Модель структурного сопряжения элементов в БСУ

Для построения модели делается ряд допущений.

Входной сигнал x(t), поступающий к элементу в момент t рассматривается как совокупность элементарных сигналов x1(t), x2(t),…,xn(t), одновременно возникающих на входах элемента. Аналогично для выходного сигнала.

Элементарные сигналы передаются в системе независимо друг от друга по элементарным каналам.

К входному контакту каждого элемента подключается не более чем один элементарный канал. К выходному контакту может быть подключено любое конечное число элементарных каналов.

Итак, пусть система S состоит из N элементов. Для i-го элемента Ci имеем X(i) - множество входных сигналов x(i), (x(i) X(i)), Y(i) - множество входных сигналов y(i), (y(i) Y(i))

Внешнюю среду можно представить в виде фиктивного элемента системы C0, причем сигнал, выдаваемый системой во внешнюю среду, принимается внешней средой как входной сигнал x(0)(t) = [x1(0)(t), x2(0)(t),…, xn(0)(t)], а сигнал, поступающий в систему из внешней среды => выходной сигнал элемента C0 y(0)(t) = [y1(0)(t), y2(0)(t),…, yn(0)(t)]

Для любого элемента, включая и внешнюю среду, имеем множество входных контактов и множество выходных контактов

Введем некоторый оператор , где ;

Одноуровневая схема сопряжения

Определение 1. R - называется оператором сопряжения

Он задается в виде таблицы, в которой на пересечении строк с номерами элементов системы (i) и столбцов с номерами контактов (j) располагаются пары чисел (k, l), указывающие номер элемента (k) и номер контакта (l), с которым соединение контакт Xj(i).

Пример 1. Одноуровневая схема сопряжения (i-ый столбей - входы элементов, а содержимое таблицы - выходы)

Пусть дана система и оператор сопряжения R в таблице.

Одноуровневая схема сопряжения

Рис. 12 Одноуровневая схема сопряжения

Определение 2. Сопряжение: входы рассматриваемого элемента в с выходами элементов из таблицы.

Таблица 1.

i

элементы

j - контакты

1

2

3

0

(3; 1)

(4; 1)

(4; 2)

1

(0; 1)

(0; 2)

(3; 2)

2

(0; 3)

(0; 4)

-

3

(1; 1)

(1; 2)

-

4

(1; 3)

(2; 1)

-

В паре: (№ элемента; № контакта)

Приведенный способ формализации позволяет также выделять подсистемы и строить схомы сопряжения с большим числом уровней.

В этом случае необходимо учитывать тот факт, что каждая подсистема Sм, с одной стороны, сама является системой, содержащей некоторое число элементов, а с другой - ее можно рассматривать как элементы анализируемой системы S.

Подсистема Sм как самостоятельная система должна иметь контакты Xj(0)м и Yl(0)м, характеризующие источники и потребители внешней среды, а как элемент системы S, подсистема Sм должна содержать входы Xjм и выходы Ylм контакты для связи с другими подсистемами.

Контакты при j = l объединяются в «двойные» контакты на границах подсистемы Sм.

Пусть .

(12) -как самостоятельная система - как элемент системы

Аналогично и для подсистемы S2.

(13) - как самостоятельная система
- как элемент системы

A. Введем оператор , м = 1;2 с областью определения

Схема с операторами сопряжения

(14) , принимающей значения из множества
, который данному входному контакту Xj(i) `элемента Ci подсистемы Sм ставит в соответствие выходной контакт Yl(k) той же подсистемы, соединенной с Xj(i) элементарным каналом (если такие <кривой скан - ничего не разобрать> существуют)

Rм(1) - внутренний оператор сопряжения Sм (м = 1,2)

Операторы сопряжения R1(1) и R2(1) предоставлены в таблицах 2 и 3. В паре: (№ элемента; № контакта). Содержимое таблицы есть выходные контакты.

Схема с операторами сопряжения

Рис. 13 Схема с операторами сопряжения

B. Рассмотрим теперь Sм как элемент системы S. Она характеризуется множеством входных и выходных контактов. и . Внешняя среда - подсистема S0 с входными контактами и выходными контактами . Введем оператор , реализующий отображения множества всех входных контактов подсистемы S0, S1, …, Sм системы S в множество всех выходных контактов , который данному контакту ставит в соответствие контакт , соединенный с элементарным каналом, если такое соединение в с существует.

Определение 3. R(k) - оператор сопряжения подсистем в системе с или оператор 2-го уровня.

Таблица 2.

i

j

1

2

3

4

5

R(2)

0

(2;1)

(2; 3)

(2; 4)

-

-

- внешняя среда

1

(0; 1)

(0; 2)

(2; 2)

(0; 3)

(0; 4)

- S1

2

(1; 1)

(1; 2)

(1; 3)

(1; 4)

-

- S2

Определение 4. Совокупность внутренних одноуровневых схем сопряжения всех подсистем см (м=1,2) вместе со схемой сопряжения 2-го уровня называется двухуровневой схемой сопряжения системы с.

Определение 5. Канал СjCk - последовательность элементов Сj, Сj+1, …, Сk, когда каждый предыдущий элемент является источником сигналов для последующего.

Определение 6. Сквозной канал - если последовательность начинается вход <???> и заканчивается выходным <???>.

Определение 7. Канал управления - если Сk элементы в последовательности обмениваются входными или выходными управляющими сигналами, причем Сk-1 управляет элементом Сk, иначе каналом следования

Контур - канал в случае, когда - источник для .

Контур следования - если выходные сигналы любого элемента воспринимаются только как входные, но не управляющие для следующего элемента.

Контур управления - если выходные сигналы хотя бы одного из элементов, входящих в контур воспринимаются следующим в качестве управляющих.

Понятие канала и контура управления являются основой для выделения в структуре системы общих и местных каналов и контуров управления и определения соответствующих элементов, охваченных ими.

При анализе взаимодействия элементов в системе с внешней средой из множества Х для любого элемента выделяется отдельно множество управляющих сигналов, воздействующих на его структуру и алгоритм функционирования, поэтому все элементы в системе делятся на:

Элементы, принимающие входящие или управляющие сигналы от внешней среды (вх. полюса).

Элементы, выдающие выходные сигналы полностью или частично во внешнюю среду (вых. полюса).

Элементы, принимающие входящие или управляющие сигналы только от других элементов, входящих в систему (внутренние).

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Скачать   След >