Метод, алгоритмы синтеза и структурно-функциональная организация отказоустойчивых нейросетевых логических устройств

• Автор: Калуцкий, Игорь Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 252 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
РАЗДЕЛ 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.

1.1. Общие сведения о программируемых логических контроллерах

1.2. Архитектура Г1ЛК.

1.3. Аппаратные средства современных ПЛК

1.4. Выводы.

РАЗДЕЛ 2. СИНТЕЗ УНИВЕРСАЛЬНЫХ НЕЙРОСЕТЕВЫХ

ЛОГИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ С ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ

2.1. Модифицированный метод синтеза базисного логического нейроподобного элемента

2.2. Основы синтеза отказоустойчивых нейросетей на базисных логических нейроподобных элементах.
2.3. Алгоритмы синтеза отказоустойчивых универсальных нейросетевых логических модулей на нейроподобных элементах.
2.4. Выводы.
РАЗДЕЛ 3. ПРИМЕНЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНЫХ НЕЙРОСЕТЕВЫХ
ЛОГИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПЕРЕСТАНОВОЧНЫХ
ОПЕРАЦИЙ
3.1. Реализация периодических перестановок универсальными
нейросетевыми логическими модулями.
3.1.1. Структурнофункциональная организация нейросетевой системы шифрования, использующей метод периодических перестановок.
3.1.2. Разработка и исследование программной модели иерархической нейросетевой системы, реализующей перестановочные операции
3.2. Конвейерная организация периодических перестановок в универсальных нейросетевых логических модулях
3.3. Исследование взаимосвязи структурной сложности и внутренней криптосложности в иерархических нейросетевых системах.
3.4. Выводы.
РАЗДЕЛ 4. СХЕМОТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
УНИВЕРСАЛЬНЫХ НЕЙРОСЕТЕВЫХ ЛОГИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ
4.1. Разработка и отладка модели логического нейроподобного элемента в системе
4.2. Разработка и отладка модели универсального нейросетевого логического модуля в системе
4.3. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В верхней ступени контакты нормально разомкнуты и нормально замкнуты, что означает что если вход А включен и В выключен, то активизируется выходное устройство X. При любой другой комбинации состояний этих входов X будет выключен. Рис. Вторая ступень более сложно устроена, здесь имеется несколько комбинаций состояний входов при которых выход Y будет включен. Ток может течь через верхнюю ветку, если С выключен и D включен, или через нижнюю, если Е и F включены. Далее, если G или Н включены, то ток дойдет до выхода У. Существуют другие способы программирования ПЛК. В одном из наиболее ранних использовались мнемонические инструкции. Эти инструкции могут быть получены непосредственно из диаграмм многоступенчатой логики и введены в ПЛК через терминал. Пример приведен на рис 1. Инструкции выполняются по очереди, сверху вниз. Первая строка 0 содержит инструкцию LDN (input load and not) для входа А. Если А выключен, то ПЛК запоминает 1 (true), если включен, то 0 (false). Следующая строка содержит инструкцию LD (input load). Если вход выключен, то запоминается 0, иначе - 1 (команда, противоположная LDN). Инструкция AND считывает последние два числа, записанные в память, и возвращает 1, если оба числа равны 1, в другом случае результатом будет 0. Результат заменяет в памяти предыдущие два числа. АЖ строки 5 считывает результаты двух последних ЬЭ, в памяти теперь находятся два числа. Инструкция СЖ записывает в память их дизъюнкцию. Последняя инструкция — 8Т, если результат предыдущей операции - 1, то она включает выход, иначе - выключает. Рис. Логическая схема на рис. Даже если вы запрограммировали ПЛК с помощью многоступенчатой логики, программа будет переведена в мнемоническую форму перед выполнением в ПЛК. В прошлом мнемоническое программирование часто использовалось, теперь же используются другие методы. Последовательные функциональные схемы (Sequential Function Charts, SFCs) были разработыны для программирования более сложных систем. Они схожи с блок-схемами, но являются более мощным средством программирования. Программа, приведенная на рисунке 1. Выполнение начинается с верхней части (start). Далее идет двойная горизонтальная линия, означающая одновременное выполнение обоих ветвей. Каждая функция является небольшой программой многоступенчатой логики. Метод сильно - отличается от блок-схем тем, что выполнение программы не обязательно должно быть последовательным. I ! Рис. Программирование на Structured Text - еще более современный метод программирования. Этот язык очень похож на BASIC. Ниже приведен не требующий объяснений фрагмент программы на Structured Text. Для простого программирования достаточно релейной модели ПЛК. При использовании более сложных функций возникает необходимость использовать более сложную фон-неймановскую модель. Фон-нейматювский компьютер производит одну операцию в один момент времени. Большинство компьютеров функционируют так же. Упрощенная архитектура ПК изображена на рис. Рис. Та же архитектура относительно назначения устройств представлена на рис. Рис. Если рассматривать компьютер как контроллер, то он контролирует пользователя, выводя данные на экран и получая отклики от клавиатуры и мыши. Возможно использовать обычный ПК в качестве ПЛК, хотя это и не рекомендуется. Все ПЛК имеют четыре основные стадии операций, повторяющиеся много раз в течение секунды. При включении ПЛК проводит проверку работоспособности (self test), и, если все нормально, то считывает входные данные в память, это называется сканирование вводов (input scan). Затем производятся логические вычисления, используя копии входных данных в памяти (это сделано для предотвращения ошибок в вычислениях в случае, если входные данные меняются во время вычислений), это так называемое сканирование логики (logic scan), значения выходных данных при этом изменяются только в памяти. Далее процесс повторяется сначала (с проверки работоспособности). Весь цикл обычно выполняется от до 0 раз в секунду (рис. Рис. На передней панели IГЖ обычно располагаются индикаторные лампочки, отображающие состояние прибора.