Тема 2.2 Дискретные системы автоматического управления

Содержание программы

Принципы действия дискретной САУ. Основных положения алгебры ло­гики: двоичные функции, определение и классификация дискретных автоматов, основные законы и соотношения для функционально полной системы. Построе­ние логических элементов в потенциальной системе: резистивно-транзисторная логика, транзисторная логика, диодно- транзисторная логика, транзисторно- транзисторная логика, логические интегральные микросхемы.

Методические указания

В системах автоматического управления САУ широко применяют логиче­ские элементы (ЛЭ). Они вырабатывают сигнал на выходе в зависимости от оп­ределенных сочетаний сигналов на входе и реализуют логические функции, ко­торые, как и их аргументы, имеют значения 0 или 1. Символом «О» обозначают минимальный уровень (сигнала нет), а «1» - максимальный уровень (сигнал есть). Следует рассмотреть структурные схемы замкнутой и разомкнутой дис­кретных САУ.

Построение дискретных САУ с использованием ЛЭ осуществляют с по­мощью различных методов, в основе которых лежит алгебра логики. Область алгебры логики состоит из множества высказываний (обозначаются А, В, С, ...., X,Y)

Высказывание - это законченное предложение, которое может иметь два значения истинности: либо быть истинным (А - истинно: А=1) либо быть лож­ным (С - ложно: С=0)

Высказывания могут быть простыми и сложными: первые не зависят от других высказываний, а вторые образуются из двух или более простых выска­зываний. Простые высказывания называют логическими переменными, а слож­ные - логическими функциями этих переменных (функциями алгебры логики – ФАЛ или переключательными функциями - ПФ).

При рассмотрении логических функций («И», «ИЛИ», «НЕ», неравнознач­ность, равнозначность, «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ») необходимо уделить внимание ус­ловным графическим обозначениям (УГО) соответствующих ЛЭ и таблицам ис­тинности. При упрощении – минимизации логических функций используют основные за­коны алгебры логики: переместительный, сочетательный, распределительный и закон инверсии, а также основные правила: поглощение; склеивание; повторение; двоичное отрицание, выражения, имеющие всегда значение «I» и значение «О».

ПФ могут быть выражены различными логическими формулами благодаря возможности проведения над ними эквивалентных преобразований. На практике наиболее удобными для представления ПФ оказываются дизъюнктивные (ДНФ) и конъюктивные (КНФ) формы. Дискретные автоматы бывают комбинирован­ного и последовательного типа.

Под синтезом дискретных автоматов понимают проектирование схемы, реализующей заданный закон ее функционирования. Следует рассмотреть по­следовательность этапов синтеза.

При создании дискретных САУ, вычислительной техники широко исполь­зуют полупроводниковые ЛЭ, среди которых часто используются, транзистор­ные, диодно-транзисторные, транзисторно-транзисторные ЛЭ. В настоящее время ЛЭ выпускаются в виде интегральных микросхем.

Контрольные вопросы

1 Объясните структурные схемы замкнутой и разомкнутой дискретных САУ.

2 Дайте определение следующим понятиям: высказывание, логические пе­ременные, переключательные функции, синтез.

3 Изобразите УГО основных ЛЭ и их таблицы истинности.

4 Перечислите основные законы и правила алгебры логики.

5 Дайте понятия дизъюнктивным формам: ДНФ и СДНФ.

6 Дайте понятия конъюктивнымформам: КНФ и СКНФ.

7 Дайте определение комбинационным и последовательностным схемам.

8 Перечислите последовательность этапов синтеза.

9 Объясните электрические принципиальные схемы ЛЭ в различных, логи­ках.