71839

Алгоритм управления электродвигателем объекта

Курсовая

Математика и математический анализ

Разработать схему управления электрическим двигателем объекта, совершающего поступательное движение на рабочем участке. На границах рабочего участка движения установлены конечные выключатели, размыкающие при срабатывании цепь питания электродвигателя.

Русский

2014-11-13

143 KB

4 чел.

ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»        Факультет энергетики и систем управления                                                         Кафедра высшей математики и физико-математического моделирования

Курсовая работа

по дисциплине дискретная математика на тему:

«Алгоритм управления электродвигателем объекта»

Выполнил: студент группы АТР-131                                                                                                Сеченых  А. Ю.

Принял: доц. Купцов В. С.

Содержание

Воронеж 2013 г.

Условие задачи…………………………………………………………………………….3

Теоретическое введение………………………………………………………………..4-8

Решение………………………………………………………………………………...9-10

Заключение……………………………………………………………………………….11

Список литературы………………………………………………………………………12


Условие задачи

    Разработать схему управления электрическим двигателем объекта, совершающего поступательное движение на рабочем участке. На границах рабочего участка движения установлены конечные выключатели, размыкающие при срабатывании цепь питания электродвигателя. Орган правления: переключатель на три положения: "Влево-стоп-вправо".


Теоретическое введение:

Алгебра логики

Алгебра логики (алгебра высказываний)  — раздел математической логики, в котором изучаются логические операции над высказываниями. Чаще всего предполагается, что высказывания могут быть только истинными или ложными.

 Простое логическое выражение состоит из одного высказывания и не содержит логические операции. В простом логическом выражении возможно только два результата — либо «истина», либо «ложь».

 Сложное логическое выражение содержит высказывания, объединенные логическими операциями. По аналогии с понятием функции в алгебре сложное логическое выражение содержит аргументы, которыми являются высказывания.

 В качестве основных логических операций в сложных логических выражениях используются:

 отрицание;

 конъюнкция;

Úдизъюнкция;

→ импликация;

а также константы — логический ноль 0 и логическая единица 1.

 Отрицание (НЕ) — логическая операция над суждениями, результатом которой является суждение противоположное» исходному. Результатом операции «НЕ» является следующее:

• если исходное выражение истинно, то результат его отрицания будет ложным;

• если исходное выражение ложно, то результат его отрицания будет истинным.

 Для операции отрицания «НЕ» приняты следующие условные обозначения:

Не  А, Ā, not A, ¬А.

 Результат операции отрицания «НЕ» определяется следующей таблицей истинности:

А

Не А

0

1

1

0

 Результат операции отрицания истинен, когда исходное высказывание ложно, и наоборот.

 Конъюнкция (И) — логическая операция, по своему применению максимально приближенная к союзу «и». Результатом операции «И» является выражение, которое будет истинным тогда и только тогда, когда истинны оба исходных выражения.

 Применяемые обозначения: А и В, А Λ В, A  & B, A and B.

 Результат  операции «И»  определяется  следующей таблицей истинности:

.

А

В

А и В

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Дизъюнкция (ИЛИ) — логическая операция, по своему применению максимально приближённая к союзу «или» в смысле «или то, или это, или оба сразу».

 Результатом операции «ИЛИ» является выражение, которое будет истинным тогда и только тогда, когда истинно будет хотя бы одно из исходных выражений.

 Применяемые обозначения: А или В,    А V В,    A or B.

 Результат операции «ИЛИ» определяется следующей таблицей истинности:

 

А

В

А или В

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Результат операции «ИЛИ» истинен, когда истинно А, либо истинно В, либо истинно и А и В одновременно, и ложен тогда, когда аргументы А и В — ложны.

 Импликация (ЕСЛИ-ТО) —  логическая связка, по своему применению приближенная к союзам «еслито…». Эта операция связывает два простых логических выражения, из которых первое является условием, а второе — следствием из этого условия.

 Применяемые обозначения:

если А, то В; А влечет В; if A then В; А→ В.

 Таблица истинности:

А

В

А→В

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

 Результат операции следования (импликации) ложен только тогда, когда предпосылка А истинна, а заключение В (следствие) ложно.

Булева алгебра

Булевой алгеброй называется непустое множество А с двумя бинарными операциями  (аналог конъюнкции),  (аналог дизъюнкции), унарной операцией  (аналог отрицания) и двумя выделенными элементами: 0 (или Ложь) и 1 (или Истина) такими, что для всех a, b и c из множества A верны следующие аксиомы:

  1.  x y = y x
  2.  Ú y = y Ú x
  3.  Å y = y Å x
  4.  x  (y z) = (x y)  z
  5.  Ú (y Ú z) = (x Ú y) Ú z
  6.  Å (y Å z) = (x Å y) Å z
  7.  Ú (y z) = (x Ú y) (x Ú z)
  8.  x  (y Ú z) = (x y) Ú (x z)
  9.  ¬¬x = x
  10.  ¬(x y) = ¬x Ú ¬y
  11.  ¬(x Ú y) = ¬x ¬y
  12.   x x = x
  13.   x ¬x = 0
  14.   x  0 = 0
  15.   x  1 = x
  16.  Ú x = x
  17.  Ú ¬x = 1
  18.  Ú 0 = x
  19.  Ú 1 = 1
  20.  Å y = (x ¬y) Ú (¬x y)
  21.  É y = ¬x Ú y
  22.  º y = (x y) Ú (¬x ¬y)

В булевых алгебрах существуют двойственные утверждения, они либо одновременно верны, либо одновременно неверны. Именно, если в формуле, которая верна в некоторой булевой алгебре, поменять все конъюнкции на дизъюнкции, 0 на 1, ≤ на ≥ и наоборот, то получится формула, также истинная в этой булевой алгебре. Это следует из симметричности аксиом относительно таких замен. Можно доказать, что любая конечная булева алгебра изоморфна булевой алгебре всех подмножеств какого-то множества. Отсюда следует, что количество элементов в любой конечной булевой алгебре будет степенью двойки.

Булева функция

Булевой функцией от n аргументов называется функция f из n-ой степени множества { 0, 1 } в множество { 0, 1 }.

Булева константа — это индивидная константа с областью значений {0;1}. Таким образом, существуют две булевы константы: 0 и 1. По определению принимается, что каждая булева константа есть также булева функция от 0 переменных (что вполне аналогично определению нульарной операции).

Булева функция задаётся конечным набором значений, что позволяет представить её в виде таблицы истинности, например:

x1

x2

xn-1

xn

f(x1,x2,…,xn)

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

Суперпозиция (сложная функция) — это функция, полученная из некоторого множества функций путем подстановки одной функции в другую или отождествления переменных.

Конъюнкти́вная норма́льная фо́рма (КНФ) в булевой логике — нормальная форма, в которой булева формула имеет вид конъюнкции дизъюнкций литералов.

Совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ) — это такая КНФ, которая удовлетворяет трём условиям:

  •  в ней нет одинаковых элементарных дизъюнкций
  •  в каждой дизъюнкции нет одинаковых пропозициональных переменных
  •  каждая элементарная дизъюнкция содержит каждую пропозициональную букву из входящих в данную КНФ пропозициональных букв.

Дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ) в булевой логике  нормальная форма, в которой булева формула имеет вид дизъюнкции конъюнкций литералов.  

Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ) — это такая ДНФ, которая удовлетворяет трём условиям:

  •  в ней нет одинаковых элементарных конъюнкций
  •  в каждой конъюнкции нет одинаковых пропозициональных букв
  •  каждая элементарная конъюнкция содержит каждую пропозициональную букву из входящих в данную ДНФ пропозициональных букв, причём в одинаковом порядке.

Для любой функции алгебры логики существует своя СДНФ, причём единственная.


Решение задачи:

 

            Пусть:

S1 - переключатель «влево»;

S2 - переключатель «вправо»;

K1 - размыкающий конечный выключатель при движении «влево»;

K2 - размыкающий конечный выключатель при движении «вправо»;

Y1 – двигатель движется «влево»;

Y2 - двигатель движется «вправо»;

 Составим таблицу истинности:

S1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

S2

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

K1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

K2

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

Y1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

Y2

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

       Используя метод СДНФ  и, выбирая «1»,  получим:

S1

0

0

1

1

S2

1

1

0

0

K1

0

1

1

1

K2

1

1

0

1

Y1

0

0

1

1

Y2

1

1

0

0

Для каждой операции получим следующие выражения: ¬ Ú

Y1=S1¬S2∧K1∧¬K2ÚS1¬S2∧K1∧K2=S1 ¬S2 K1 ∧ (¬K2ÚK2) =S1¬S2∧K1∧1= S1¬S2∧K1

S1

1

1

S2

0

0

K1

1

1

K2

0

1

¬S2

1

1

S1¬S2

1

1

S1¬S2K1

1

1

Y2= ¬S1S2¬K1K2Ú¬S1S2K1K2= ¬S1S2K2 (¬K1ÚK1) = ¬S1S2K2∧1= ¬S1S2K2

S1

0

0

S2

1

1

K1

0

1

K2

1

1

¬S1

1

1

¬S1S2

1

1

¬S1S2K2

1

1

Заключение:

 В процессе написания курсовой работы по дискретной математике я разработал схему управления электродвигателем, который совершает поступательное движение на рабочем участке, а именно перемещается влево и вправо. Освоил булевы функции и алгебру логики. Cпомощью метода СДНФ я минимизировал получившиеся булевы функции, которые были получены из таблицы истинности. В конечном итоге для каждой команды мы получили нижеперечисленные  уравнения:

  1.  Y1= S1¬S2∧K1

  1.  Y2=¬S1S2K2


Список литературы

  •  Кузнецов О. П., Адельсон-Вельский Г. М. Дискретная математика для инженера. — М.: Энергия, 1980
  •  Ю.И. Галушкина, А.Н. Марьямов: Конспект лекций по дискретной математике - 2-е изд., испр. - М.: Айрис-пресс, 2008.
  •  Гаврилов Г. П., Сапоженко А. А. Сборник задач по дискретной математике. — М.: Наука, 1969.
  •  Л.В. Балабко. Дискретная математика.  Алгебра логики  (Алгебра высказываний ): методические  указания к выполнению самостоятельных и контрольных работ.
  •  Нефедов В.Н., Осипова В.А. Курс дискретной математики. – М.: Издательство МАИ, 1992.

PAGE   \* MERGEFORMAT12


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

16293. Исследование работы оперативно запоминающего устройства 79 KB
  Лабораторная работа №12 Тема: Исследование работы оперативно запоминающего устройства. Цель работы: Исследовать работу оперативно запоминающего устройства с помощью программы EWB. Оборудование: IBM PC. Программное обеспечение: WINDOWS EWB Вопросы для повторения: 1. К...
16294. Конструкция регистрирующего органа и схему управления координат 613.48 KB
  Лабораторная работа N7 Задание: Предложить 2х координатный регистрирующий прибор. Дать конструкцию регистрирующего органа и схему управления координат. Решение: Предлагаю следующее: Принцип действия следующий. Чертеж в программе на ПК разбивается на отрезки к...
16295. Функції в РНР 91 KB
  Лабораторна работа №3 Функції Мета роботи: ознайомитися з синтаксисом опису функцій РНР. Теоретичні відомості По синтаксису опис функцій РНР досить близький до ідеальної концепції... Ось декілька основних достоїнств цієї концепції: ви можете використов...
16296. Установка Apache, PHP, MySQL 58.33 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Установка Apache PHP MySQL Принципы работы Интернета Протоколы передачи данных Как и любая компьютерная сеть Интернет основан на множестве компьютеров соединенных друг с другом проводами через спутниковый канал связи и т. д. Однако как...
16297. Объектно-ориентированное программирование на РНР 44.84 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8 Объектноориентированное программирование на РНР PHP и ООП. Хотя РНР обладает общими объектноориентированными возможностями он не является полноценным ООязыком например таким как C или Java. В частности в РНР не поддерживаются следующие объ...
16298. Функции работы со строками 21.04 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6 Функции работы со строками Функции отрезания пробелов string trimstring stВозвращает копию st только с удаленными ведущими и концевыми пробельными символами. string ltrimstring stВозвращает копию st только с удаленными пробелами в начале строки. st...
16299. РАБОТА С ФАЙЛАМИ в РНР 41.9 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 РАБОТА С ФАЙЛАМИ В большинстве случаев включая и пример рассмотренный в предыдущей лабораторной работе данные необходимо сохранять и загружать для последующего использования. Рассмотрим как созданную в примере к предыдущей лабораторной р
16300. Многократное использование кода в PHP 85.48 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5 Многократное использование кода 1. Использование оператора requireОператор require позволяет нам разбить текст программы на несколько файлов. Его формат такой:require имя_файла;При запуске именно при запуске а не при исполнении программы ин
16301. Институт правоотношений между родителями и детьми по семейному законодательству РФ 434.5 KB
  Рассмотреть понятие и сущность правоотношений как правового института, Проанализировать сущность и значение семьи и семейных правоотношений, Изучить особенности, структуру и содержание правоотношений между родителями и детьми. Выявить основания возникновения и прекращения правоотношений между детьми и родителями...