dr inż. Jakub Możaryn
Instytut Automatyki i Robotyki
Warszawa, 2016
Pojęcia podstawowe
Posłużmy się ponownie przykładem układu sterującego pracą siłowników, wymuszającego realizację cyklu pracy zgodną z diagramem krokowym.
dr inż. Jakub Możaryn Podstawy Automatyki
Stany wewnętrzne
Do opisu działania układów sekwencyjnych wprowadza się pojęcie stan wewnętrzny W rozważanym przykładzie w każdym z wyróżnionych stanów wewnętrznych wykonywana jest inna czynność cyklu pracy, co wymaga wygenerowania odpowiedniego zestawu sygnałów wyjściowych.
Stany wewnętrzne
W stanie wewnętrznym 0: yA= 0, yB = 0, yC = 0
W stanie wewnętrznym 1: yA= 1, yB = 0, yC = 0
W stanie wewnętrznym 2: yA= 1, yB = 1, yC = 0
Do rozróżniania stanów wewnętrznych w układzie wykorzystuje się odpowiedni do liczby stanów zestaw sygnałów binarnych.
dr inż. Jakub Możaryn Podstawy Automatyki
Stan procesowo-zależnego układu sekwencyjnego w danej chwili t określają wartości (stan) trzech grup sygnałów:
sygnałów wejściowych x1t, x2t, .., xnt = Xt (stan wejść) sygnałów wyjściowych y1t, y2t, .., ymt = Yt (stan wyjść)
sygnałów reprezentujących stan wewnętrzny Q1t, Q2t, .., Qkt = Qt
Ze względu na sposób generowania sygnałów wyjściowych wyróżnia się dwa rodzaje układów sekwencyjnych:
Wyróżniającymi częściami układów są:
zespół realizujący tzw. funkcję przejść
zespół realizujacy tzw. funkcję wyjść - λ1(u. Moore’a), λ2(u.
Mealye’g o).
dr inż. Jakub Możaryn Podstawy Automatyki
Funkcja przejść
Funkcja przejść określa jaki stan wewnętrzny przyjmie układ w chwili następnej pod wpływem istniejących w danej chwili sygnałów wejściowych , będąc w stanie wewnętrznym
Qt+1= δ(Xt, Qt) (1)
Funkcja wyjść
W układach Moore’a aktualny stan wyjść zależy tylko od aktualnego stanu wewnętrznego
Yt= λ1(Qt) (2)
W układach Mealy’ego aktualny stan wyjść jest funkcją nie tylko aktualnego stanu wewnętrznego lecz także aktualnego stanu wejść
Yt = λ2(Qt, Xt) (3)
Funkcje λ1i λ2 nazywają się funkcjami wyjść odpowiednio układu Moore’a i Mealy’ego.
dr inż. Jakub Możaryn Podstawy Automatyki
układy o programach liniowych (nierozgałęzionych)
układy o programach nieliniowych (rozgałęzionych)
Ze względu na sposób przejmowania przez układ informacji o stanie wejść, wśród układów sekwencyjnych rozróżnia się
układy asynchroniczne układy synchroniczne.
Układy asynchroniczne
W układach asynchronicznych informacje o stanie wejść przejmowane są przez układ w sposób ciągły. Oznacza to, ze zmiana stanu
wewnętrznego następuje bezpośrednio po pojawieniu się odpowiedniego stanu wejść.
dr inż. Jakub Możaryn Podstawy Automatyki
Układy synchroniczne
W układach synchronicznych zmiany stanu wewnętrznego mogą dokonywać się tylko w określonych chwilach czasu, wyznaczonych przez tzw. sygnał zegarowy (ciąg prostokątnych impulsów o stałym okresie), w zależności od stanu sygnałów wejściowych w tych chwilach.
Informacje o stanie wejść przejmowane są przez układ synchroniczny w sposób nieciągły – w określonych chwilach czasu, zwanych chwilami próbkowania.
Zarówno w przypadku układów Moore’a jak i Mealy’ego, bloki realizujące funkcję wyjść, są układami kombinacyjnymi.
Bloki realizujące funkcję przejść, w przypadku układów asynchronicznych, mogą być budowane bezpośrednio na podstawie funkcji przejść, jako
układy kombinacyjne, objęte sprzężeniem zwrotnym
zespół: układ kombinacyjny - blok typowych elementów pamięci, tzw. przerzutników; mówi się, że są to układy z wydzielonym blokiem przerzutników.
dr inż. Jakub Możaryn Podstawy Automatyki
W przypadku układu z wydzielonym blokiem przerzutników,
zadaniem układu kombinacyjnego jest wytworzenie sygnałów wejściowych przerzutników (wzbudzeń przerzutników). Układ ten realizuje tzw.
funkcję wzbudzeń
qt = δ1(Qt, Xt) (4)
gdzie qt to aktualny stan sygnałów wejściowych przerzutników. Postać funkcji wzbudzeń zależy od funkcji przejść danego układu oraz od rodzaju zastosowanych przerzutników.
Układy synchroniczne mogą być realizowane tylko z wydzielonym blokiem przerzutników.
Wykład 13 - Wprowadzenie do układów sekwencyjnych.
dr inż. Jakub Możaryn
Instytut Automatyki i Robotyki
Warszawa, 2016
dr inż. Jakub Możaryn Podstawy Automatyki
