Наука и образование

Структурный синтез однотактных ДСУ

Структурный синтез однотактных ДСУ: В однотактных ДСУ выходные сигналы логического устройства однозначно определяются комбинацией входных сигналов и не зависят от предшествующих состояний входов и выходов. По этой причине однотактные системы называют "автоматами без памяти" или избирательными системами с произвольным следованием тактов.

Примерами однотактных ДСУ могут служить системы контрольно-сортировочных автоматов, распределительных конвейеров, адресных устройств. Логическую часть однотактной ДСУ можно представить в виде логического многополюсника, на входы которого подаются сигналы, а на выходах образуются сигналы. Задача структурного синтеза - определить логические связи между входными и выходными сигналами и реализовать их имеющимися техническими средствами. Естественно, задачу нужно решить так, чтобы требуемые условия работы ДСУ обеспечивались минимумом аппаратуры.

Условия работы однотактной ДСУ обычно задают в виде таблицы состояний, где записывают значения каждого выходного сигнала при всех возможных комбинациях входных. При этом как входные, так и выходные сигналы могут иметь одно из двух значений - 1 или 0. Состояние входов, при котором данный выходной сигнал действителен (т. е. равен единице), называется обязательным для данного выхода. Состояние входов, при котором выходной сигнал ложен (т. е. равен нулю), называется запрещенным. Состояние входов, при котором значение данного выхода не играет роли и может быть любым из двух возможных, называется условным.

Условные состояния отмечают в таблице прочерками. К ним относятся неиспользуемые, безразличные и излишние обязательные состояния. Неиспользуемыми называются такие состояния входных сигналов, которые в данных условиях работы ДСУ не имеют места. К безразличным относятся состояния входов, для которых любое значение данного выходного сигнала не нарушит условий работы системы. Излишними обязательными называют состояния, в которых дублируются заведомо действительные выходные сигналы.

Далее будет показано, что условные состояния позволяют минимизировать уравнения выходных сигналов, упростить структуру ДСУ и количество логических элементов в схеме. Поэтому выявление их при анализе условий работы системы - один из важных этапов структурного синтеза. Используя таблицу состояний, для каждого выходного сигнала можно составить уравнение, устанавливающее его зависимость от входных сигналов.

СДНФ представляет собой логическую сумму (дизъюнкцию) всех конституент единицы для данного выходного сигнала. Конституента единицы - логическое произведение всех входных сигналов для состояния, при котором данный выходной сигнал принимает действительное значение. Произведение должно быть равным единице при подстановке значений входных сигналов, соответствующих этому состоянию, и принимать нулевое значение для любых других вариантов.
Читать дальше...

Минимизация логических функций

Минимизация логических функций при помощи матриц Карно: при ее построении следует стремиться к квадратной или близкой к квадратной форме, что облегчает последующие действия. По сторонам матрицы распределяют переменные и так, чтобы каждая ее клетка соответствовала полному набору всех переменных, произведение которых должно давать на данном наборе действительное значение функции и нули на всех других наборах.

При распределении переменных нужно выдерживать принцип соседности: рядом стоящие клетки должны быть соседними, т. е. отличаться значением только одной переменной. Кроме того, соседними должны быть клетки, расположенные симметрично относительно главных, половинных, четвертинных и т. д. осей матрицы.

Так, соответствует набору, и произведение переменных при этих их значениях равно единице. Клетка является соседней с рядом стоящими клетками, а также с клеткой, расположенной симметрично относительно главной оси матрицы. Принцип соседности обеспечивается соответствующим чередованием комбинаций переменных, распределенных по каждой стороне матрицы. Например, для переменных которые распределены по вертикальной стороне матрицы, комбинации значений этих переменных следуют в порядке.

Если распределяются по одной стороне три переменные, то комбинации их значений составляют следующий ряд. Матрицу Карно строят отдельно для каждого выходного сигнала и заполняют не произведениями переменных, а значениями выходного сигнала для каждого из наборов входных сигналов. Как и в таблицу состояний, в клетки матрицы записывают обязательные, запрещенные и условные состояния.

Для минимизации функции, заданной в виде матрицы Карно, объединяют (склеивают) клетки, содержащие единицы или прочерки. Чем больше обязательных состояний охватывается одним объединением, тем меньше членов в конечном уравнении. Чем больше клеток входит в объединение, тем больше переменных исключается из данного члена конечного уравнения. Объединяют только соседние клетки, соседние пары клеток и т.д. Объединение двух клеток исключает одну переменную, двух пар клеток - две переменные, четырех пар - три переменные и т.д.

Исключаемые переменные определяют по простому правилу: если для клеток, охваченных объединением, значения данной переменной меняются, то функция от нее не зависит и переменную следует исключить. В качестве примера минимизируем с помощью матриц Карно уравнения выходных сигналов заданных таблицей состояний. В первом случае объединены нижние две клетки (показано штриховой линией). Без учета объединения уравнение для можно записать в виде СДНФ.

Но поскольку клетка с обязательным состоянием объединена с соседней клеткой с условным состоянием, что равносильно замене прочерка единицей и последующему склеиванию, то из уравнения исключается переменная которая для объединенных клеток имеет значения 0 и 1, что не влияет на значение, Следовательно,. Аналогично по матрице для выходного сигнала найдем и после исключения , значение которого меняется при постоянном значении, получим. Результаты совпадают с полученными ранее.
Читать дальше...

Расчет колебаний гусеничного трактора

Расчеты автора применительно к гусеничному трактору класса 3,0 тс показали, что колебания в трансмиссии не оказывают существенного влияния на колебания остова.

Влияние колебаний остова на колебания трансмиссии более значительно, поэтому его желательно учитывать. Решение этого уравнения выполняется любым из численных методов. Однако можно предложить специальный приближенный способ, который в данном случае позволяет решить характеристическое уравнение достаточно просто. Способ основан на предположении малости затухания в системе.

Такое предположение допустимо, так как коэффициент апериодичности я в рассматриваемых системах подрессоривания тракторов обычно не превышает 0,25-0,35. В этом случае следует предположить, что корни характеристического уравнения будут комплексными, причем отрицательные вещественные части этих корней невелики по сравнению с мнимыми. Решение выполняем методом последовательных приближений.

В первом приближении принимаем затухание в системе равным нулю. Рассмотрим расчет колебаний остова трактора при проезде единичной неровности синусоидальной формы и при движении по случайному микропрофилю пути. При этом рассмотрим двух опорную подвеску, которая в основном применяется на тракторах. Вывод расчетных зависимостей сделан таким образом, чтобы была ясна методика обобщения результатов для многоопорной машины.

При расчете системы на единичное воздействие предполагаем в соответствии с принципом независимости действия сил, что единичная неровность действует только на первую упругую опору, и определяем реакцию системы в этом случае. Затем производим аналогичные вычисления, считая, что единичная неровность действует только на вторую упругую опору. Выполнив аналогичные случаю операции, найдем ускорения точек остова при воздействии только на вторую опору. Расчетные формулы для вычисления ускорений могут быть получены из уравнений, если положить.

Если трактор имеет кареточную ходовую часть, то воздействие в виде синусоидальной неровности влияет сперва на каретку, а затем уже на упругие опоры. Определим преобразованное кареткой синусоидальное воздействие. В зависимости от расположения катков каретки на неровности (передний, задний или оба вместе) используется та или иная формула для воздействия и расчет ведется последовательно по этапам. Аналогично могут быть приведены к гармоническому воздействию перемещения в двойной каретке.

Взаимодействие жесткого опорного механизма ходовой системы с неровностью подробно рассмотрено в работе. Поскольку исследование выполнено для всех фаз движения трактора по неровности, расчетные формулы оказались громоздкими. Упростим методику расчета за счет введения ряда предположений. Будем различать два вида неровностей: короткие и длинные. Считаем, что длинные неровности тележка полностью копирует.

Тогда расчет переезда длинной неровности ничем не отличается от расчета движения трактора с индивидуальным подрессориванием каждого катка. Иначе обстоит дело при переезде короткой неровности. В этом случае уже нельзя полагать, что тележка копирует неровность. Начало подъема нижних точек упругих опор начинается не с момента наезда ими на неровность, а раньше, когда на неровность наезжает тележка.
Читать далее