Устройство для контроля ситуационной динамики сложных технических объектов

 

Изобретение относится к автоматическому контролю и управлению смежными техническими объектами с дискретным характером технологического цикла и может быть использовано для распознавания критических ситуаций, связанных с неадекватной динамикой контролируемых процессов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Устройство содержит регистры 1 и 2, блоки памяти 3 и 4, блок 5 элементов сложения по модулю два, элементы И 6<SB POS="POST">1</SB>-6<SB POS="POST">п</SB>, 7<SB POS="POST">1</SB>-7<SB POS="POST">п</SB>, генератор 8 тактовых импульсов, элементы ИЛИ 9 и 10 и ИЛИ-НЕ 11. На основании изучения динамических свойств и алгоритма функционирования объекта контроля для каждой ситуации S<SB POS="POST">I</SB>, определяется множество R(S<SB POS="POST">I</SB>) допустимых переходов S<SB POS="POST">I</SB>→S<SB POS="POST">K</SB> (S<SB POS="POST">K</SB>*98эR(S<SB POS="POST">I</SB>)). В процессе контроля корректность ситуационной динамики проверяется с помощью динамических инвариантов α(S<SB POS="POST">I</SB>) и β(S<SB POS="POST">I</SB>), вычисляемых по формулам:α(S<SB POS="POST">I</SB>)= @ P(S<SB POS="POST">J</SB>))V( @ P(S)), J=<SB POS="POST">C</SB>J/S<SB POS="POST">I</SB>*98эR(S<SB POS="POST">J</SB>)}, β(S<SB POS="POST">I</SB>)= @ P(S<SB POS="POST">J</SB>))V @ P(S<SB POS="POST">J</SB>)), I={J/S<SB POS="POST">J</SB>*98эR(S<SB POS="POST">I</SB>)*98), где P(S<SB POS="POST">I</SB>) - код ситуации, а P(S<SB POS="POST">I</SB>) - его инверсия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (д1) 4 G 06 F 15/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ГМ7 ;Д„ .. .

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕПЬСТВУ (21) 4301721/24-24 (22) 07,09.87 (46) 23.05.89. Бюл. й- 19 (71) Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (72) В.Н.Керчин, В.Ш.Сарсенбаев, В.Н.Анненков и Г.С.Керчина (53) 681,396 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1064290, кл. G 08 С 5/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11- 1324038, кл. G 06 F 15/46, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИТУАЦИОННОЙ ДИНА1(1ИКИ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ

ОБЪЕКТОВ

1 2 цикла и может быть использовано для распознавания критических ситуаций, связанных с неадекватной динамикой контролируемых процессов. Цель изобретения — повышение достоверности контроля. Устройство содержит регистры 1 и 2, блоки памяти 3 и 4, блок

5 элементов сложения по модулю два, элементы И б -б„, 7 -7, генератор

8 тактовых импульсов, элементы ИЛИ

9 и 10 и элемент ИЛИ-НЕ 11 ° На основании изучения динамических свойств н алгоритма функционирования объекта контроля для каждой ситуации S; определяется множество К(3, ) допус" тимых переходов S;-э S„ (S 6 R(S,«)).

В процессе контроля корректность (57) Изобретение относится к автома- ситуационной динамики проверяется тическому контролю и управлению смеж- с помощью динамических инвариантов ными техническими объектами с дис- . ec.(S;) и P (S ), вычисляемых по форкретным характером технологического мулам

"" =« (» «>(» =(» "()} °

1 1 1 э

f)(S,)=(f P(Sj)) Ч «Р(в )) I= () g. g g(g )} . I где P(S; ) — код ситуации, à P(S ) — его инверсия. 1 ил, 1

148179

Изобретение относится к области автоматического контроля и управления сложными техническими объектами

10,((е; )-(»,((g;)) Ч М(8)), (- (»/Я, а )((в,))

1 ()(Б))(фР($ )) ((»гР(8,)), Х» ()/Б 6 R(s;)), (y)

? I

40

Устройство содержит первыи 1 и второй 2 регистры, первый 3 и второй

4 блоки памяти, блок 5 элементов сложения по модулю два, первые 6)»-6(, и вторые 7» -7», элементы И, генератор 8 тактовых импульсов, первый 9 и второй

1Î элементы ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ 11.Настройка (программирование) предлагаемого устройства на реальную среду конкретного объекта контроля осуществляется заданием для каждой ситуации S,, встречающейся в технологическом цикле объекта контроля, множества допустимых переходов R(S;) и вычислением в соответствии с выражениями (1) и (2) динамических инвари45

55 с дискретным характером технологического цикла и может быть использовано для распознавания критических ситуаций, связанных с неадекватной динамикой контролируемых процессов.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

Характерной особенностью сложных технических систем как объектов контроля является то, что текущее состояние системы X(t)c имеющимся набором двоичных признаков P=(P 4 ха) ) рактеризуется лишь с точностью до некоторых подмножеств S множества !

Х возможных состояний системы. Такие подмножества называются ситуация- ур ми, а соответствующие им вектора эначений двоичных признаков Р(Б;)=(Р,, Р,„) — кодами ситуаций,, Неопределенность истинного состояния системы в ситуации S; и асинхрон- 25 где P(S ) — код ситуации S à P(S )3 1 3

его инверсия.

oL -инвариант ()/.(Б;) содержит единицы во всех тех разрядах, которые совпадают для всех векторов Р (Б )

J таких, что S G R(S ), à Р-инвариант

P(S,) в тех разрядах, которые совпадают для всех векторов P(S ) — таких, что S E. R(S;). Необходимые условия корректности ситуационной динамики, т.е. условия соответствия реализовавшихся переходов допустимым, в этом случае могут быть описаны выражения<(s(t)) и (p(s(t))O+r(s(t-1)))=o, .(3)

P(s(t-1) ) 3, (P (s(t) ) 8} P(s(t-1) )) =o (4) и сформулированы следующим образом: переход S(t-1) †S(t) является недопустимым, если изменение ситуации

S(t-1)=Б; на ситуацию S(t)=S), повлекло за собой изменение хотя бы одного из разрядов кода ситуации, определяемых динамическими инвариантами oC(S»() и P(S ) этих ситуаций. В этом случае фиксируется нарушение нормального ный характер протекающих процессов ведет к тому, что установить детерминированную связь S(t-1) -+ S(t) не всегда удается даже при известном алгоритме функционирования системы.

Для таких систем определить, какая ситуация возникает на следующем этапе, если в текущий момент реализовалась ситуация S(t)=S;, обычно л»ожно лишь с точностью до некоторого подмножества R(S;) множества возможных ситуаций S= fS;) Таким образом, множество R(S,) определяет множество допустимых переходов Б;-» Б „(Б„ЕК(Б;)).

Для каждой ситуации Б; множество

R(S } может быть определено априорно на основании излучения динамических свойст и алгоритма функционирования конкретного объекта контроля. Динамическими инвариантами ситуации S (соответственно входящил» и исходящим) являются и-разрядные двоичные вектора Ы (Б;) и I)I(S,), вычисляемые в соответствии со следующими выражениями функционирования контролируемой системы.

Перекрестный контроль ситуации

Б() по Р-инварианту ситуации S(t-1) и ситуации S(t-1) »»o oL -инварианту ситуации S(t) позволяет обнаружить до1 полнительные недопустимые переходы, уменьшая тем самым количество ошибок второго рода и повышая достоверность осуществляемого контроля.

На чертеже приведена схема, устройства.

99 6

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Составитель С.Демиденко

Техред А.Кравчук Корректор И.Горная

Редактор В.Данко

Заказ 2693/52 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 14817 антов oC(S;) и P(S; ), которые заносятся в блоки 3 и 4 по адресу, определяемому кодом ситуации P(S;). После этого устройство готово к работе.

Устройство работает следующим об5 разом.

Текущий вектор двоичных признаков (код ситуации), поступающий от. объекта контроля на информационные входы регистра 1, по заднему фронту очередного тактового импульса с выхода элемента 11 заносится в регистр

1. Код ситуации V(S(t — 1)), записанный на предшествующем такте, переносится при этом в регистр 2. В блоке

5 коды ситуаций P(S(t)) и Р(Я(й-1)) поразрядно суммируются по модулю два.

Их сумма поступает на вторые входы элементов 6 и 7, где логически умножается соответственно на P -èíâàðèàíò ситуации S(t-1)) и Ы,-инвариант ситуации S(t), выбираемые по кодам ситуаций из блоков 3 и 4. Вычисляются правые части выражений (3) и (4). 25

Если на выходе хотя бы одного элемента 6 сигнал имеет единичный уровень (т.е. нарушается необходимое условие корректности ситуационной динамики (4), то элементом 9 форми- Зо руется сигнал единичного уровня на первом контрольном выходе устройства.

Этим же сигналом блокируется прохождение тактовых импульсов через элемент 11 на синхровходы регистров.

Аналогично, если сигнал единичного уровня появляется на выходе хотя бы одного элемента 7 — нарушение условия (3), то формируется сигнал единичного уровня на втором контрольном выходе устройства и также блокируется прохождение тактовых импульсов на синхровходы регистров. При нулевом уровне сигналов на обоих контрольных выходах устройства поступление .тактовых импульсов на синхровходы регистров продолжается, обеспечивая тем самым непрерывный опрос текущей ситуации.

Устройство для контроля ситуационной динамики сложных технических объектов, содержащее два регистра, первый блок памяти по числу и контролируемых параметров сложного технического объекта, п первых элементов

И, блок элементов сложения по модулю два, генератор тактовых импульсов и два элемента ИЛИ, информационные входы первого регистра соединены с входами устройства, а выходы подсоединены к информационным входам второго регистра и к первой группе входов блока элементов сложения по модулю два, вторая группа входов которого подключена к выходам второго регистра и к адресным входам первого блока памяти, выходы блока элементов сложения по модулю два подсоединены к вторым входам первых элементов И, первые входы которых связаны с выходами первого блока памяти, входы первого элемента ИЛИ соединены с выходами первых элементов И, а выход является первым контрольным выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены второй блок памяти, и вторых элементов И и элемент ИЛИ-НЕ, причем адресные входы второго блока памяти соединены с выходами первого регистра, а выходы— с первыми входами вторых элементов

И, вторые входы которых соединены с выходами блока элементов сложения по модулю два, входы второго элемента

ИЛИ соединены с выходами вторых элементов И, а выход является вторым контрольным выходом устройства, первый, второй и третий входы элемента

ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов, с первым и с вторым контрольньг", ми выходами устройства, а выход подключен к синхровходам первого и второго регистров.