"Синтез управляющего автомата модели LEGO транспортной тележки и моделирование ее движения"

Кубанский государственный технологический университет

Кафедра автоматизации технологических процессов

Задание на контрольную работу

По дисциплине “Автоматизированное управление дискретными процессами” для студентов заочной формы обучения специальности 21.01 — “Автоматика и управление в технических системах” на тему: “Синтез управляющего автомата модели LEGO — “транспортная тележка” и моделирование её движения вдоль трассы”

Выдано:

Аспирантом каф. АПП 06.09.99 /Напылов Р.Н./

студенту гр. ____________ /____________/

Краснодар 1999

Исходные данные

1 Управляемый процесс — движение модели LEGO транспортной тележки вдоль заданной траектории в виде белой полосы. Ориентация тележки относительно трассы регулируется датчиками контраста.

2 Условная схема транспортной тележки приводится на рисунке 1.1. Тележка движется за счёт заднего привода, создающего постоянное тягловое усилие
[pic]. Вращение переднего колеса тележки осуществляется с помощью реверсивного поворотного двигателя, отрабатывающего с постоянной угловой скоростью [pic], где [pic] — угол поворота переднего колеса (рисунок 1.1)

3 Транспортная тележка, как объект управления имеет систему дискретных входных и выходных сигналов, структурно представленную на рисунке 1.2.
Кодировка указанных сигналов следующая:

Таблица 1.1 – Кодировка управляющих сигналов

|Разряд | |
|сигнала |Управляющее действие |
|X | |
|X0 |1 – двигатель тележки включен |
| |0 – двигатель тележки выключен |
|X1 |1 – поворотный двигатель отрабатывает влево |
| |0 – двигатель влево не отрабатывает |
|X2 |1 – поворотный двигатель отрабатывает вправо |
| |0 – двигатель вправо не отрабатывает |

Таблица 1.2 – Кодировка выходных сигналов

|Разряд | |
|сигнала |Событие |
|Y | |
|Y0 |1 – левый датчик над светлой точкой трассы |
| |0 – левый датчик над тёмной точкой трассы |
|Y1 |1 – правый датчик над светлой точкой трассы |
| |0 – правый датчик над тёмной точкой трассы |

Сигналы Y используются в качестве обратной связи управляющего автомата. По изменению этих сигналов возможно судить о текущем положении тележки относительно белой полосы трассы. Сигналы X вырабатываются управляющим автоматом в зависимости от поведения во времени сигналов Y так, что бы обеспечить совпадение траекторий движения тележки и трассы.

4 Решение о подачи питания на задний привод тележки и, расположенный на ней, управляющий автомат принимает внешний оператор. Поэтому, исходным состоянием тележки является активность двигателя привода. В этом случае задача управляющего автомата состоит только в обеспечении движения тележки вдоль трассы.

5 Допущения, делаемые при рассмотрении управляемой тележки в динамике:

тягловое усилие [pic] постоянное; приведённая сила трения [pic] пропорциональна линейной скорости движения тележки; сила трения [pic], подменяющая реакцию [pic] в момент, когда [pic]
(переднее колесо проскальзывает), постоянна и пропорциональна массе тележки; сила трения [pic], подменяющая реакцию [pic] в момент, когда [pic] (тележку заносит), также постоянна и пропорциональна массе тележки; масса тележки [pic] и её момент инерции [pic] относительно центра масс связаны зависимостью: [pic], как если бы вся масса тележки была сосредоточена в стержне [pic] (рисунок 1.1).

Основное задание

1 Сформировать модель управляющего автомата в форме таблицы переходов и выходов автомата Милли, предварительно составив список его возможных состояний и перекодировав входной алфавит автомата во множество многозначной логики (Y - четырёхзначное);

2 Минимизировать, в случае возможности, таблицу переходов и выходов автомата Милли;

3 Составить алгебрологические выражения функции переходов и функции выходов минимизированного автомата, используя только двоичное представление входных и выходных сигналов;