Курсовая работа: Управление сложными системами

Двоичные коды состояния ячеек СМ:

Состояние ячейки аi	Двоичный код			аi = 0	аi = α 1	аi = α 21	аi = α 20	аi = α 31	аi = α 30
	Yi1	Yi2	Yi3
аi = 0	0	0	0	1	0	0	0	0	0
аi = α 1	1	0	0	0	1	0	0	0	0
аi = α 21	0	1	0	0	0	1	0	0	0
аi = α 20	0	0	1	0	0	0	1	0	0
аi = α 31	1	1	0	0	0	0	0	1	0
аi = α 30	1	1	1	0	0	0	0	0	1

Каждое из равенств в правой части φk можно представить как функцию типа конституэнты единицы от переменных Yi1, Yi2, Yi3 (см. правую часть таблицы двоичных кодов).

Пользуясь правилами описания конституэнт единицы, заменим в выражениях φk каждое равенство конъюнкцией для набора, при котором данное равенство истинно, а каждое неравенство – отрицанием такой конъюнкции. Здесь «~» означает, что аргумент Yij берется с инверсией, если он в этом наборе равен 0, и без инверсии, если аргумент равен 1.

Тогда формулы условий работы РКК примут вид:

ТО1/УК1	φ1 = (а8 = α 21)	φ1 =
ТО2	φ2 = (а14 = α 1)	φ2 =
УК2	φ3 = (а17 = α 31)	φ3 =
М1	φ4 = (а4 ≠ 0)	φ4 =
	φ5 = (а4 = 0)	φ5 =
М2	φ6 = (а11 = α 21)	φ6 =
	φ7 = (а11 ≠ α 21) · (а11 ≠ 0)	φ7 =  = =
	φ8 = (а11 = 0)	φ8 =
К2	φ9 = (а5 ≠ 0)	φ9 =
К3	φ10 = (а12 ≠ 0)	φ10 =
РКК	φ11 = (а9 ≠ α 20) + (а10 ≠ α 20)	φ11 =
РКК	φ12 = (а18 ≠ α 30) + (а19 ≠ α 30)	φ12 =

Каждый цикл работы РКК начинается только из исходного положения (состояния) всех механизмов.

Это требование следует описать отдельной функцией (при её единичном значении будет начинаться новый цикл):

.

			М1, М2

ЛБ вычисляет значения φ1 – φ15 и определяет программы работы всех агрегатов в каждом цикле. После отработки этих программ и перемещения конвейеров ЛБ вносит коррективы в СМ. Далее все операции в системе управления повторяются.

5. Разработать модель процесса управления данным РКК на сетях Петри

Основная задача, стоящая на данном этапе проектирования, заключается в составлении иерархии графов операций (сетей Петри), описывающих поведение РКК. Операции, реализуемые в комплексе, будем подразделять на простейшие и составные. К простейшим операциям относятся действия, инициированные однократным изменением значений логических переменных I,Z,G, а также выполнение сдвига содержимого лент в следящей модели и других математических операций. Формально простейшей является также "пустая" операция, соответствующая ожиданию ("пустая" позиция сети). Составные операции представляют собой совокупность простейших.

На верхнем уровне иерархической системы сетей большинство позиций соответствует составным операциям, т.е. являются стратифицированными. Они раскрываются сетями нижестоящего уровня иерархии, причем процесс раскрытия продолжается до тех пор, пока не будут получены сети, позиции которых соответствуют только простейшим операциям.

Разобьем управление РКК и соответствующую сеть Петри на три иерархических уровня:

I.     Управление РКК;

II.    Управление агрегатами;

III.  Движение агрегатов.

Сеть первого уровня показывает общую синхронизацию работы агрегатов и разбивку цикла управления на такты. Сети второго уровня определяют логику запуска агрегатов и соответствующие варианты их работы. Сети третьего уровня описывают движение исполнительных механизмов.

Такая разбивка позволяет более компактно и наглядно изобразить процесс и оптимально (в функциональном смысле) реализовать его в общем случае различными средствами (программными или аппаратными).

Для наглядности и удобства представим иерархию сетей в виде дерева их отношений:

После составления модели процесса управления производятся математическое описание и анализ полученной сети.

На самом верхнем, I уровне управление производится по следующему алгоритму:

В комплексе, данном по условию задания, последовательно выполняемые технологические операции имеют различную длительность (отличающуюся в два раза). Для устранения задержки технологи "расшивают" узкое место, ставя параллельно два конвейера с идентичными "медленными" агрегатами. При этом получается данная схема РКК, где перемещение К1 в два раза выше, чем К2 и К3.

За общий цикл работы данной схемы два раза сдвигается конвейер К1 один раз отрабатывают агрегаты ТО1/УК1, ТО2 и УК2, один раз сдвигаются конвейеры К2 и К3. Манипуляторы М1 и М2 также имеют две последовательные фазы работы.

Если при включенном комплексе в начале цикла какой-либо из механизмов не находится в исходном положении, то I1 13=1, открывается переход t6 и маркер попадает в позицию р13. При этом оператору выдается сигнал А0 об аварии и показания всех датчиков исходного положения. После устранения неисправности и нажатия кнопки послеаварийного пуска I0=1,открывается переход t7 и маркер возвращается в р12.

Если I1φ13=1, то через цепочку t5 p1 – t1 маркер попадает в позиции р2, p3, p4, инициируя одновременную работу конвейеров К1, К2 и К3.

Проследим последовательно все ветки дерева управления РКК.

Сеть N2 (II уровня) для управления К1:

Если в ячейке Я1 на входе конвейера К1 есть заготовка, то Х01=1, открывается переход t9, и маркер проходит в позицию р15, где инициируется запись в СМ а1:= a1 о наличии заготовки в Я1 конвейера К1. Далее через t11 маркер попадает в р17, и начинается движение К1.

Если в ячейке Я1 на входе конвейера К1 заготовки нет, но включен режим непрерывной работы, то 01I2 = 1, и маркер через t10 проходит в р16, при этом в СМ производится запись а1:=0 об отсутствии детали в Я1 конвейера К1. Далее также инициируется движение конвейера К1.

При отсутствии заготовки на входе и режиме "по поступлению детали" 012 = 1, и маркер через переход t8 попадает на выход сети (позиция р20), не вызывая движения конвейера К1.

После перемещения конвейера на переходах t13 – t14 анализируется сбой К1 по значению переменной S4, которое формируется в сети N11 третьего уровня. Если S4=1 (сбоя нет), маркер проходит в р18, инициируя сдвиг содержимого ленты L1 на три двоичных ячейки (Уi1, Уi2, Уi3) вправо. В случае сбоя 4 = 1, маркер через переход t14 попадает в р19, при этом оператору выдается сигнал А4 об аварии на К1. После устранения неисправности и нажатия кнопки послеаварийного пуска I0=1, маркер проходит в р18 с выполнением соответствующих действий в СМ и далее – на выход сети.

Страницы: 1, 2, 3, 4