Файл: Курсовой проект по дисциплине Теория дискретных устройств на тему Синтез дискретного устройства управления напряжением в электротяговой сети.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 174
Скачиваний: 14
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
4(x1, x2, x3, x4) – то же на четырех зонах.
Схема ЛС2 должна формировать сигналы, задающие команду на повышение уровня напряжения на шинах подстанций. На вход схемы также подаются переменные x1, x2, x3, x4.
На выходе ЛС2 формируются логические функции, принимающие логическое значение LOG1 (требуется повышение напряжения) или LOG0 (не требуется повышение напряжения). При этом значение LOG1 используется для формирования команд:
F11=f5(x1, x2, x3, x4) – о включении на тяговой подстанции ТП1 первого выпрямительного агрегата на повышение уровня напряжения;
F12=f6(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП1 второго агрегата;
F21=f7(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП2 первого агрегата; F22=f8(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП2 второго агрегата;
F31=f9(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП3 первого агрегата;
F32=f10(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП3 второго агрегата;
F41=f11(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП4 первого агрегата;
F42=f12(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП4 второго агрегата;
F51=f13(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП5 первого агрегата;
F52=f14(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП5 второго агрегата.
Задача телесигнализации (оценка протяженности зоны пониженного напряжения):
Логические функции s1, s2, s3, s4 принимают значение LOG1 («1») тогда и только тогда, когда независимые переменные
x1, x2, x3, x4 принимают значение LOG1 («1») соответственно для одной применить x1, или x2, или x3, или x4; двух переменных x1, x2, или x2, x3, или x3, x4; для трех переменных x1, x2, x3 или x2, x3, x4; для четырех переменных x1, x2, x3, x4.
Задача телеуправления:
Логические функции Fij (F11, F12, F21, F22, F31, F32, F41, F42, F51, F52) принимают значение LOG1 («1») тогда и только тогда, когда возникает необходимость повышения напряжения на соответствующей зоне, отображаемой независимой переменной x1, или x2, или x3, или x4, принимающей значение LOG1 («1»). Функция повышения напряжения Fij принимает значение LOG1 («1»), если ее индексы i, j соответствуют номеру управляемого выпрямителя (j) на тяговых подстанциях, смежных с контролируемой зоной и соответствующим номером (i).
Таблицы 2 и 3 иллюстрируют пример составления таблиц истинности для телеуправления по словесному заданию логической функции (вариант трех межподстанционных зон).
Таблица 2 - Таблица истинности для задачи сигнализации
Таблица 3 - Таблица истинности для задачи телеуправления
Задача телесигнализации
Задача телеуправления
Структурные формулы имеют несложную структуру, поэтому для минимизации применяем метод алгебраических преобразований. В качестве базиса для примера примем функционально полный набор ЛЭ: ИЛИ – НЕ. Функции S1, S2, S3, S4 можно без упрощений преобразовать к базису ИЛИ – НЕ, для этого нужно дважды инвертировать логическое выражение, внести одно из отрицаний внутрь скобок (по формуле де Моргана) и записать полученное выражение в базисе ИЛИ-НЕ. Инверторы в базисе ИЛИ-НЕ реализуются подачей одного и того же сигнала на оба входа логического элемента. Таким образом для перевода сложного логического выражения в базис ИЛИ-НЕ надо для МКНФ записать выражение такого же вида, в котором все отрицания остаются при тех же аргументах функции, а все знаки & и заменяются стрелкой Пирса ↓.
Если какая-то из элементарных дизъюнкций представлена в МКНФ всего одной переменной, то при переходе в базис ИЛИ-НЕ эта переменная инвертируется
Задача телеуправления
Функция Fi,j после преобразований принимает простейший вид:
Функции тривиальны дальнейших преобразований не требуют.
Осуществляется в соответствии с правилом перехода от логических функций (ЛФ) к логическим схемам (ЛС): ЛС строится от входа к выходу в порядке выполнения логических операций, определяемом правилами алгебры логики, с применением ЛЭ (см. Приложение 3) и функциональных элементов комбинационных схем (см. Приложение 4).
Реализация схемы, в соответствии с преобразованными к базису ИЛИ-НЕ структурными формулами, приведена на рисунке 8.
Рисунок 8
Задача телеуправления
Реализовать получение сигналов при управлении на повышение напряжения на шинах подстанций для соответствующих зон можно разными простыми способами, например, используя по два последовательно включенных инвертора для каждой выходной функции. Но предпочтительно использовать простые программируемые логические матрицы (ПЛМ).
В рассматриваемом примере можно принять ПЛМ с четырьмя входами (х1,х2,х3,x4; s=4) и восьмью выходами (F12,F21,F22,F31,F32,F41,F42,F51;t=8) Условное графическое обозначение такой матрицы приведено на рисунке 9.
Схема ЛС2 должна формировать сигналы, задающие команду на повышение уровня напряжения на шинах подстанций. На вход схемы также подаются переменные x1, x2, x3, x4.
На выходе ЛС2 формируются логические функции, принимающие логическое значение LOG1 (требуется повышение напряжения) или LOG0 (не требуется повышение напряжения). При этом значение LOG1 используется для формирования команд:
F11=f5(x1, x2, x3, x4) – о включении на тяговой подстанции ТП1 первого выпрямительного агрегата на повышение уровня напряжения;
F12=f6(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП1 второго агрегата;
F21=f7(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП2 первого агрегата; F22=f8(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП2 второго агрегата;
F31=f9(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП3 первого агрегата;
F32=f10(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП3 второго агрегата;
F41=f11(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП4 первого агрегата;
F42=f12(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП4 второго агрегата;
F51=f13(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП5 первого агрегата;
F52=f14(x1, x2, x3, x4) – то же на ТП5 второго агрегата.
-
Формирование логической задачи (словесное задание логической функции)
Задача телесигнализации (оценка протяженности зоны пониженного напряжения):
Логические функции s1, s2, s3, s4 принимают значение LOG1 («1») тогда и только тогда, когда независимые переменные
x1, x2, x3, x4 принимают значение LOG1 («1») соответственно для одной применить x1, или x2, или x3, или x4; двух переменных x1, x2, или x2, x3, или x3, x4; для трех переменных x1, x2, x3 или x2, x3, x4; для четырех переменных x1, x2, x3, x4.
Задача телеуправления:
Логические функции Fij (F11, F12, F21, F22, F31, F32, F41, F42, F51, F52) принимают значение LOG1 («1») тогда и только тогда, когда возникает необходимость повышения напряжения на соответствующей зоне, отображаемой независимой переменной x1, или x2, или x3, или x4, принимающей значение LOG1 («1»). Функция повышения напряжения Fij принимает значение LOG1 («1»), если ее индексы i, j соответствуют номеру управляемого выпрямителя (j) на тяговых подстанциях, смежных с контролируемой зоной и соответствующим номером (i).
-
Составление таблицы истинности
Таблицы 2 и 3 иллюстрируют пример составления таблиц истинности для телеуправления по словесному заданию логической функции (вариант трех межподстанционных зон).
Таблица 2 - Таблица истинности для задачи сигнализации
| № | Набора независимых логических переменных | Логические функции | |||||||
| x4 | x3 | x2 | x1 | S1 | S2 | S3 | S4 | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 12 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 13 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 14 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | |
Таблица 3 - Таблица истинности для задачи телеуправления
| № | Набор независимых логических переменных | Логические функции | |||||||||||||
| x4 | x3 | x2 | x1 | F11 | F12 | F21 | F22 | F31 | F32 | F41 | F42 | F51 | F52 | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | |
| 12 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
| 13 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
| 14 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | |
-
Переход от таблиц истинности к структурным формулам
Задача телесигнализации
Задача телеуправления
-
Минимизация функций и преобразование к заданному логическому базису
Структурные формулы имеют несложную структуру, поэтому для минимизации применяем метод алгебраических преобразований. В качестве базиса для примера примем функционально полный набор ЛЭ: ИЛИ – НЕ. Функции S1, S2, S3, S4 можно без упрощений преобразовать к базису ИЛИ – НЕ, для этого нужно дважды инвертировать логическое выражение, внести одно из отрицаний внутрь скобок (по формуле де Моргана) и записать полученное выражение в базисе ИЛИ-НЕ. Инверторы в базисе ИЛИ-НЕ реализуются подачей одного и того же сигнала на оба входа логического элемента. Таким образом для перевода сложного логического выражения в базис ИЛИ-НЕ надо для МКНФ записать выражение такого же вида, в котором все отрицания остаются при тех же аргументах функции, а все знаки & и заменяются стрелкой Пирса ↓.
Если какая-то из элементарных дизъюнкций представлена в МКНФ всего одной переменной, то при переходе в базис ИЛИ-НЕ эта переменная инвертируется
Задача телеуправления
Функция Fi,j после преобразований принимает простейший вид:
Функции тривиальны дальнейших преобразований не требуют.
-
Переход от структурных формул к логическим
Осуществляется в соответствии с правилом перехода от логических функций (ЛФ) к логическим схемам (ЛС): ЛС строится от входа к выходу в порядке выполнения логических операций, определяемом правилами алгебры логики, с применением ЛЭ (см. Приложение 3) и функциональных элементов комбинационных схем (см. Приложение 4).
Реализация схемы, в соответствии с преобразованными к базису ИЛИ-НЕ структурными формулами, приведена на рисунке 8.
Рисунок 8
Задача телеуправления
Реализовать получение сигналов при управлении на повышение напряжения на шинах подстанций для соответствующих зон можно разными простыми способами, например, используя по два последовательно включенных инвертора для каждой выходной функции. Но предпочтительно использовать простые программируемые логические матрицы (ПЛМ).
В рассматриваемом примере можно принять ПЛМ с четырьмя входами (х1,х2,х3,x4; s=4) и восьмью выходами (F12,F21,F22,F31,F32,F41,F42,F51;t=8) Условное графическое обозначение такой матрицы приведено на рисунке 9.
-
КОНСТРУИРОВАНИЕ ЯЧЕЙКИ ДИСКРЕТНОГО УСТРОЙСТВА-
Выбор способа конструирования ячейки
-