Формирование информации в технических кибернетических системах

Зададим диапазон измерения реального параметра ОУ — [0, Xmax].

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

1) Зададим диапазон измерения реального параметра ОУ - [0, Xmax].Пусть Xmax = 64 километра – расстояние, которое автомобиль проходит за нужное время. Тогда [0, 64] - диапазон изменения реального параметра (в данном случае расстояния) ОУ - автомобиль.

2) Задание аналога (подобия) диапазона [0, Xmax] в виде отрезка прямой длины Lmax в мм, т.е. [0,Lmax]. Xmax=Lmax =64мм. Отрезок прямой: [0,64] мм

3) Для заданных Lmax и количества уровней квантования N определяем разрядность n двоичного кодового эквивалента значения измеряемого параметра L и точность дискретного представления ∆x исходя из того, что:

n=log264=6 ∆x =64/64=1
4) Для данных n и Lmax определяем множество разновесов эталонов , той же природы, что и L (в мм), пропорционально соответствующим весам разрядов при двоичном представлении чисел, такое что:  - множество разновесов эталонов (т.е. набора констант для измерения):

e1=64/21=32 при j=1
e2=64/22=16 при j=2
e3=64/23=8 при j=3
e4=64/24=4 при j=4
e5=64/25=2 при j=5
e6=64/26=1 при j=6

= {e1,e2, e3,e4,e5,e6}

5) Множество  представим графически на рис.№1

6) Каждому весу ej множества  поставим в соответствие класс эталонов Еj некоторого семейства классов Е такого что , так как n=6 то
При этом всякий Ej содержит такое количество Qj эталонов, сумма весов которых равна Xmax - ej т.е.

7) Графическое представление классов эталонов E см. рис №2

8) В системе классов E выделяем  классов эталонов вида Еj (отмечаем символом * при заданном индексе j) и тем самым задаем конкретный алгоритм из класса алгоритмов: . Последовательность из  цифр из индивидуального варианта задания совпадает c номерами j выделенных для использования в последующем измерении  классов эталонов Еj  E
 = 4 ( - количество классов эталонов вида Еj (Еj  E)).  =1,3,4,6.
Выделение осуществляем в составе графического представления системы классов E см. рисунок №2.

9) С целью упорядочивания и облегчения дальнейших построений алгоритма измерения введем сквозную нумерацию заданных классов, заменив звездочки * на индексы f (1 ≤ f ≤ при индексе j в порядке возрастания j), и заменив на . В результате получим
(при  =4, j={1,3,4,6})

10) Определяем для всех множества (выделенных для проведения измерения по данному алгоритму, из класса алгоритмов) их частей , так что  , которые будут непосредственно участвовать в уравновешивании L. При этом

qf - количество частей класса алгоритмов, выделенных для проведения измерения по данному алгоритму, то есть необходимое количество эталонов

разность равная числу двоичных разрядов кода.

при f =1 m1=j1 - j1-1 = 1-0 = 1 q1 = 21 – 1 = 1
при f =2 m2=j2 - j2-1 = 3-1 = 2 q2 = 22 – 1 = 3
при f =3 m3=j3 - j3-1 = 4-3 = 1 q3 = 21 – 1 = 1
при f =4 m4=j4 - j4-1 = 6-4 = 2 q4 = 22 – 1 = 3
где f ={1,2,3,4}

n = 1 + 2 + 1 + 2= 6, где n - разрядность двоичного кодового эквивалента значения, измеряемого параметра L.
Проверяем выполнение условия:

11) Задание L в диапазоне [ 0, Lmax], L = 34мм 34мм  [0,64]

12) Осуществляем графически последовательную процедуру измерения (ступенчатого уравновешивания) заданного L в соответствии c индивидуальным алгоритмом класса алгоритмов ПУ с указанием промежуточных Sf и окончательного S результатов первичного измерения. См. рис.№3

13) Графическое уравновешивание заданного L сопровождаем последовательной алгоритмической процедурой, состоящей из =4 циклов измерения, последовательной подстановкой в каждый пункт алгоритма для каждого цикла измерения f (от 1 до =4) всех номеров тактов i (от 1 до if) формированием для данных f и i.и указанием:
I) Всех значений суммы эталонов, используемых для уравновешивания L с выделением Sf
II) Всех значений от результатов проверки логических условий
где P2,f,i :
P2,f,i ≡ i < qf 2 номер условия P3,f ≡ f <  f номер цикла i номер такта Обозначение оператором каждого из пунктов предписания даётся в конце пункта в круглых скобках. Начало. Переходим к п. 1 (А) 1. Положить f :=1. Перейти к п.2 (O(f)) 2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i)) 3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для измерения в текущем цикле f =1 класс эталонов . Перейти к п.4 (E) 4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон = e1,1 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э) 5. Образуем составной эталон цикла f =1 такта if =1 Sf,i=0+1*32=32 где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до S0 = 0. Перейти к п.6 (S) 6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9 P1,1,1 ≡ 34 > 32 так как условие выполняется переходим к п.7 (P1)

7. Проверяем условие P2,f,i ≡ if < qf если условие выполняется переходим к п.8, если нет – к.п.11. P2,1,1 ≡ 1 < 1 так как условие не выполняется переходим к п.11 (P2) 11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =1 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Так как выполнялся п.7 i(f)= qf =1 . Переходим к n.12 (I) 12. Проверяем условие P3,f ≡ f <  Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14 P3,1 ≡ 1 < 4 Условие выполняется перейти к п.13. (P3) 13. Увеличить f на единицу перейти к п.2 (F(f)) 2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i)) 3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для измерения в текущем цикле f =2 класс эталонов . Перейти к п.4 (E) 4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон = e3,1 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э) 5. Образуем составной эталон цикла f =2 такта if =1 Sf,i=32+1*8=40 где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до Sf-1 = S2 = 32. Перейти к п.6 (S) 6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9 P1,2,1 ≡ 34 > 40 так как условие не выполняется переходим к п.9 (P1)
9. Уменьшить if на единицу перейти к п.10
10. Возвратить эталон e1,1 из составного веса в класс , вернувшись к предыдущему составному весу на e3,1 меньшим. Вес эталонов использованных в цикле f =1 равен . Перейти к п. 11 (Э)

11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =1 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Так как выполнялся п.10 i(f)= 1 – 1=0 . Переходим к n.12 (I)

12. Проверяем условие P3,f ≡ f <  Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14 P3,2 ≡ 2 < 4 Условие выполняется перейти к п.13. (P3) 13. Увеличить f на единицу перейти к п.2 (F(f)) 2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i)) 3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для измерения в текущем цикле f =3 класс эталонов . Перейти к п.4 (E) 4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон = e4,1 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э) 5. Образуем составной эталон цикла f =3 такта if =1 Sf,i=32+1*4=36 где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до Sf-1 = S2 = 40. Перейти к п.6 (S) 6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9 P1,3,1 ≡ 34 > 36 так как условие не выполняется переходим к п.9 (P1)
9. Уменьшить if на единицу перейти к п.10
10. Возвратить эталон e4,1 из составного веса в класс , вернувшись к предыдущему составному весу на e4,1 меньшим. Вес эталонов использованных в цикле f =1 равен . Перейти к п. 11 (Э)

11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =2 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Так как выполнялся п.10 i(f)= 1 – 1=0 . Переходим к n.12 (I)

12. Проверяем условие P3,f ≡ f <  Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14 P3,3 ≡ 3 < 4 Условие выполняется перейти к п.13. (P3) 13. Увеличить f на единицу перейти к п.2 (F(f)) 2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i)) 3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для измерения в текущем цикле f =4 класс эталонов . Перейти к п.4 (E) 4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон = e6,1 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э) 5. Образуем составной эталон цикла f =4 такта if =1 Sf,i=32+1*1=33 где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до Sf-1 = S3 = 36. Перейти к п.6 (S) 6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9 P1,4,1 ≡ 34 > 33 так как условие выполняется переходим к п.7 (P1)

7. Проверяем условие P2,f,i ≡ if < qf если условие выполняется переходим к п.8, если нет – к.п.11. P2,4,1 ≡ 1 < 3 так как условие выполняется переходим к п.8 (P2) 8. Увеличить if на единицу перейти к п.3 (F(i)) 3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для измерения в текущем цикле f =4 класс эталонов . Перейти к п.4 (E) 4. Из выделенного класса в текущем такте if =2 извлекаем эталон = e6,2 для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э) 5. Образуем составной эталон цикла f =4 такта if =2 Sf,i=32+2*1=34 где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до Sf-1 = S1 = 34. Перейти к п.6 (S) 6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9 P1,4,2 ≡ 34 > 34 так как условие не выполняется переходим к п.9 (P1)
9. Уменьшить if на единицу перейти к п.10
10. Возвратить эталон e6,2 из составного веса в класс , вернувшись к предыдущему составному весу на e6,2 меньшим. Вес эталонов использованных в цикле f =4 равен . Перейти к п. 11 (Э)

11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =4 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Так как выполнялся п.10 i(f)= 2 – 1=1 . Переходим к n.12 (I)

12. Проверяем условие P3,f ≡ f <  Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14 P3,4 ≡ 4 < 4 Условие не выполняется перейти к п.14. (P3) 14. Закончить процесс измерения. (Я) I) Все значения суммы эталонов, использованных для уравновешивания L с выделением Sf , , , , , II) Результат проверки логических условий P2,f,i ≡ i < qf P3,f ≡ f <  P2,1,1 ≡ Л(1 < 1) P3,1 ≡ И(1 < 4) P3,2 ≡ И(2 < 4) P3,3 ≡ И(3 < 4) P2,4,1 ≡ И(1 < 3) P3,4 ≡ Л(4 < 4) 14) Итоги суммирования и проверки логических условий отражаем на графической процедуре измерения L. См. рис №4 15) Представим результат измерения в виде n=6 разрядного кода в двоичной системе счисления К = К2, К2, ... Ка,. .. К, где Кf имеет разрядность mf и Кf - двоичный код промежуточных разрядов К, равный двоичному числу if эталонов класса в цикле f ypaвновecивших LT. Так как в нашем задании n=6, то К - 6-разрядный код в двоичной системе счисления. В процессе последовательного уравновешивания (процедура измерения) у нас получилось всего 4 внешних цикла, f=4, поэтому К= К1, К2, К3, К4 . разность равная числу двоичных разрядов кода. при f =1 m1=j1 - j1-1 = 1-0 = 1 q1 = 21 – 1 = 1 при f =2 m2=j2 - j2-1 = 3-1 = 2 q2 = 22 – 1 = 3 при f =3 m3=j3 - j3-1 = 4-3 = 1 q3 = 21 – 1 = 1 при f =4 m4=j4 - j4-1 = 6-4 = 2 q4 = 22 – 1 = 3 где f ={1,2,3,4} n = 1 + 2 + 1 + 2= 6, где n - разрядность двоичного кодового эквивалента значения, измеряемого параметра L. Количество эталонов, пошедших на уравновешивание в каждом из 4-х циклов f1=1 f2=0 f3=0 f4=1 Теперь сводим всё выше приведенное вместе: m1=1 f1=1 K1=1 m2=2 f2=0 K2=00 m3=1 f3=0 K3=0 m4=2 f4=1 K4=01 Записываем конечный код в двоичной системе счисления Итак, конечный код в двоичной системе имеет вид: 1000012. Переводим 1000012 в десятичную систему счисления и получаем 33 (3310), что соответствует заданной величине L=34 мм с точностью х = l мм. 16) ЛСА - логическую схему алгоритма представляем в виде блок-схемы. Общий вид алгоритма использованного в п. 13 Обозначение оператором каждого из пунктов предписания даётся в конце пункта в круглых скобках. Начало. Переходим к п. 1 (А) 1. Положить f :=1. Перейти к п.2 (O(f)) 2. Положить if :=1. Перейти к п.3 (O(i)) 3. Из заданного подмножества E′ семейства E выделяем для измерения в текущем цикле f =1 класс эталонов . Перейти к п.4 (E) 4. Из выделенного класса в текущем такте if =1 извлекаем эталон для образования составного эталона и последующего уравновешивания выборки L. Перейти к п.5 (Э) 5. Образуем составной эталон цикла f =1 такта if =1 Sf,i=0+1*8=8 где - Sf-1 - сумма весов эталонов или вес составного эталонов или вес составного эталона используемых в уравновешивании L цикла f-1 c точностью до S0 = 0. Перейти к п.6 (S) 6. Проверяем условие если условие выполняется переходим к п.7, если нет – к.п.9 (P1) 7. Проверяем условие P2,f,i ≡ if < qf если условие выполняется переходим к п.8, если нет – к.п.11. (P2) 8. Увеличить if на единицу перейти к п.3 (F(i)) 9. Уменьшить if на единицу перейти к п.10 10. Возвратить эталон из составного веса в класс , вернувшись к предыдущему составному весу на меньшим. Перейти к п. 11 11. Произвести отсчет числа if эталонов класса в цикле f =1 уравновесивших L с точностью до . При этом i(f)= if = qf, если перед п.11 выполнялся п.7, и i(f)= if - 1 если перед пунктом 11 выполнялся n.10. Переходим к n.12 (I) 12. Проверяем условие P3,f ≡ f <  Если условие выполняется перейти к п.13. Если нет - к п.14 (P3) 13. Увеличить f на единицу перейти к п.2 (F(f)) 14. Закончить процесс измерения. (Я) Логическую схему измерительного алгоритма можно записать следующим образом: _ _ И1=AO9(f)O(i)EЭSP1P2F(i) F(i) ЭIP3F(f)  Я 1 2 3 4 2 3 4 5 1 5 Логическая схема алгоритма представлена в виде блок-схемы представлена на рис. №5


Скачиваний: 1
Просмотров: 0
Скачать реферат Заказать реферат