|
|
|
|
File
managers and best utilites |
Реферат: Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем. Основы теории систем и управления реферат
Реферат - Основы автоматики и управления МОСКОВСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ,ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ) ОСHОВЫАВТОМАТИКИ И УПРАВЛЕHИЯ РЕФЕРАТ Использование персонального компьютерафирмы IBMдля сбора и обработки данных вгазовой хроматографии. СТУДЕHТ: Кормилкин А.А. ГРУППА: 210100 Ф-Т: ЭИ и УС 1998 год Основным критерием для сбора данных в газовой хроматографии являетсяспособность устройства измерять выходной сигнал хроматографа при относительновысоких скоростях следования временных дискрет. Дополнительнымусловием обработки данных в газовой хроматографии (далее потексту ГХ) является необходимость осуществления простогосбора и обработки данных при проведении сложных разделений. Последние достиженияв области вычислительной техники способствовали появлению различных устройств,существенно облегчающих сбор и анализ данных ГХ. В данной статье описан опытприменения персонального компьютера (ПК) для сбора и обработки данныхв газовой хроматографии. Для начала немного теории. Газовая хроматография — это метод определениякачественного и количественного состава вещества, основанный на разделениипробы на составляющие компоненты. При этом ГХ в отличии от других методованализа вещества (масс-спектрография, рентгенография, инфракраснаяспектроскопия и др.) обладает таким отрицательным качеством как деструктивностьвводимой пробы. Hо благодаря этому фактору данный метод позволяет производитьанализ вещества, состоящего из трудноразделяемых компонентов. В ГХ разделениевещества происходит при нагревании пробы в течение определенного времени, приэтом разделение пробы на индивидуальные компоненты достигается в соответствии судерживанием каждого компонента хроматографической колонкой. Время, необходимоедля элюирования компонента из колонки определяет так называемое времяудерживания, которое для всех компонентов анализируемого вещества разное, врезультате чего становится возможным проведение качественного анализа. Выходвещества определяется детектором, который генерирует изменение тока илинапряжения пропорционально количеству выхода. В ГХ каждому выходу соответствуетсвой пик (рис. 1). <img src="/cache/referats/3428/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> рис. 1 Пример хроматограммы. В дальнейшем нас будут интересоватьследующие термины и обозначения: а) начало и конец пика — соответственно начало и конец выхода компонента из пробы; б) вершина пика — максимум выходавещества; в) высота пика — максимальныйуровень сигнала в данном выходе; г) площадь пика; д) ширина пика у основания — расстояниемежду началом и концом пика. Для проведения качественного анализанеобходимо определить количество пиков и время начала, конца и вершины каждого.При количественном анализе нам также будет необходимо найти ширину у основанияили площадь пика (использование площади пика дает более точные результаты).Определение площади пика есть процесс интегрирования выходного сигнала повремени. Для регистрации сигнала хроматографа могут использоваться различныеприборы: от самописцев до интеграторов на базе микропроцессоров, однакоприменение ПК в качестве регистратора и обработчика сигналов хроматографа болееоправдано в силу своей простоты, дешевизны и универсальности. Для получения и обработки данных необходимпрограммно-аппаратный комплекс, который был использован и используется понастоящее время на одном из химических предприятий. Данный комплекс состоит изплаты (или блока) аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и персональногокомпьютера со специализированным программным обеспечением. Далее кратко рассмотримустройство применяемого АЦП. В силу того, что данный АЦП применяется вусловиях сильных электромагнитных помех, было решено остановиться на схеме АЦПдвойного интегрирования, который эффективно «фильтрует» короткиевыбросы напряжения. Для этой же цели частота дискретизации входного сигналабыла выбрана пропорциональной частоте тока в электрической сети — 25 Гц. Hаэтой частоте удается с достаточно большим избытком получать информацию с выходахроматографа.<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">[1] Далее при выборе схемы АЦП было решено использоватьот четырех до восьми входных каналов, что позволяет одновременно производитьанализ данных на четырех хроматографах (по две колонки на хроматограф). Ввидуфизически удаленного расположения компьютера и хроматографов было решеновыполнить АЦП в виде отдельного блока и соединить его с компьютером попоследовательному интерфейсу RS-232. При таком решении выполняется наиболееважная задача при получении данных в условиях сильной зашумленности — ослабление помех. При рассмотрении схемы АЦП следует упомянуть о разрешениипримененного АЦП. Оно составляет 16 бит или 65536 градаций опорного напряжения,которое было выбрано в диапазоне от одного до пяти вольт. При данном разрешениимы имеем большой запас по перегрузке, что положительно проявляется при анализенекоторых веществ, где разброс между уровнями сигнала очень велик (рис. 2).1 <img src="/cache/referats/3428/image003.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> Рис. 2 В результате рассмотрения всехтехнических требований к АЦП мы получаем следующую структурную схему. <img src="/cache/referats/3428/image005.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> Рис.3 Схема АЦП Теперь мы уделим внимание программномуобеспечению (ПО) для проведения хроматографического анализа. Данное ПО должноудовлетворять следующим условиям: а) возможность сбора данных снескольких хроматографов одновременно; б) возможность проведениякачественного и количественного анализа; в) ведение архива анализов; Для достижения наибольшей эффективности применения ПК необходимообеспечить возможность одновременного обслуживания нескольких хроматографов.При выполнении данного условия мы имеем мощную систему сбора данных ипроведения анализов. Решение на практике данного вопроса осложняется двумяфакторами: первый из которых — это асинхронность проведения анализов, второй — необходимость наличия большой оперативной памяти. Первый фактор следует изтого, что проведение анализов на разных хроматографах происходит независимо друг от друга, в силучего программное обеспечение должно обеспечивать возможность динамическойреконфигурации и динамического выделения буфера памяти под принимаемые данные.Это означает, следующее: ввиду применения последовательного интерфейса длясвязи компьютера и АЦП, необходимо реализовать механизм обеспечения устойчивогоприема информации. Для выполнения данного условия было принято решение оформитьпрограмму приема информации как процедуру обработки прерыванийпоследовательного порта. Из способа решения первой задачи и фактора«ограниченности» применяемой операционной системы (таковой являетсяMS-DOS) стала очевидной невозможность использования режима непосредственнойзаписи на диск.1 Эта, вторая, проблемабыла преодолена использованием всей имеющейся оперативной памяти. При такомподходе мы имеем от одного до восьми локальных буферов памяти, выделяемых позапросу, для сохранения принятой информации. После окончания всех анализовполученные данные записываются на диск. Недостатки такого подхода весьма очевидны,но в силу того, что данное решение было использовано лишь для проведениялабораторных анализов, найденный компромисс оказался вполне удовлетворительным.Итак: имеющееся ПО умеет принимать и сохранять данные, далее необходимо ихобработать. Первым шагом на пути реализации качественно-количественного анализа(ККА) была разработка системы фильтрации полученных данных. В настоящее время вПО используется несколько методов фильтрации данных, которые пользователь можетвыбирать по своему усмотрению. Из реализованных методов наиболее интересны“медианный”, перемены шага дискретизации (основанный наэкстраполяции-интерполяции данных) и степенных полиномов. Использованиефильтров позволяет кардинальным способом улучшить качество принятых данных:избавиться от сильной зашумленности, сгладить всплески напряжения, выправитьформу пиков и т.д. Далее был реализован механизм количественного анализа,заключающийся в написании процедуры поиска пиков, определения их начала, конца,ширины и вершины. За основу поиска вершин пика (максимума сигнала) были взятыметоды продвижения “окна” и половинного деления. Первый метод — методпродвижения “окна” представляет собой способ поиска экстремума функции,основанный на вычислении разности значений функции на границах временного окнас последовательным продвижением вперед по временной оси. Второй метод(половинного деления) достаточно широко освещен в литературе и реализован дляуточнения экстремума сигнала, найденного с помощью первого метода. Необходимозаметить, что реализованные методы поиска максимума позволяют эффективнонаходить вершину пика и его начало и конец, а так же выявлять пики — “наездники” (когда начало следующего пика идет не с уровня базовой линии, ачуть выше, на рис.1 это пики седьмой и восьмой). Для проведения количественногоанализа производится расчет площадей выявленных пиков. Далее выявляетсяудельный вес площади каждого пика в общем сумме, который и составляет количествовещества в пробе. Для возможности проведения сравнительных анализов программапозволяет вести архив анализов, в котором сохраняются все необходимые данные.Неотъемлемой частью ПО является способность автоматически проводитьсопоставление полученных данных с находящимися в архиве и отбирать те, которыеотвечают некоторым заданным условиям. <img src="/cache/referats/3428/image007.jpg" v:shapes="_x0000_i1028"> Рис.4 Хроматограмма этилсалицилатаполучена с помощью описанного программно-аппаратного комплекса. В заключение хотелось бы отметить,что описанная здесь система не ограничивается приведенными возможностями, внастоящее время ведутся активные работы по ее совершенствованию. Как изнаиболее интересных направлений ее развития стоит отметить созданиеинтеллектуальной системы автоматического распознавания компонентованализируемых веществ и применение данной системы в управлении технологическимпроцессом предприятия. Литература 1. Хайвер К. И др.“Высокоэффективная газовая хроматография” М.: Мир 1993 2. J.L. Excoffier / G. Guiochon “Automatic Peak Detection inChromatography” ,Chromatographia, Vol. 15, No.9, September 1982 3. C.E. Reese “Chromatographic Data Acquisition and Processing. Part 2.Data Manipulation” , Journal of Chromatographic Science, Vol. 18,June 1980 <span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">[1] Имеется ввиду то, что учитывая относительно большую инерционностьхроматографических датчиков во времени, на практике достаточной бывает частотадискретизации входного сигнала около 10Гц (учитывая теорему Котельникова).1 Иногда, принедостаточном запасе АЦП по перегрузке происходит потеря данных, что выражаетсяв недостаточно точном определении площади пика и как следствие приводит к невернымрезультатам количественного анализа. 1 Следуетсразу оговориться, что применяя в ПК порты последовательного интерфейса с буферомFIFO и прибегая кнекоторым ухищрениям с MS-DOS(как например, использование флажка занятости системы), на компьютерахот AT-286и выше можно добиться реализацииспособа непосредственной записи данных на диск. www.ronl.ru Рефераты по теме Теория систем управления |
Название Вид Размер файла
Применение метода частотных диаграмм к исследованиям устойчивости систем с логическими алгоритмами управления | Курсовая | 133.04 KB |
Исследования устойчивости и качества процессов управления линейных стационарных САУ | Лабораторная | 9.66 KB |
Теории управления | Лекции | 264.86 KB |
Переходные процессы в линейных цепях | Рефераты | 25.19 KB |
Построение характеристик непрерывных САУ | Курсовая | 3.16 KB |
Теория автоматического управления | Рефераты | 118.68 KB |
Системы управления движением судов | Рефераты | 176.13 KB |
Критерии устойчивости линейных систем | Курсовая | 48.69 KB |
Основы автоматики и управления | Рефераты | 399.95 KB |
Система автоматического управления турбообводом в составе энергоблока ВВЭР-640 | Курсовая | 3.14 KB |
Лабораторные работы по Автоматике | Лабораторная | 6.66 KB |
Расчёт частотных и временных характеристик линейных цепей | Курсовая | 190.39 KB |
Работа комбинированной автоматической системы управления | Диплом и связанное с ним | 286.01 KB |
Анализ и синтез одноконтурной системы автоматического регулирования | Курсовая | 258.65 KB |
Устройство управления синхронного цифрового автомата | Курсовая | 75.92 KB |
Разработка управляющей части автомата для сложения двух чисел с плавающей запятой в дополнительном коде с помощью модели Мура | Курсовая | 357.59 KB |
Теория автоматов (Разработать автомата для сложения в коде 8421 в обратном коде в формате с фиксированной запятой) | Курсовая | 192.44 KB |
Терминология теории систем. Классификация систем. Закономерности систем | Рефераты | 568.44 KB |
ПТЦА - Прикладная теория цифровых автоматов | Лекции | 659.24 KB |
Предмет правовая информатика | Рефераты | 9.16 KB |
Понятие об алгоритмах | Рефераты | 75.14 KB |
Производственные системы с искусственным интеллектом | Рефераты | 37.16 KB |
"Принцип Максимума" Понтрягина | Доклад | 83.51 KB |
Лабораторная работа №7 по "Основам теории систем" (Решение задачи коммивояжера методом ветвей и границ) ) | Лабораторная | 280.63 KB |
Лабораторная работа №5 по "Основам теории систем" (Транспортные задачи линейного программирования) ) | Лабораторная | 215.38 KB |
Лабораторная работа №4 по "Основам теории систем" (Послеоптимизационный анализ задач линейного программирования) ) | Лабораторная | 116.22 KB |
Лабораторная работа №3 по "Основам теории систем" (Теория двойственности в задачах линейного программирования) ) | Лабораторная | 189.83 KB |
Лабораторная работа №2 по "Основам теории систем" (Решение задач линейного программирования симплекс-методом. Варианты разрешимости задач линейного программирования) | Лабораторная | 137.63 KB |
Лабораторная работа №6 по "Основам теории систем" (Решение задачи о ранце методом ветвей и границ) | Лабораторная | 981.37 KB |
Нечеткий анализ - в автомобиле | Доклад | 81.95 KB |
«Биокомпьютеры» | Рефераты | 553.32 KB |
«Нечеткая логика в системах управления» | Рефераты | 204.45 KB |
Проектирование управляющего автомата | Курсовая | 3.74 KB |
Машины, которые говорят и слушают | Книга | 101.44 KB |
Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем | Рефераты | 24.57 KB |
Анализ и синтез систем автоматического регулирования | Курсовая | 2.8 KB |
Информатика в условиях устойчивого развития | Рефераты | 28.89 KB |
Терминология теории систем (автоматизированные и автоматические системы) | Рефераты | 53.64 KB |
Кибернетика | Рефераты | 42.68 KB |
Достаточно общая теория управления (Расовые доктрины в России: их возможности и целесообразность следования им в исторической перспективе) | Учебное | 905.71 KB |
Системы адаптивного управления роботами | Рефераты | 614.41 KB |
Математичекие основы теории систем: анализ сигнального графа и синтез комбинационных схем | Курсовая | 121.23 KB |
Управление техническими системами | Лекции преподавательские | 284.5 KB |
Система автоматизации на котлоагрегатах | Курсовая | 73.63 KB |
Организационный инструментарий управления проектами (сетевые матрицы, матрица разделения административных задач управления, информационно-технологическая модель) | Курсовая | 240.47 KB |
Cистема Автоматизированного Управления процесса стерилизации биореактора | Диплом и связанное с ним | 3.95 KB |
Автоматическая система регулирования | Курсовая | 849.4 KB |
Разработка системы автоматического управления | Курсовая | 78.63 KB |
Система с двухзонным регулированием скорости | Рефераты | 568.85 KB |
Информационный процесс. Обработка информации | Контрольная | 34.95 KB |
Построение и исследование математической модели для задачи линейного программирования | Курсовая | 307.46 KB |
Системы управления космическими полетами | Исследовательская | 10.84 KB |
Оценка влияния наружного диаметра колеса на силу сопротивления качения | Курсовая | 92.45 KB |
Квазистатический метод анализа случайных процессов в нелинейных системах | Рефераты | 938.21 KB |
Система управления положением бортового прожектора вертолёта | Курсовая | 426.63 KB |
Изучение обьекта и синтез регулятора системы управления | Курсовая | 793.15 KB |
Автоматизация сушильно-промывной линии ЛПС-120 | Курсовая | 720.76 KB |
nreferat.ru
Реферат - Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем
Содержание
Введение
1.Структурно-функциональные особенности интеллектуальных систем2. Информационно-управляющая деятельностьинтеллектуальных систем3.Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем4.Интеллектуальные системы управления с искусственным интеллектом для комплексов
5. Общаяфункциональная структура интеллектуальных систем управления
6. Архитектураинтеллектуальных систем поведенческого типаСписок,использованной литературыВведение
Интеллект(от латинского intellectus — познание, понимание, рассудок)- способность мышления, рациональногопознания. Естественным примером интеллектуальной системы является человек. Задачи,которые решает человек в своей практической деятельности на основе мышления,относятся к интеллектуальным. Деятельность человека, особенно интеллектуальная(творческая), еще изучена недостаточно, принципы и методы ее объясняютсянеоднозначно. Многочисленные попытки понять и использовать феномен интеллекта впрактических целях имеют заманчивые перспективы и становятся все более иболее реальными.
Будем называть систему, способнуюрешать интеллектуальные задачи, интеллектуальной системой (ИС). К числуосновных интеллектуальных задач по аналогии с деятельностью человека можноотнести задачи распознавания (образов, ситуаций, сцен, состояний), обучения ипланирования поведения (принятия решений). В этом плане интеллектуальныминазывают еще системы, обладающие способностью к обучению и изменению своегоповедения в результате обучения.
В настоящее время развитие науки итехники достигло такого уровня, когда становится уже реальным созданиеискусственного интеллекта, или точнее, моделирование (имитация) возможностей испособностей человека, а решение указанных основных задач с помощьюпрограммных и аппаратных средств. Системы ИИ должны воспроизводить функцииестественного интеллекта. Поэтому изучению систем ИИ должно предшествоватьрассмотрение основных свойств и особенностей естественного интеллекта длятого, чтобы понять и использовать свойства биологических систем для решениятехнических проблем. Кибернетическое изучение живого помогает раскрыть какобщие законы функционирования сложных систем, так и частные свойства отдельныхорганов и организма в целом с точки зрения происходящих в живых, существахинформационных процессов и процессов управления.
Тысячевековая эволюция живых существпривела к их чрезвычайному усложнению и многоуровневой иерархическойорганизации множества включенных друг в друга систем и подсистем. Каждомууровню свойственны свои специфические закономерности информационных процессов,системной организации и процессов управления. Для общего ознакомления скибернетическими свойствами живых, организмов акцентируем внимание
на общих принципах организации, конкретных механизмахцелесообразного регулирования и активного взаимодействия с окружающей средой.
1. Структурно-функциональные особенности интеллектуальных системБольшинство изобретений человека имеет аналогии в природе. При этомоказывается, что основные идеи этих изобретений реализованы в природе более компактно,миниатюрно, надежно и совершенно. Многие исследования обнаружили общностьэтапов развития техники и природы и привели к выводу о целесообразностииспользования в технике аналогов живой природы. Этот вывод имеет особоезначение в работах по созданию технических систем с ИИ. Для того, чтобы установитьаналогии между живым интеллектом и технической системой с ИИ, можно провестинекоторое описание структурных и функциональных особенностей живых илиестественных интеллектуальных систем.
Прежде всего требует определения понятие «система». В самом широкомсмысле можно определить, что система-это совокупность взаимодействующих между собой относительно элементарныхструктур или процессов, объединенных в целое выполнением некоторой общейфункции, несводимой к функциям ее компонентов. Признаки системы: онавзаимодействует со средой и другими системами как единое целое, состоит изиерархии подсистем более низких уровней, является подсистемой для систем болеевысокого уровня, сохраняет общую структуру взаимодействия элементов приизменении внешних условий и внутреннего состояния.
Естественныесистемы различаются по своей сложности и уровню организации. Понятие оборганизации системы предполагает определенное согласование состояний идеятельности ее подсистем и составляющих элементов. Это согласованиедостигается передачей сигналов (сообщений) по внутрисистемным связям, а дляподдержания высокого уровня организованности необходимо постоянное общение сокружающим миром. Еще более необходима передача сообщений по внутрисистемным имежсистемным связям для формирования и выдачи командных сигналов приосуществлении актов управления.
Основнымсвойством естественных ИС является их способность к адаптации при измененииусловий функционирования. Способность к адаптации путем самоорганизацииосновывается как на множественности элементов системы и разветвленности связеймежду ними, способствующих возникновению целостности, так и на наличии гибкоговзаимодействия между элементами по типу обратных связей. Существенным признакомсамоорганизации является обособление интеллектуальных систем от окружающейсреды.
Функциональной особенностьюобособленной ИС является активное взаимодействие ее со средой. Особенности ееструктурной организации определяют направление и объем процессоввзаимодействия системы со средой. Наличие чрезвычайно разнообразных обратныхсвязей на всех уровнях влияет на интенсивность процессов взаимодействия.Отрицательные обратные связи обеспечивают стабильность функций системы, постоянствоее параметров, устойчивость к внешним воздействиям, Положительные обратныесвязи играют роль усилителей процессов и имеют особое значение для развития,накопления изменений. Наличие отрицательных и положительных обратных связейприводит к возможности развития по некоторому закону (программе) с использованиемвнешних ресурсов.
Сложнаядинамическая (устойчиво неравновесная) организация целенаправленнойфункционирующей системы требует непрерывного управления, без которого системане может существовать. Особенность этого управления состоит в том, что онослужит причиной ряда процессов в самой системе и прежде всего процессоввнутреннего саморегулирования по законам организации системы.
Основнымифункциями самоорганизующейся системы являются функции информационногообеспечения (ФИО), материального и энергетического обеспечения (ФМЭО),перемещения (ФП) и адаптации (ФА). С точки зрения реализации НИ наибольшийинтерес представляет ФИО, которая является всеобъемлющей. Информациянеобходима для контроля внутреннего состояния системы, распознавания ситуаций,решения задачи обеспечения функционирования, выявления закономерностей иобучения. Для последующего использования получаемая информация должнаразделяться и откладываться в соответствующие системы памяти (оперативные идолговременные).
Функциюинформационного обеспечения реализуют органы контроля окружающей среды, навигациии анализа объектов. Обработка сигналов этих органов информации осуществляетсяособым управляющим узлом (УУ) (устройством), в котором производится анализполученных данных, их обработка и обобщение, оценка ситуации и принятиерешения. Одновременно ведется обогащение памяти, накопление опыта, обучение иотработка логических методов обработки информации.
2. Информационно-управляющая деятельность интеллектуальных системИнформационно-управляющая деятельность интеллектуальных систем являетсяопределяющей и подчиняет себе все ее функции. Эта деятельность, осуществляемаяособым управляющим узлом, обеспечивает адекватное реагирование системы наменяющиеся условия и воздействия внешней среды в процессе достижения целейуправления.
Цель- это некий будущий результат деятельностисистемы, достигаемый с помощью принципа обратной связи. При этом исходныеусловия можно интерпретировать как подцели достигаемой цели. Причем в некоторыхслучаях цель автоматически достигается при выполнении подцелей, а в другихслучаях для этого требуются еще дополнительные усилия (действия) системы,реализуемые управляющим узлом с помощью команд (актов) управления.
Элементарный актуправления состоит в целесообразном ответе на данное внешнее воздействие.Элементарный акт управления называют рефлексом. Рефлекс-реакция на возмущение- Более точное толкование рефлекса включаети обратную связь между результатом ответного действия (результатом реакции) иформированием новых управляющих команд.
Существуют двавида рефлексов- безусловные и условные.Безусловные рефлексы являются врожденными и передаются по наследству. Ихотличительной чертой является автоматическая, стереотипная форма проявления.Биологическая роль безусловных рефлексов заключается в обеспечении приспособленийорганизма к строго постоянным условиям.
Условные рефлексывырабатываются в процессе индивидуального развития организма. Их характеризуютосновные признаки.
Приобретаемость. Условныерефлексы вырабатываются у отдельных индивидуумов по мере необходимости, онине являются обязательными для всех организмов данного вида.
Изменчивость. Условный рефлекс вырабатывается,если есть в нем необходимость, и угасает (затормаживается), если необходимостьв нем отпадает.
Сигнальность.Это важнейший признак условногорефлекса, он заключается в «предупредительной» деятельностиорганизма.
В жизни сложногоорганизма рефлекс- существеннейшеенервное явление при помощи которого устанавливается постоянное и точноесоотношение частей организма между собой и отношение целого организма к окружающимусловиям.
Все бесчисленноемножество рефлексов можно разделить на отдельные группы по тому или другомупризнаку. Можно выделять группы рефлексов по их биологическому значению, порасположению рецепторов, по характеру ответной реакции, по длительности протеканияв зависимости от того, какой отдел мозга участвует в их осуществления. Всоответствии с характером внешнего воздействия в организме человека определяютнесколько уровней рефлекторного управления: элементарные безусловныерефлексы, координационные безусловные рефлексы, интегративные безусловныерефлексы, сложнейшие безусловные рефлексы, элементарные условные рефлексы исложные формы целенаправленной деятельности. Рассмотрим их подробнее.
Элементарныебезусловные рефлексы-это простые ответные реакции. Онивызываются локальным действием контактных раздражителей (воздействий). Роль обратныхсвязей, преимущественно отрицательных, в осуществлении и коррекции такихэлементарных рефлексов еще невелика и они реализуются по жестко детерминированнойпрограмме. Отсюда их крайняя степень автоматизма и стереотипности. В понятияхтеории автоматического регулирования-это одноконтурные системы первого порядка с преобладанием регулирования повозмущению, регулирование по отклонению вносит лишь некоторые коррективы вответные реакции.
Координационныебезусловные рефлексы-его акты согласованной деятельностив некоторых пределах структуры системы. В понятиях теории автоматическогорегулирования это, по крайней мере, двухконтурная система с комбинированнымрегулированием как по возмущению, так и по отклонению. Координационные рефлексыдают согласованную реакцию на несколько простых разнородных локальныхвоздействий.
Интегративныебезусловные рефлексыпредставляют собой синтез координационных рефлексов вместе со структурнымобеспечением в комплексные реакции определенного значения. В понятиях теорииавтоматического регулирования это многоконтурные системы, работающие главнымобразом на поддержание постоянных значений основных регулируемых величин, т.е.системы стабилизации, обеспечивающие уравновешенность (устойчивость) системы.Роль интегративных рефлексов в приспособительной деятельности биологическихсистем исключительно велика. Она означает переход от локальных реакций системык ответам как целого образования, что может рассматриваться простейшими актамицелесообразного поведения. Интегративные рефлексы означают переход ккачественно новой форме реакций на внешние воздействия.
Сложнейшиебезусловные рефлексыорганизуются по некоторым программам из интегратинных рефлексов и составляютнекоторые стереотипы действий (поведения). Характерной чертой таких рефлексовявляется то, что они образуются последовательностью интегративных реакций, прикоторой завершение предыдущей стимулирует начало следующей. Сформировавшеесятаким образом поведение определяется как многоконтурное иерархическоерегулирование высокого порядка, в котором особое значение приобретаетсостояние системы, направляющее стабилизирующую деятельность на уравновешиваниесистемы с внешней средой.
Элементарныеусловные рефлексысостоят в вызывании интегративных рефлексов или инстинктивных реакций посигналам ранее безразличных раздражителей, которые приобретают сигнальноезначение в результате индивидуального опыта системы. Принципиальным отличиемусловно-рефлекторного уровня управления от всех предыдущих является то, что онне существует заранее, а образуется индивидуально у каждой системы. Условныйрефлекс- ярко выраженная самоорганизующаясясистема. Специфическая особенность обратных связей системы условных рефлексовзаключается в том, что они устанавливаются от результатов действия ксигнальному значению условного раздражителя с положительным знаком- через подкрепление и с отрицательным знаком- через неподкрепление. Действенность сигналаопределяется ступенью вероятности появления вслед за ним безусловногораздражителя. Все это делает условные рефлексы наиболее гибким,самоорга-низующимся и самопрограммирующимся механизмом управления. В понятияхтеории автоматического управления это система с самонастройкой программы. Впсихическом плане элементарные условные рефлексы дают начало ассоциативномуспособу мышления.
Сложные формыцеленаправленной деятельности как уровень управления возникают в результате интеграцииэлементарных условных рефлексов и используют аналитика-синтетические механизмыабстрагирования (отвлечения от безусловных подкреплений) сигналов, Это даетвозможность более полного и целостного восприятия окружающего и болееадекватного прогнозирования и программирования поведения. На этом уровнеуправления основным объектом ответных реакций становится не окружающая среда,а сам управляющий аппарат (устройство) и выработка новых систем самопрограммированиячасто не проявляется внешними реакциями. Сложные формы деятельностиосуществляются с участием многоярусной системы положительных и отрицательныхобратных связей между механизмами восприятия и принятия решения за счетсигналов согласования и рассогласования, сложившихся из прошлого опыта моделейвнешнего мира и программ поведения с фактическим состоянием окружающей среды.
В понятиях теория автоматическогоуправления сложные формы деятельности являются наиболее совершеннымисамонастраивающимися системами, которые осуществляют свою оптимизацию путемперестройки организации, т. е. являются самоорганизующимися. Наиболее сложныеформы высшей деятельности связаны с синтетическими процессами, на основекоторых возникают целостные субъективные образы внешнего мира, формируютсяцеленаправленные программы поведения.
Важнойособенностью биологических систем является целенаправленность ихфункционирования. Если такая система функционирует, то это прежде всего означает,что в ней решается конечное множество задач управления и с определеннойточностью обеспечивается достижение целей управления. Под целью управления приэтом обычно понимается не просто желаемый результат, а в каком-то смыслеоптимальный.
Необходимость достижения той или инойцели в конкретных условиях может быть сформулирована как задача преодолениянекоторого противоречия. Управление тесно связано с информационнымипроцессами. Так как акт управления осуществляется воздействием на объектуправления, то выбор этого воздействия среди множества возможных происходит наоснове информации об их свойствах, а само воздействие обычно имеет характерпускового или задерживающего сигнала. Способность системы к саморегуляции,обеспечивающей адаптивное целесообразное управление, определяется действием обратных связей.
3. Принципы организации и функционированияинтеллектуальных системИзучениеИС позволяет сделать попытку сформулировать общие принципы, которые, не являясьдостаточными, отражают необходимые моменты в их организации ифункционировании.
<span Times New Roman"">1.<span Times New Roman"">
Принципсистемности.ИС могут быть только сложнымисистемами, функции всех их элементов должны быть согласованы с назначениемсистемы и их местом в них, а также между собой. Именно взаимная согласованностьи взаимозависимость элементов системы обеспечивает целостность и функциональнуюполноту наиболее совершенных ИС. Это может также приводить к структурной илифункциональной избыточности.
<span Times New Roman"">2.<span Times New Roman"">
Принципиерархичности. Сложная иерархическая многоуровневая структура являетсяосновой для одновременного протекания множества процессов. Уровеньнеординарности итогового процесса зависит от характера совокупностисоставляющих процессов. Сложная совокупность процессов принципиально характеризуетсяи сложной структурой. Таким образом, в некотором роде уровень сложностисистемы и ее структуры определяет и потенциальный уровень ее интеллекта.
<span Times New Roman"">3.<span Times New Roman"">
Принципмногоканальности. Получение согласованных с обстоятельствами и средойрешений различных задач основывается на информации, получаемой извне по многимканалам и работающим на различных физических принципах, что позволяет иметьразнородную характеристику специальных свойств объектов среды.Комплексирование информационных данных позволяет иметь более объективную иболее полную картину о происходящих процессах. Разнородная информация, получаемаяпо разным каналам, обрабатывается примерно за одинаковое минимально возможноевремя. Наглядность этого принципа характеризует следующий факт. Человекспособен решать различного рода опознавательные задачи за доли секунды, азрительная система человека несомненно работает как параллельное устройство,Параллельная обработка как зрительной информации, так и поступающей в мозгчеловека от других органов чувств, дозволяет реализовать инвариантное опознаваниеобъектов.
<span Times New Roman"">4.<span Times New Roman"">
Принципадаптивности. Принцип адаптивности предполагает наличие у ИСпотенциальных возможностей улучшения работы: в условиях априорной и текущейнеопределенности на основе обучения на опыте. Особая роль при этом принадлежитэлементам системы- реализующим память. Адаптация может происходить путемсамонастройки, самообучения или самоорганизации. Адаптивные способности могутопределяться объемом информации (памятью) системы и потребными затратамивремени на ее обработку.
<span Times New Roman"">5.<span Times New Roman"">
Принципвзаимности функциональных и структурных свойств.Естественно, что назначение системы, ее функциинепосредственно влияют на структуру системы. Однако и структура системы должнаспособствовать наиболее полной реализации функций.
<span Times New Roman"">6.<span Times New Roman"">
Принцип эквифивальности.Этот принцип предполагает наличие у системы множествавзаимосогласованных последовательностей реакций на определенные внешниевоздействия, приводящих к одному и тому же практически полезному результату.
<span Times New Roman"">7.<span Times New Roman"">
Принципдинамического самопрограммирования. Самая замечательная особенность нервного управления,наиболее ярко выраженная в целеустремленном творческом разуме человека,заключается в способности на основании разнообразного анализа ситуациймгновенно создавать сложнейшие и вместе с тем оптимальные программыдеятельности, которые непрерывно перестраиваются и корректируются с учетомпрошлых событий, текущей действительности и прогнозирования будущего. Ужеобразование элементарного условного рефлекса представляет собой выработку новойпрограммы поведения. Усложнение условных рефлексов означает все более высокуюсамоорганизацию поведенческих программ. В кибернетическом смысле основнаяфункция высшей нервной деятельности состоит в динамическом поведениисамопрограммирования.
4. Интеллектуальные системы управления сискусственным интеллектом для комплексов
Всевозможныесложные научно-технические и производственные устройства и установки,автоматические или функционирующие путем взаимодействия с человеком(автоматизированные), предназначенные для решения специальных задач, будемназывать техническими комплексами (ТК).
Целенаправленноефункционирование любого ТК предполагает некоторое управление им. Основным звеномсистемы управления (СУ) большинства современных ТК в настоящее время являетсячеловек, так как за ним остается право принятия решений. Научно-техническийпрогресс, все более усложняя ТК и расширяя перечень решаемых ими задач,выдвинул на передний план такие потребные возможности, для выполнения которыхпревышаются естественные возможности человека. История развития техникипоказывает, что прогресс в указанных условиях можно обеспечить на путиповышения степени автоматизации ТК, т.е. при условии переложения части (или вcex) функций с человека на технику.Только таким образом можно исключить несоответствие между потребными ирасполагаемыми человеком возможностями. Однако при этом возникают принципиальныетрудности, связанные с необходимостью автоматизации интеллектуальных функцийчеловека, условия реализации которых являются в значительной степенинеопределенными, неполными и противоречивыми, быстроизменяющимися. Отсюдаследует, что дальнейший прогресс в развитии техники ставит вопрос об использованииИИ в сложных ТК, т.е. рассмотрении вопроса о создании ИСУ для ТК.
Использование ИСУв ТК связано также еще с одним чрезвычайно важным обстоятельством. На основеИИ возможно создание обучаемых СУ, которые позволят наиболее полно использоватьпотенциальные возможности ТК и нивелировать индивидуальные особенностиоператоров. Акцент на обучении СУ позволит накапливать необходимый опыт,исключать повторение неблагоприятных ситуаций и решений, исключать влияние индивидуальныхособенностей операторов на конечный результат функционирования ТК. Главнымусловием peaлизации таких систем является их способность автоматически приобретать(извлекать), улучшать и расширять запас знаний.
ТК с ИИ- это сложные системы, в основе функционированиякоторых лежит использование свойств особого управляющего устройства, способногораспознавать объекты и оценивать обстановку, обучаться, формировать цели ипланировать последовательность действий по достижению поставленных целей. ТК сИИ будут системами с очень высоким уровнем автоматизации и способностьювыполнять сложные функции. Однако использование ИИ в ТК не устраняет человекаиз контура управления системы. Меняется лишь положение человека в контуреуправления. При любом уровне совершенства ИСУ они только реализуют замыселчеловека, управленческая деятельность которого переходит на более высокийинтеллектуальный уровень.
5. Общая функциональная структураинтеллектуальных систем управленияВ общем случае свойства ИСУ должны быть согласованы с назначением ихарактеристиками объектов управления (ОУ), под которыми будем понимать ТК.Исходным моментом такого согласования является формулировка задачи управления.Остановимся на рассмотрении функциональной структуры ИСУ, полагая, чтопредставление о ТК дают решаемые ими задачи.
Любаяинтеллектуальная деятельность опирается на знания о предметной области, вкоторой ставятся и решаются задачи. Предметной (или проблемной) областьюобычно называют совокупность взаимосвязанных сведений, необходимых для решенияданной задачи или определенной совокупности задач. Знания о предметной областивключают описания объектов, явлений, фактов, а также отношений между ними и составляютбазу знаний(Б3) и базу данных (БД). БЗсодержит сведения, отражающие закономерности данной предметной области ипозволяющие прогнозировать и выводить новые факты. не отраженные в ней. БДсодержит информацию, имеющую локальный или текущий характер, являющуюсявспомогательной. Иногда БЗ и БД рассматриваются как подсистемыинтеллектуального банка данных. При этом в него еще включают блок обучения,состоящий из блока распознавания ситуаций (образов) (БРО) и блока формированияпонятий (БФП). Однако БЗ была бы не полной, если бы не содержала знания о целяхфункционирования системы {Ф1,..., Фп}.
ИСУ должнаосуществлять информационное моделирование процесса достижения цели Ф^, чтоневозможно без построения модели обстановки.
На основевышеизложенного можно представить функциональную структуру ИСУ в виде,приведенном на рис.1
<div v:shape="_x0000_s1026">
Блок моделирования обстановки
Априорный реальный
Блок принятия решений
Блок выработки управляющих воздействий
Исполнение управляющих воздействий
Знания о целях
БД БЗ
Блок формирования понятий
Блок распознования ситуаций (образов)
Датчики
Внешняя среда
(предметная оьласть)
Рис.1 Функциональные иинтеллектуальные возможности ИСУ определяются соответствующим алгоритмическим(программным) и аппаратным обеспечением. Способность ИСУ решатьинтеллектуальные задачи может основываться как на обучении на опыте, так и насовокупности формализованных методов. В соответствии со структурой,представленной на рис.1, ИСУ должна распознавать ситуации (образы), обучатьсяпонятиям и навыкам, формировать модель обстановки (решаемой задачи),планировать поведение (принимать решение), определять управляющие воздействияи осуществлять их обработку. Возможности практической реализации ИСУ длярешения различных задач зависят, прежде всего от производительности современныхЭВМ. Характерной чертой уже действующих систем, ориентированных в основном наобработку знаний, является высокий уровень развития их программногообеспечения. С его помощью решаются задачи обработки символьной информации,перебора решений вычислительных и логических задач и построения логическоговывода решения с использованием заданных систем правил, работы с БД,высокоскоростной обработки изображений, речи и другие. В настоящее время приразработке ИС все чаще используются специализированные аппаратные средства.реализующие в той или иной степени их основные функции. Практической основойреализации ИС является возможность имитации их свойств на ЭВМ.
6. Архитектура интеллектуальных системповеденческого типаСпецифика решаемых ТК задач определяет перечень функций ее СУ, аследовательно, и особенности архитектуры. Даже при решении сравнительнопростых в интеллектуальном отношении задач перемещения в пространстве ТКдолжен обладать довольно развитой архитектурой ИСУ. ИСУ должна восприниматьокружающую обстановку, видеть цель и препятствия. Еще до начала движения онадолжна определить оптимальную траекторию движения и реализовывать ее постоянноучитывая происходящие во внешней среде изменения. При больших скоростяхперемещения цели (или препятствия) требования к ИСУ еще более усиливаются. ВИСУ, решающих задачи, подобные указанной выше, используется бионическийподход, основанный на выявлении и использовании аналогий в реализацииповеденческих актов живыми организмами. Поведенческие акты свойственны нетолько мозгу человека, но и мозгу более простых организмов. Известно, чтоповеденческие акты человека реализуются не столько на сознательном, сколькона подсознательном уровне. Реализация поведенческих актов может осуществлятьсяпрежде всего на рефлекторном уровне. Далее может учитываться изменение внешнихусловий.
Согласносовременным представлениям, механизмы, обеспечивающие целенаправленноеактивное поведение некоторого объекта, должны иметь определенную операционнуюструктуру, состоящую из последовательности ряда процессов, а именно восприятияинформации (афферентного синтеза), принятия решения, формирования программыдействия и ее выполнения. В свою очередь афферентный синтез (АС) включаетобработку информации о состоянии внешней среды, о положении в этой средеобъекта и его состоянии, а также о тех целях, которые объект преследует вданной ситуации. Принятие решения заключается в выборе действия, направленногона достижение цели в сложившихся условиях. Формирование программы будущегодействия осуществляется одновременно с формированием так называемого акцепторарезультата действия, т. е. параметров того состояния, в котором объект окажетсяпосле выполнения программы. Выполнение программы, в свою очередь, происходитпри одновременном определении параметров нового состояния и сравнении этихпараметров с акцептором результата действия (обратная афферентация). В общемслучае афферентный синтез осуществляется не только на основе обстановочнойафферентации, но и на основе информации, содержащейся в памяти объекта опредыдущем опыте. Под обстановочной афферентацией понимается совокупностьвоздействий, отображающих условия, в которых находится объект. Условные илибезусловные воздействия, имеющие для объекта смысл команд к действию, образуютпусковую афферентацию.
Цель есть тотсистемообразующий фактор, который формирует функциональную систему, выделяетнеобходимые степени свободы объекта и компенсирует их избыточность. Болеетого, цель определяет адекватность и избирательность восприятия и отражениявнешнего мира. Функциональная система поведенческого типа человекареализуется на нейронных сетях мозга. Аналогом нейронных сетей мозга могутявляться аналитически или физически реализованные нейронододобные структуры(НПС). Работу НПС можно представить следующим образом. Информация о внешнейсреде в виде обстановочной и пусковой афферентации поступает на НПС,воспроизводящую афферентный синтез. На НПС происходит обработка поступившейинформации. В результате этой обработки принимается решение о характеребудущего действия и формируется программа ее выполнения. Само действиереализуется аффекторными (исполнительными) подсистемами, а обратные связи используютсядля его коррекции. Такая НПС позволяет воспроизводить поведенческие акты, т. е.обладает упрощенным интеллектом.
На основе рефлекторногопредставления и с учетом принципов организации и функционирования естественногоинтеллекта можно предположить более общее описание структуры ИСУповеденческого типа. ИС прежде всего должна содержать сенсорную подсистему(СП). Каждому классу задач должны соответствовать свои датчики (рецепторы),что соответствует принципу избирательности восприятия в функциональной системеИС. Уровень детальности восприятия влияет также на возможности решения задач.СП реализует акты, аналогичные элементарным безусловным рефлексам и координационнымбезусловным рефлексам. Далее следует включить в ИИ структуру афферентногосинтеза (САС). Связь между СП и САС обеспечивает установление взаимнооднозначногосоответствия между участками внешней среды и отражающими их элементами САС.САС реализует акты, аналогичные интегративным безусловным рефлексам. Исходя изхарактера решаемых задач, следует потребовать, чтобы структура связей междуэлементами сети САС отражала основные физические свойства рабочего пространства- его однородность и изотропность, а всостояниях элементов САС отражались бы текущие свойства участков внешней среды,например, их свойства быть целью, препятствием или свободным участком длядвижения. Элемент САС должен возбуждаться и генерировать сигналы возбуждения,если соответствующий ему участок внешней среды является целевым, выключаться иблокировать сигналы возбуждения, если такой учас
www.ronl.ru
рефераты по предмету Теория систем управления
- ГДЗ
- Билеты
- Дипломные работы
- Доклады
- Изложения
- Книги
- Контрольные работы
- Курсовые работы
- Лабораторные работы
- Научные работы
- Отчеты по практике
- Рефераты
- Сочинения
- Статьи
- Учебные пособия
- Шпаргалки
- Главная
- рефераты
- Теория систем управления
- "Принцип Максимума" Понтрягина
- Cистема Автоматизированного Управления процесса стерилизации биореактора
- empty title
- «Биокомпьютеры»
- «Нечеткая логика в системах управления»
- Автоматика и управление ( компиляция ответов)
- Автоматическая система регулирования
- Анализ и синтез одноконтурной системы автоматического регулирования
- Анализ и синтез систем автоматического регулирования
- Изучение обьекта и синтез регулятора системы управления
- Информатика в условиях устойчивого развития
- Исследования устойчивости и качества процессов управления линейных стационарных САУ
- Кибернетика
- Критерии устойчивости линейных систем
- Лабораторная работа №3 по "Основам теории систем" (Теория двойственности в задачах линейного программирования)
- Лабораторная работа №4 по "Основам теории систем" (Послеоптимизационный анализ задач линейного программирования)
- Лабораторная работа №5 по "Основам теории систем" (Транспортные задачи линейного программирования)
- Лабораторная работа №6 по "Основам теории систем" (Решение задачи о ранце методом ветвей и границ)
- Лабораторная работа №7 по "Основам теории систем" (Решение задачи коммивояжера методом ветвей и границ)
- Лабораторные работы по Автоматике
- Математичекие основы теории систем: анализ сигнального графа и синтез комбинационных схем
- Машины, которые говорят и слушают
- Нечеткий анализ - в автомобиле
- Организационный инструментарий управления проектами (сетевые матрицы, матрица разделения административных задач управления, информационно-технологическая модель)
- Основы автоматики и управления
- Понятие об алгоритмах
- Предмет правовая информатика
- Представление знаний
- Применение метода частотных диаграмм к исследованиям устойчивости систем с логическими алгоритмами управления
- Принципы организации и функционирования интеллектуальных систем
- Проектирование управляющего автомата
- Проектирование, расчет корректирующих цепей типовых САУ и исследование их устойчивости
← Предыдущая 1 2 Следующая → © РОНЛ.ру 2000-2018 По всем вопросам обращаться на эту почту: [email protected] Обращение к пользователям www.ronl.ru
Реферат - Математичекие основы теории систем: анализ сигнального графа и синтез комбинационных схем
Министерство специального и высшего образованияХабаровский государственный технический университетКафедра «Автоматикаи системотехника» Курсовой проектПо предмету: Математическиеосновы теории системВыполнил студент гр. УИТС-21у: Д.И. Хоменко Проверил: В.В. Воронин г. Хабаровск2003 г. ЗАДАНИЕКурсовая работа состоит из 3-х разделов, вкаждом из которых рассматривается отдельный параграф дисциплины «Математическиеосновы теории систем».
В первом разделе даннойкурсовой работы требуется, имея схему системы автоматического управленияперейти к сигнальному графу, определить его структурные характеристики ипроанализировать с помощью формулы Мезона.
Во втором разделе необходиморассмотреть логические функции, способы их задания и синтез комбинационныхсхем.
В третьем разделе необходимосинтезировать автомат с памятью на основе содержательного описания алгоритмаего работы.
РЕФЕРАТКурсоваяработа содержит пояснительную записку состоящую из трех разделов на 38 листахформата А4, включающую 6 рисунков, 2 схемы, 14 таблиц и 3 литературных источника.
Объектомисследования являются система автоматического управления и логическоеустройство, в данном случае семисегментный элемент.
Цель работысостоит в том чтобы закрепить на практике теоретический материал курса лекций«Математические основы теории систем» и приобретение навыков по анализу системи синтезу схем.
Ключевыеслова: структурная схема, сигнальный граф, путь, конур, САУ, синтез схем,конечный автомат, логическая функция, таблица истинности, минимизация, картыКарно, неопределенные коэффициенты, первичные импликаты, минитермы,функциональная схема, триггер.
Содержание TOC o «1-3» h z u ЗАДАНИЕ PAGEREF _Toc60127684 h 2<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
РЕФЕРАТ PAGEREF _Toc60127685 h 3<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
Содержание PAGEREF _Toc60127686 h 4<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
Задание 1.Анализ сигнальных графов.PAGEREF_Toc60127687 h 7<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
1.1<span Times New Roman",«serif»;color:windowtext;font-weight:normal; text-decoration:none;text-underline:none"> Выборварианта задания PAGEREF _Toc60127688 h 7
1.2Преобразование структурной схемы к сигнальному графу PAGEREF _Toc60127689 h 7<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
1.2Преобразование структурной схемы к сигнальному графу PAGEREF _Toc60127690 h 8<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
1.4 Матрицаинцидентности PAGEREF _Toc60127691 h 9<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
1.5Построение бинарных матриц путей выхода для заданных контрольных точек.PAGEREF _Toc60127692 h 10<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
1.6 Бинарнаяматрица контуров.PAGEREF _Toc60127693 h 12<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
1.7 Матрица касания контуров PAGEREF _Toc60127694 h 12<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
1. 8 Матрица касания путей иконтуров PAGEREF _Toc60127695 h 13<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
1.9 ФормулаМэзона для заданного сигнального графа PAGEREF _Toc60127696 h 13<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
Задание 2.Синтез комбинационных схем.PAGEREF _Toc60127706 h 16<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
2.1Определение поставленной задачи PAGEREF _Toc60127707 h 16<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
2.2Составление логических функций PAGEREF _Toc60127708 h 19<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">2.2.1 Дизъюнктивная совершеннаянормальная форма PAGEREF_Toc60127709 h 19
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">2.2.2 Конъюнктивная совершеннаянормальная форма PAGEREF_Toc60127710 h 20
2.3Минимизация булевых функций PAGEREF _Toc60127711 h 20<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
<span Arial",«sans-serif»">2.3.1Пример минимизации методом неопределенных коэффициентов PAGEREF _Toc60127712 h 21
<span Arial",«sans-serif»">2.3.2Пример минимизации методом Квайна-Мак-Класки.PAGEREF _Toc60127713 h 22
<span Arial",«sans-serif»">2.3.3Пример минимизации картами Карно PAGEREF _Toc60127714 h 25
2.4Совместная минимизация всех функций PAGEREF _Toc60127715 h 26<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
2.5 ЗаписьМДНФ в заданном базисе PAGEREF _Toc60127716 h 27<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
3. СИНТЕЗАВТОМАТА С ПАМЯТЬЮ PAGEREF _Toc60127717 h 29<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
3.1 Анализтехнического задания PAGEREF _Toc60127718 h 29<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
3.2Формальное описание абстрактного автомата PAGEREF _Toc60127719 h 29<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
3.3Кодирование входных и выходных символов состояний PAGEREF _Toc60127720 h 31<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
3.4Обобщенная функциональная схема структурного автомата PAGEREF _Toc60127721 h 32<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
3.5Каноническая система логических уравнений PAGEREF _Toc60127722 h 33<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
3.6Минимизация логических функций PAGEREF _Toc60127723 h 35<span Times New Roman",«serif»;font-weight:normal">
3.7 Построениекомбинационной схемы автомата с памятью PAGEREF _Toc60127724 h 35<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
ЗАКЛЮЧЕНИЕ PAGEREF _Toc60127725 h 36<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
Приложение 1.PAGEREF _Toc60127726 h 37<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
Приложение 2 PAGEREF _Toc60127727 h 38<span Times New Roman",«serif»;text-transform: uppercase">
Задание 1. Анализ сигнальных графов.1.1 Выбор вариантазаданияИз букв, образующих фамилию,имя и отчество получим три множества А, В и С символов русского алфавита.
Хоменко А={Х, О, М, Е, Н, К}
Дмитрий B={Д, М, И,Т, Р, Й}
C={И, Г, О, Р, Е, В, Ч}
Произведя соответствующиеоперации над множествами получим их мощности. Из таблицы возможных мощностейметодического указания выбираются типы соответствующих полученным результатамтипы соединений элементов в системе автоматического управления.
<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">½
AÈB½=½{ Х, О, М, Е, Н, К, Д, И, Т, Р, Й }½=11<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">½
( AÈB)ÇС½=½{Е, И, О, Р}½=4<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">½
CA½=½{И, Г, Р, В, Ч}½=5<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">½
AÈB½=½UAÈB½=33-11=22Пополученным результатам построим схему автоматического управления системой.
W1
W2
W5
W6
W7
W8
W4
W3
x
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x8
x9
x
x10
y
x11
x12
x13
x7
Рисунок 1.1.1
1.2 Преобразование структурной схемы к сигнальномуграфуГрафпрохождения сигнала G=<x, <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">q
>, где Х – множество вершин, q — множество дуг, имеетследующие особенности.1.<span Times New Roman"">
Каждой вершине графа xiÎXставится всоответствие одна переменная структурной схемы (обозначение переменных сигналовприведено на рисунке 1.1).2.<span Times New Roman"">
Каждой дуге (xi, xj)ÎXпоставлена в соответствие передаточная функция одного из блоковструктурной схемы.3.<span Times New Roman"">
Если из вершины исходит несколько дуг, то для нихвходная величина общая. Это устраняет в графе точки разветвления.4.<span Times New Roman"">
Если в вершину входит несколько ребер, тосоответствующая этой вершине переменная равна сумме входных сигналов. Этоделает не нужным использование в графе сумматоров.Учитывая перечисленныеособенности перехода от структурной схемы к сигнальному графу, перейдем отсхемы рис. 1.1 к соответствующему сигнальному графу (см. рис. 1.2).
<div v:shape="_x0000_s4185">
Рисунок 1.2.1
X
x1
x2
x3
x4
x5
x8
x9
x6
x7
x10
Y
x11
x12
x13
w1
w5
w6
w2
w7
w8
w4
w3
u9
u10
u11
u12
u15
u16
u13
u17
u18
u19
u20
u14
Вершиныотмеченные серым цветом – это заданные контрольные точки. 1.3Матрица смежностиМатицей смежности графа G называетсяматрица R=[rij] размером nxn, где n – число вершин графа, в которой
<img src="/cache/referats/16123/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x1
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x2
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x3
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x4
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x5
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x6
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x7
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x8
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x9
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x10
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x11
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x12
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x13
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">y
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x2
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x3
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x4
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x5
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x6
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x7
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x8
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x9
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">1
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»;mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">x10
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
<span Arial CYR",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">0
www.ronl.ru
|
|
|
|
|
|
|
|