0. Если таких состояний несколько, то все они объединяются логической операцией «ИЛИ».
4. Составление функциональной схемы УУ в виде совокупности всех трёх блоков.
Требования к представл алгоритмов и способы их представл. Типы автоматов. Осн понятия ГРАФОВ переходов
Наиболее сложным при проектировании является блок управляющего устройства, т.к. его схема или программа работы существенно зависит от требований конкретного объекта и алгоритма управления.Данная операция выполняется с целью возможного уточнения алгоритма управления и упрощения последующего проектирования управляющего устройства. Формализованные способы представления алгоритмов должны удовлетворять следующим требованиям:
1) однозначности, т.е. каждый шаг алгоритма должен быть однозначно определен;полнота, т.е. необходимость учета всех возможных ситуаций на объекте;не противоречивость, т.е. в одной и той же ситуации в алгоритме управления должны формироваться одни и те же управляющие воздействия.Существуют разные способы формализации алгоритмов управления, например, автоматные таблицы, блок схемы алгоритмов и другие. Одним из эффектных способов формализации является графы переходов или состояний.
Граф переходов и состояний.
Граф переходов составляется на основании словесной формулировки алгоритмов управления, а также введения обозначения сигналов в следующей последовательности:
1. Определяется начальное состояние объекта, из которого начинается процесс управления, и для него вводится начальное состояние на графе переходов. Для этого состояния определяются значения всех выходных сигналов УЛУ, а также соответствующие им состояния ИМ объекта и элементов на пульте управления (ПУ). Все начальные состояния выходных сигналов приписываются в начальном состоянии графа переходов с помощью введенных раннее обозначений.
2. Опред очередность состояний объекта и необ для этого изменение состояний ИМ. Над стрелкой указывается логическое условие, при выполнение которого осуществляется данный переход. Если из данного состояния возможны несколько переходов, то все они изображаются направленными переходами с соответствующими условиями переходов, при этом все условия должны быть взаимоисключающими
3. Чтобы избежать избыточного числа состояний на графе переходов, каждое новое состояние вводится только тогда, когда аналогичного состояния на графе не вводилось. Аналогичными или идентичными состояниями графа переходов называют состояния, в которых формируются одинаковые выходные сигналы для объекта и ПУ.
4. Построение графа переходов продолжается до тех пор, пока все последовательности состояний не образуют замкнутые циклы или подграфы. Наличие или появление тупиковых состояний, из которых нет переходов в другие состояния, свидетельствует, как правило, либо об ошибках построения графа переходов, либо о не полноте или ошибочности исходных данных, приведенных в словесной формулировке алгоритма. В этом случае необходимо доопределить и замкнуть граф соответствующим переходом.