Анализ математических моделей автоматов Мили и Мура для симметричных сетей 0,4 кВ | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №5 (16) май 2010 г.

Статья просмотрена: 170 раз

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. — URL https://moluch.ru/archive/16/1483/ (дата обращения: 20.10.2018).

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): Мура, автоматический контроль изоляции, логическое условие, микропроцессорное устройство, управляющий микропрограммный автомат, диаграмма выходных сигналов, диаграмма состояний элементов памяти, результат моделирования, диаграмма, автомат Мили.


Похожие статьи

Применение автомата Мура для решения элементарных...

Принцип микропрограммного управления допускает, что

Основные термины (генерируются автоматически): Мура, операционный автомат, i-го бита, данные, жесткая логика, загрузка результатов, автомат, регистр памяти, структурная схема, управляющий автомат.

Редактор диаграмм состояний гибридных систем для среды...

Основными элементами диаграммы будем считать начальное состояние, состояние, составное состояние и условие перехода.

Элемент состояния на диаграмме соответствует некоторому качественному состоянию моделируемой системы и изображается...

Применение автомата Мили для решения элементарных...

Синтез автомата Мили слегка отличается [1] от синтеза автомата Мура: входные сигналы являются не только функциями состояний, но и логических

После определения функций возбуждения памяти необходимо составить уравнения выходных сигналов в заданном базисе

Сравнение быстродействия и помехоустойчивости ТТЛ...

Характеристики элементов схемы моделирования.

Результаты моделирования представлены на рис. 6 (б).

Основные термины (генерируются автоматически): PSPICE, схема моделирования, логический нуль, управляющий вход А, передаточная...

Подход к моделированию процессов функционирования систем...

Сходство, присущее всем методам моделирования процессов и систем, DFD- и IDEF0-диаграмм

Формирование подходов к моделированию авиационных газотурбинных двигателей совместно с элементами систем автоматического управления, контроля и...

Имитационная модель цифрового датчика давления

Состав этого множества, а также множества выходных сигналов диктуется требованиями к датчику.

Рисунок12 – Stateflow-диаграмма состояния измерений. Рисунок13 – Stateflow-диаграммы состояний приема и анализа команд.

Проектирование релейной защиты понижающей подстанции...

Для своевременной фиксации превышения аварийных значений используется метод расчета «уставок» в каждом микропроцессорном устройстве [1].

Рис. 5. Временная диаграмма тока полного времени моделирования.

Программно-аппаратный комплекс регистрации пользователей...

На основе диаграммы функций и потоков данных была построена компонентная диаграмма, её результаты представлены на рисунке 2

Вычислительные ресурсы, обладающие своей памятью и сервисами для выполнения программного обеспечения, являются узлами устройств.

Математическое моделирование импульсных преобразователей...

В этом случае коммутирующее устройства КУ на вход ШИМ-компаратора подает сигнал после регулятора α2, что приводит к резкому изменению

Рис. 4. Временные диаграммы выходного напряжения при α1=10: а) в области П3,1 при Rн=40 Ом; б) в области П1,2 при Rн=Ом.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Применение автомата Мура для решения элементарных...

Принцип микропрограммного управления допускает, что

Основные термины (генерируются автоматически): Мура, операционный автомат, i-го бита, данные, жесткая логика, загрузка результатов, автомат, регистр памяти, структурная схема, управляющий автомат.

Редактор диаграмм состояний гибридных систем для среды...

Основными элементами диаграммы будем считать начальное состояние, состояние, составное состояние и условие перехода.

Элемент состояния на диаграмме соответствует некоторому качественному состоянию моделируемой системы и изображается...

Применение автомата Мили для решения элементарных...

Синтез автомата Мили слегка отличается [1] от синтеза автомата Мура: входные сигналы являются не только функциями состояний, но и логических

После определения функций возбуждения памяти необходимо составить уравнения выходных сигналов в заданном базисе

Сравнение быстродействия и помехоустойчивости ТТЛ...

Характеристики элементов схемы моделирования.

Результаты моделирования представлены на рис. 6 (б).

Основные термины (генерируются автоматически): PSPICE, схема моделирования, логический нуль, управляющий вход А, передаточная...

Подход к моделированию процессов функционирования систем...

Сходство, присущее всем методам моделирования процессов и систем, DFD- и IDEF0-диаграмм

Формирование подходов к моделированию авиационных газотурбинных двигателей совместно с элементами систем автоматического управления, контроля и...

Имитационная модель цифрового датчика давления

Состав этого множества, а также множества выходных сигналов диктуется требованиями к датчику.

Рисунок12 – Stateflow-диаграмма состояния измерений. Рисунок13 – Stateflow-диаграммы состояний приема и анализа команд.

Проектирование релейной защиты понижающей подстанции...

Для своевременной фиксации превышения аварийных значений используется метод расчета «уставок» в каждом микропроцессорном устройстве [1].

Рис. 5. Временная диаграмма тока полного времени моделирования.

Программно-аппаратный комплекс регистрации пользователей...

На основе диаграммы функций и потоков данных была построена компонентная диаграмма, её результаты представлены на рисунке 2

Вычислительные ресурсы, обладающие своей памятью и сервисами для выполнения программного обеспечения, являются узлами устройств.

Математическое моделирование импульсных преобразователей...

В этом случае коммутирующее устройства КУ на вход ШИМ-компаратора подает сигнал после регулятора α2, что приводит к резкому изменению

Рис. 4. Временные диаграммы выходного напряжения при α1=10: а) в области П3,1 при Rн=40 Ом; б) в области П1,2 при Rн=Ом.

Задать вопрос