Библиографическое описание:

Исабеков Ж. Б., Утегулов Б. Б. Анализ математических моделей автоматов Мили и Мура для симметричных сетей 0,4 кВ // Молодой ученый. — 2010. — №5. Т.1. — С. 53-57.

Необходимость непрерывного автоматического контроля изоляции в симметричных сетях 0,4 кВ обусловливается повышением надежности работы электроустановок и электроснабжения потребителей в целом. В соответствии с этим, была разработана программная реализация математических моделей автоматов Мили и Мура для точного и автоматического определения параметров изоляции.

В процессе моделирования разрабатываемого микропроцессорного устройства автоматического контроля изоляции в симметричных сетях 0,4 кВ строятся временные диаграммы работы его функциональных блоков и решаются следующие основные задачи:

 – проверка правильности логической структуры разрабатываемого устройства;

 – сравнение характеристик различных вариантов логических схем;

 – выявление явления состязаний и риска сбоя в логических схемах.

Анализ математической модели есть эффективный инструмент, который может использоваться для предсказания поведения системы и сравнения получаемых результатов. Таким образом, моделирование позволяет логически путем прогнозировать последствия различных действий и достаточно уверенно с высокой вероятностью достоверности указывать какому из вариантов следует отдать предпочтение [1].

Данная модель представляет собой программный продукт, который разработан на универсальном языке программирования Delphi.

Для осуществления моделирования принимаются следующие начальные параметры: период импульса синхронизации элементов памяти – 1 секунда эталонного машинного времени;  время моделирования 10 секунд эталонного машинного времени для управляющего микропрограммного автомата УМА Мили [2] и 11 секунд эталонного машинного времени для УМА Мура по числу состояний в графах соответствующих автоматов; метод моделирования – дискретный с фиксированным шагом; размер шага моделирования – фиксированный, автоматический; режим автоматический; для имитирования входных сигналов используются блоки единичного перепада сигнала в заданное время; для отображения результатов моделирования используются диаграммы; моделирование осуществляется при выполнении и невыполнении логического условия Х1 (наличие напряжения в электрической сети).

Внешний вид окна программы УМА Мили устройства микропроцессорного устройства автоматического контроля изоляции в сетях 0,4 кВ представлен на рис.1, который иллюстрирует процесс его моделирования [2].

 

Рис.1. – Окно программы УМА Мили устройства микропроцессорного устройства автоматического контроля изоляции в сетях 0,4 кВ

 

При выполнении логического условия Х1 (наличие напряжения в электрической сети) в результате моделирования получены следующие диаграммы (рис.2): диаграмма выходных сигналов (микрокоманд); диаграмма входных сигналов (логических условий); диаграмма состояний элементов памяти (D-триггеров).

При невыполнении логического условия Х1 в результате моделирования получены следующие диаграммы (рис.3): диаграмма выходных сигналов (микрокоманд); диаграмма входных сигналов (логических условий); диаграмма состояний элементов памяти (D-триггеров).

Логическая схема и граф модели УМА Мура данного устройства представлены на рис. 4, иллюстрирует процесс моделирования управляющего микропрограммного автомата Мура. При выполнении логического условия Х1 в результате моделирования получены следующие диаграммы (рис. 5): диаграмма выходных сигналов (микрокоманд); диаграмма входных сигналов (логических условий); диаграмма состояний элементов памяти (D-триггеров).

Рис. 2. Диаграммы модели УМА Мили при выполнении условия Х1.

 

Рис. 3 – Диаграммы модели УМА Мили при невыполнении условия Х1.

Рис. 4. Окно программы УМА Мура устройства микропроцессорного устройства автоматического контроля изоляции в сетях 0,4 кВ

 

Рис. 5. Диаграмма входных сигналов модели УМА Мура при выполнении условия Х1.

 

Рис. 6. Диаграммы модели УМА Мура при невыполнении условия Х1.

 

При невыполнении логического условия Х1 в результате моделирования получены следующие диаграммы (рис. 6): диаграмма выходных сигналов (микрокоманд); диаграмма входных сигналов (логических условий); диаграмма состояний элементов памяти (D-триггеров).

На диаграммах выходных сигналов моделей управляющего микропрограммного автомата Мили и Мура показан ступенчатый переход от одной микрокоманды к последующей согласно графу автомата при выполнении логических условий. При невыполнении условия Х1 (отсутствие напряжения в электрической сети) происходит переход к микрокоманде Y10 (отсчет заданного интервала измерения), что показывает безошибочную работу разработанных моделей управляющих микропрограммных автоматов Мили и Мура данного устройства. Диаграммы состояний элементов памяти моделей управляющего микропрограммного автомата Мили и Мура соответствуют кодам состояний данных автоматов.

Из диаграмм выходных сигналов моделей управляющего микропрограммного автомата Мили и Мура следует, что выходные сигналы автомата Мура вырабатывается с задержкой на один такт, чем в автомате Мили. Это объясняется различием данных моделей, заключающемся в том, что в автомате Мили выходной сигнал возникает одновременно с вызывающим его входным сигналом, а в автомате Мура - с задержкой на один такт. Таким образом, выходной сигнал оказывается зависящим от входного сигнала в предыдущий момент времени. Учитывая вышеперечисленные отличия в качестве основной математической модели микропроцессорного устройства автоматического контроля изоляции в сетях 0,4 кВ, принимается за основу автомат Мили.

Таким образом, была разработана программная реализация моделей автоматов Мили и Мура для симметричных сетей 0,4 кВ, позволяющие автоматически определять и контролировать параметры изоляции на городских предприятиях, повышая тем самым электробезопасность и надежность их работы.

 

Литература:

1.      Е.С. Аскаров. О научной работе. Руководство для аспирантов, соискателей и магистров. Учебное пособие. Алматы 2002.

2.      Статья в международной научной конференции «Разработка управляющего микропрограммного автомата Мили устройства автоматического контроля состоянии изоляции в симметричных сетях напряжением 0,4 кВ» г. Омск 2009.

Основные термины (генерируются автоматически): условия Х1, управляющего микропрограммного автомата, автоматического контроля изоляции, устройства автоматического контроля, диаграмма входных сигналов, диаграмма выходных сигналов, логического условия Х1, микропроцессорного устройства автоматического, УМА Мили, микропрограммного автомата Мили, диаграмма состояний элементов, УМА Мура, состояний элементов памяти, моделей автоматов Мили, модели УМА Мура, Мили устройства, УМА Мили устройства, невыполнении логического условия, модели УМА Мили, Мили устройства микропроцессорного.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle