Конспект лекций




НазваниеКонспект лекций
страница5/16
Дата публикации30.01.2014
Размер1.98 Mb.
ТипКонспект
zadocs.ru > Информатика > Конспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

^ 2.3 Система ЧПУ и объект управления как функциональный автомат
Функциональный автомат (ФА) представляет собой совокупность управляющего автомата (УА) и операционного автомата (ОА). Структурная схема функционального автомата представлена на рисунке 2.4.

Входные сигналы управления ФА представляют собой входной код, выходные сигналы ФА - выходной код. Функциональный автомат, таким образом, осуществляет преобразование одного кода в другой код, т.е. трансляцию.


^ Рисунок 2.4 - Структурная схема функционального автомата
Трансляция может быть организована двумя типами процессов: компиляцией, когда вся информация вводится, осмысливается и превращается в другой язык (как перевод текста), или интерпретацией, когда перевод на другой язык осуществляется порциями (фразами) в меру поступления информации. В цифровых системах управления применяется интерпретация.

Структура интерпретатора показана на рисунке 2.5.


Рисунок 2.5 - Структурная схема интерпретатора
Управляющая программа автомата, написанная на некотором входном языке, сканируется с целью определения принадлежности лексических переменных (лексем), которые вводятся в систему, принятому в данной системе алфавиту. Все допустимые во введенной программе символы упаковываются в специальные таблицы и обеспечиваются соответствующим адресом - кодом сканера.

Код сканера позволяет восстановить или распределить введенную информацию при проведении синтаксического анализа, когда определяется правильность структуры кадра, а также при проведении семантического анализа, когда определяется содержание задачи. Сформированные при этом корректные фразы поступают на генератор выходного кода, который формирует с помощью операционного автомата сигналы управления объектом.

^ 2.4 Языки программирования и управление систем ЧПУ
В системах ЧПУ используются три языка:

  • язык задач - кнопки, переключатели и регуляторы пульта оператора;

  • язык заданий - стандартная система кодирования ISO-7bit управляющей программы;

  • язык дисплея - сообщения, которые выдаются оператору (тексты, графики, цифры, символы и т.п.).

Язык задач пульта оператора и язык дисплея (человеко-машинный интерфейс) должны обеспечить запуск и останов системы, выбор режима работы, оперативное управление, отображение состояния процесса. Все клавиши должны иметь прямую или условную пометку, а также индикацию включения.

Язык заданий – это символы и построенные из них фразы, используемые для автоматического управления по программе. Символы имеют определенное значение (ГОСТ 20999-83), программа должна иметь название, а также содержать обозначение начала и конца. Структурно она делится на главы (:) и кадры (N).

Функции ЧПУ разделяются на стандартные, технологические, геометрические и знаков. Символы, буквы и цифры, которые образуют конкретную функцию, называются терминалами языка. Все терминалы делятся на шесть классов:

  1. Стандартные функции (SF): G, M.

  2. Цифры (DIGIT): 0..9.

  3. Технологические функции (TECHNF): N, F, S, T, L, H, %, LF, / (N - номер кадра, F - функция подачи, S - функция скорости привода главного движения, T - функция позиции инструмента, % - начало программы, LF - конец кадра).

  4. Геометрические функции (GEOMF): [X, Y, Z] - первичные координаты, [I, J, K] - координаты начала движения, [P,Q] - вторичные координаты, [U,V,W] - третичные координаты, [A,B,C] - угловые координаты.

  5. Функции знака (DEL): + , - .

  6. Функция параметра (PARAM) R, что используется для упрощения вычислений при программировании.

Отдельные фразы входного языка представляют собой команды управления. Однако их набор может быть противоречивым, неверным или неполным. С этой целью проводится синтаксический и семантический анализ.

Правила написания слов и предложений определяются грамматикой входного языка. В цифровых системах управления применяются автоматная и контекстно-свободная грамматика. Автоматная грамматика предусматривает жесткие правила написания программы. В контекстно-свободной грамматике допустима некоторая свобода в последовательности слов или их размерности. Например, функция подачи F может не содержать незначимых цифр и запятая может стоять на любом месте, например, F0,25; F1250; F1,2 и т.д.

Правила грамматики удобно представлять в виде синтаксических диаграмм, примеры которых приведены на рисунке 2.6.

Синтаксические диаграммы имеют вход (левая вертикаль) и выход (правая вертикаль). Между ними располагаются допустимые цепочки терминалов (в кружках) и состояний (в прямоугольниках). Синтаксические диаграммы показывают варианты представления функций. Например, в функции «Подача» должны быть терминал F, терминал запятая () и одна, две или три цифры. Для выхода из процесса анализа необходима также команда SIMBLE.


Рисунок 2.6 - Пример синтаксической диаграммы
Переходы в новые состояния должны отличаться терминалами. Так, например, из состояния анализа терминала F есть два выхода: на ввод цифры или на ввод запятой.

Представим синтаксис слова «Подача» графом (рис. 2.7).

Рисунок 2.7 - Граф автомата для функции “Подача”
От графа перейдем к составлению правил автоматной грамматики, которые записываются в виде:
,
где – корень правила, нетерминал, который обозначает текущее состояние автомата; – терминал, один; – нетерминал, состояние, в которое переходит автомат; – сигнал {zi}, который генерируется автоматом в новом состоянии (не обязателен).

Для графа на рисунке 2.7 правила автоматной грамматики принимают следующий вид:



Составленные правила позволяют разработать программу автомата.

Сигналу z можно назначить различные значения, например, z=1 – ДОПУСТИТЬ; z=0 – ОТВЕРГНУТЬ.

Алгоритм управления приведен в управляющей таблице (табл. 2.1).

В управляющей таблице автомата строки описывают варианты его обращения в определенных состояниях, а столбцы - условия переходов с одного состояния в другое.

Правильность составления таблицы оценивается следующим образом:

  1. количество правил равняется количеству заполненных клеток таблицы;

  2. незаполненные клетки отвечают операции «ОТВЕРГНУТЬ»;

  3. количество строк отвечает числу состояний, а количество столбцов - числу терминалов.


Таблица 2.1 - Алгоритм управления автоматом


Состояние

Терминал

F

DIG



Команда

SIMBLE



Заменить сдвинуть















Заменить

сдвинуть

Заменить a4 сдвинуть









Заменить

сдвинуть

Заменить сдвинуть












Заменить сдвинуть









Заменить сдвинуть,


















Заменить сдвинуть



^ 2.5 Анализ кадра управляющей программы
Анализ кадра, написанного в контекстно-свободной грамматике, осуществляется с помощью автоматов с магазинной памятью – МП-автоматов.

В отличие от автоматной грамматики в правой части правил контекстно-свободной грамматики допускается цепочка терминалов, а также цепочка нетерминалов, возможно пустая.

Например:



В составлении правил контекстно-свободной грамматики есть только два ограничения:

  • правая часть правила должна начинаться из терминала;

  • для одинаковых нетерминалов в левой части разные правила должны иметь разные первые терминалы в правой части, например:

; .

МП-автомат задается тремя множествами, которые размещаются в памяти.

  1. Множество входных символов Ti (терминалов входного языка), а также конечный маркер ⊣, что указывает на окончание цепочки терминалов, которые поступают со сканера.

  1. Множество магазинных символов:

  • нетерминалы, которые загружаются в память и потом выталкиваются из нее по правилам грамматики;

  • терминалы из правил, которые стоят не на первом месте;

  • маркер дна магазина

  1. Множество управляющих воздействий, генерируемых МП-автоматом.

При работе МП-автомата выполняются стандартные процедуры:

  1. операции, выполняемые над входом:

СДВИНУТЬ, т.е. перейти к анализу следующего терминала в цепочке;

ЗАДЕРЖАТЬ, т.е. текущий терминал задерживается для участия в следующем цикле работы;

  1. операции над магазинной памятью:

ВЫТОЛКНУТЬ, т.е. из стековой памяти выталкивается верхний символ – терминал или нетерминал;

ЗАМЕНИТЬ – из магазина удаляется верхний символ и вместо него вводится другой символ или цепочка;

  1. служебные операции:

ОТВЕРГНУТЬ – равносильна сигналу «Ошибка ввода» (все пустые места в управляющей таблице отвечают этой операции);

ДОПУСТИТЬ – МП-автомат работает как распознаватель соблюдения правил грамматики;

ВЫДАТЬ {zi} – автомат генерирует сигнал управления, если цепочка терминалов, которые поступили, позволяет выдачу соответствующего сигнала управления.

Работа автомата заканчивается тогда, когда проанализированы все терминалы, которые поступили на вход, и маркер дна магазина находится вверху (магазин пустой).


^ 2.6 Пример проектирования управляющей таблицы МП-автомата
Пусть правила грамматики имеют вид:

Р={ }

Составление управляющей таблицы ведется в следующей последовательности:

  • правила представляются в форме



где – первый терминал; – другая часть терминала;

  • составляется подготовительная таблица (табл. 2.2);

Таблица 2.2 - Подготовка данных для управляющей таблицы

№ правила

Корень правила

Первый терминал

Другая часть правила

1



Т1



2



Т2



3



Т3



4



Т4



5



Т6

-

  • составляется список входных символов: Т1; Т2; Т3; Т4; Т5; Т6 ; ;

  • составляется список магазинных символов: ; ; ; Т2; Т5; ;

  • строится управляющая таблица (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Магазин-ные символы

Входные символы

Т1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6






Заменить на ( )

сдвинуть

Заменить на ( )

сдвинуть
























Заменить на ( )

сдвинуть







Вытолк-нуть,

сдвинуть















Заменить

на ( )

сдвинуть















Вытолк-нуть,

сдвинуть






























Вытолк-нуть,

сдвинуть



























Допустить

При построении управляющей таблицы МП-автомата необходимо учитывать следующие правила:

  1. Процедура «ОТВЕРГНУТЬ» не записывается, ей отвечают пустые клетки.

  2. На пересечении строк и столбца, которые отвечают определенному правилу, часть правила записывается реверсивно, т.е. в обратном порядке:

.

  1. Если верхний магазинный символ (терминал) совпадает с входным символом, то выполняются операции ВЫТОЛКАТЬ и СДВИНУТЬ.

  2. Если верхний символ магазина и входной символ (маркеры), выполняется операция ДОПУСТИТЬ.

Пример.

Пусть на вход поступает цепочка терминалов: Т2 Т3 Т4 Т5 Т6 Т2 .

Рассмотрим процесс изменения информации в магазине. Процедуры, выполняемые автоматом при анализе каждого входного терминала, представлены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 - Пример анализа входной информации


Магазин

низ верх

Вход

Процедура



Т2

Заменить верхний символ на , сдвинуть



Т3

Заменить на , сдвинуть



Т4

Заменить на , сдвинуть



Т5

Вытолкать, сдвинуть



Т6

Вытолкать, сдвинуть



Т2

Вытолкать, сдвинуть





Допустить

Анализ входной цепочки терминалов МП-автомата показывает, что данная цепочка представляет собой корректную фразу, которая отвечает правилам.

Таким образом, процесс трансляции заключается в чтении информации с помощью правил грамматики и формировании управляющих сигналов в исходном автомате - генераторе кодов. Генератор кодов программно реализует задачу логического управления автоматикой.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Похожие:

Конспект лекций iconЭтика курс лекций (на основе книги: Этика (конспект лекций)
Этика (конспект лекций). – М.: «Приор-издат», 2002. Автор-составитель Аристотель. Никомахова этика. Сочинения: в 4-х т. Т. М.: Мысль,...

Конспект лекций iconКонспект лекций для студентов направления 070104 «Морской и речной транспорт»
Конспект лекций рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Судовождение» кгмту

Конспект лекций iconКонспект лекций Утверждено Редакционно-издательским советом в качестве...
Чижов М. И., Юров А. Н. Информатика и информационные системы: Конспект лекций. Воронеж: Воронеж гос техн ун-т, 2003. 148 с

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Безопасность в чрезвычайных ситуациях и гражданская оборона. Конспект лекций. Рубцов Б. Н. М. Миит, 2001

Конспект лекций iconКонспект лекций для студентов сектора второго высшего образования...
Конспект лекций разработан кандидатом экономических наук, доцентом кафедры «Экономическая теория и кибернетика» Одесского государственного...

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине "инвестирование"
Конспект лекций по дисциплине «Инвестирование» для студентов экономических специальностей всех форм обучения Сост.: В. М. Гридасов...

Конспект лекций iconКонспект лекций Киров 2010 удк 681. 332
Теория автоматов (часть I). Конспект лекций /Киров, Вятский государственный университет, 2010, 56с

Конспект лекций iconКонспект лекций по дисциплине «Делопроизводство»
Опорный конспект лекций по дисциплине «Делопроизводство» для студентов 2 курса (3 семестр) сгф для направления 101100. 62 «Гостиничное...

Конспект лекций iconКонспект лекций Содержание Введение 4 Тема Экономическая теория:...
Предлагаемый читателям конспект лекций разработан в соответствии с типовой программой дисциплины «Основы экономических теорий» для...

Конспект лекций iconКонспект лекций по философии подготовлен в соответствии с типовой...
Философия : конспект лекций для студентов всех специальностей дневной и заочной форм обучения / сост. А. П. Мядель : Учреждение образования...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов