Устройство для контроля динамики сложных систем

 

Изобретение относится к области контроля сложных технических систем и может быть использовано для распознавания критических ситуаций. связанных с неадекватной нормальному функционированию динамикой объекта контроля. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства контроля по динамике ситуативных признаков. Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, блок 3 элементов 9 СЛОНШНИЕ ПО МОДУЛЮ 2, блок 4 памяти, блок 5 элементов И 10, первый 6 и второй 7 элементы ИЛИ, генератор тактовых импульсов 8, Возможность хранения в памяти устройства набора переходных инвариантов для сложных систем, динамика которых в каждой ситуации определяется множеством допустимых переходов, позволяет выявлять критические ситуации, в которых изменения состояния системы отличаются от допустимых. 1 ил. 2 Ф (Л со ю J: О оо СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄsuÄÄ s 4OaS

А1 (51)4 G 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4026468/24-24 (22) 24.02.86 (46) 15,07,87. Бюл. 11 26 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В, Н. Керчин, E. Г. Лебедев, А. А. Ахтариев и P. И. Юсупов (53) 681. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 732969, кл. С 08 С 5/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

1064290, кл. G 08 G 5/00, 1983 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИНАМИКИ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к области контроля сложных технических систем и может быть использовано для распознавания критических ситуаций, связанных с неадекватной нормальному функционированию динамикой объекта контроля, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства контроля по динамике ситуативных признаков. Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, блок 3 элементов 9 СЛОЖЕНИЕ ПО ИОДУJIIO 2, блок 4 памяти, блок 5 элементов

И 10, первый 6 и второй 7 элементы

ИЛИ, генератор тактовых импульсов 8.

Возможность хранения в памяти устройства набора переходных инвариантов для сложных систем, динамика которых в каждой ситуации определяется множеством допустимых переходов позволя- а

1 ет выявлять критические ситуации„ в которых изменения состояния системы отличаются от допустимых, 1 ил.! 324038

Изобретение относится к средствам автоматического управления, контроля и сигнализации сложных технических систем и может быть использовано для распознавания критических ситуаций, связанных с динамикой контролируемого объекта, неадекватной нормальному его функционированию, Целью изобретения является .расширение функционапьных возможностей устройства путем контроля за состоянием сложной системы по динамике ситуативных признаков, В устройстве реализуется способ контроля динамики контролируемой сис-темы, основанный на топологических свойствах ситуационного пространства объекта контроля. Характерной особенностью сложных технических систем как объектов контроля является отсутствие детерминированной связи ситуации S (t) - S(t+1), Для таких систем определить, какая ситуация возникает на следующем этапе, если в текущий момент времени реализовалась ситуация Б,, можно лишь с точностью до некоторого подмножества R(S;) всего множества возможных ситуаций S--1,S1,..

1 J)

Таким образом, множество К(Б;) (S определяет множество допустимых переходов S.,- S„(s„e R(Б;), Для каждой ситуации S, множество R(S,) может быть определено априорно йа основании изучения свойств конкретного объекта. контроля.

Обозначим R (S .)=R(S;)US; Переходным инвариантом контролируемого объекта в ситуации S . называется

1 двоичный вектор 1(Б .), определяемый

1 в соответствии с выражением

Ч(S ) (4 Р(Б )П(43P(S )) (Л= fj I "Ë,еК (Б;))) (1) где P(S ) — двоичный вектор призна-! ков ситуации (код ситуации);

Р(Б ) — его инверсия, Вектор q {S .) содержит единицы в тех разрядах, которые совпадают для всех векторов Р(S,) из R (S,).

Тогда необходимое условие корректности динамики системы (условие соответствия реализовавшихся переходов допустимым) может быть описано выражением

P (S (t ) ) (q (S (t) ) =P {S (t+1) ) gq (S (t ) ) .

Данное условие может быть сформулировано следующим образом: переход

I является недопустимым, если из ситуации Б(} .= S контролируемый

1 объект перешел в такую ситуацию

S(t+1)=Sk, что разряды кода ситуации, определяемые переходным инвариаитом

q(S ), изменились. В этом случае не-! обходимо выдать сигнал о том, что объект контроля функционирует непредсказуемым образом, т,е. сигнал о воз-!

Î никновении критической ситуации.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, блок 3 элементов !

5 СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2, блок 4 памяти, блок 5 элементов И, первый 6 и второй 7 элементы ИЛИ и генератор тактовых импульсов 8. Блок 3 состоит из элементов 9 СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2, 20 а блок 5 — из элементов И 10.

Настройка устройства на конкретный объект контроля осуществляется заданием для каждой ситуации S, ! встречающейся в технологическом цикле объекта контроля, множества допустимых переходов К(Б ). При этом

1 в соответствии с выражением (1) вычисляется переходный инвариант q(S;) и заносится в память по адресу, определяемому кодом ситуации P(S ), после чего устройство готово к работе.

Устройство работает следующим образом, Двоичный вектор признаков ситуации от дискретных датчиков объекта

35 контроля P(S(t) } записывается в регистр 1 и поступает на первые входы элементов 9 блока 3 элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2. На вторые входы этих элементов поступает двоичный вектор

P(S(t-1) из регситра 2, записанный на предыдущем этапе, При этом на выходах элементов 9, соответствующих тем разрядам кода ситуации, которые изменились по отношению к предыдущему этапу, формируется сигнал с уровнем логической 1 . Код ситуации

P(S(t-1), записанной на предыдущем этапе, поступает также на адресные входы блока памяти. По соответствуСQ ющему адресу в блоке памяти хранится переходный инвариант q(S(t-!) ситуации S(t-1) который поступает на первые входы элементов И !О, На вторые входы элементов И 10 поступает двоичный код с выхода блока 3 ° Если иа текущем этапе какой-либо разряд кода ситуации, определяемый иивариаитом, изменился по отношению к пре1324 О

Составитель В. Воронков

Редактор JI. Повхан Техред И.Попович Корректор Г. Решетник

Заказ 2967/53 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ПроизводствеHHo-ïîëèãpàôè÷åñêîå предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 дыдущему этапу, то на выходе одного иэ элементов И формируется сигнал с уровнем логической "!" При этом элемент 6 ИЛИ формирует сигнал единичного уровня на контрольном выходе устройства и одновременно блокирует подачу синхроимпульсов от генератора тактовых импульсов 8 на синхровходы регистров. Анализ содержимого регистров позволяет определить характер не-!О исправности, возникшей в контролируемой сложной системе.

Если же код ситуации не изменился или изменился в соответствии с переходным инвариантом, то на выходах всех элементов И 10 сохраняются сигналы нулевого уровня: подача синхроимпульсов от генератора 8 продолжается и по заднему фронту очередного 20 импульса, код текущей ситуации переписывается из первого 1 во второй 2 регистр, а в первый регистр записывается код новой ситуации, После этого процесс повторяется, Предлагаемое устройство обеспечивает повышение функциональной надежности объекта контроля, так как позволяет выявить критические ситуации, 30 в которых динамика контролируемой системы отличается от допустимой и своевременно сигнализирует об этом, не допуская выхода объекта на опасные, предельные режимы.

38 4

Формула изобретения

Устройство для контроля динамики сложных систем, содержащее первый регистр, блок памяти, блок элементов И и первый элемент ИЛИ, выход которого является контрольным выходом устройства, входы элемента ИЛИ соединены с выходами блока элементов И, подключенного первой группой входов к блоку памяти, информационные входы первого регистра являются входами устройства для подключения контроли!чуемой системы, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных нозможностей устройства путем контроля за состоянием: системы по динамике ситуативных признаков, и него введены второй регистр, блок элементов СЛОЖЕНИЕ ПО

МОДУЛЮ 2, генератор тактовых импульсов и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к синхронходам первого и нторого регистров, а входы— к выходу генератора тактовых импульсов и к контрольному выходу устройства, выходы первого регистра подсоединены к информационным входам второго регистра и к первой группе входов блока элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2, вторая группа входов которого подключена к выходам второго регистра и к входам блока памяти, а выходы блока элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2 подключены к второй группе входов блока элементов И.