專利名稱：多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)的控制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動控制技術領域，具體是針對多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)，由完備群隨機控制理論和技術而實現(xiàn)的控制方法及裝置。
目前，對于多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)，一般來說，信宿、信道、信源之間采用固定的連接方式，例如一個信源通過某個固定的信道與某個或多個信宿相連通，這種固定方式使整個系統(tǒng)被分隔成多個以信道或信源為構成要素的單元，這些單元相互之間是孤立的，從整個系統(tǒng)來看，不僅結構缺乏靈活性，負荷不均勻，更主要的，是系統(tǒng)的可靠性差，也不利于實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能化或全自動控制。
本發(fā)明的目的是提供一種使多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)結構高度靈活、系統(tǒng)可靠性高并可實現(xiàn)系統(tǒng)智能化或全自動控制的控制方法，該方法以對信道的智能化優(yōu)化控制為基礎。
本發(fā)明的又一目的是提供實施上述方法的裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下本發(fā)明所述的控制方法，是將多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)分別歸納為X、Y、Z三參量系統(tǒng)，在三參量中，信宿X和信源Z是可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)任意選取的確知量，信道Y受系統(tǒng)啟動參量S和控制變量C的控制而決定其能否被選通，各可選通信道受系統(tǒng)控制而實現(xiàn)隨機選通，信道狀態(tài)參量Yi由系統(tǒng)作為隨機參量處理，隨機處理的數(shù)學模型為完備群隨機狀態(tài)方程，如下
其中i＝1，2，……，nn為信道數(shù)，Yi為信道i的狀態(tài)參量，Si為系統(tǒng)對信道i的啟動控制參量， Cik為系統(tǒng)對信道i的第K個控制變量，K值越大，Cik的控制優(yōu)先權越大，Cik可包括系統(tǒng)輸入控制變量和狀態(tài)反饋控制變量，W為控制變量數(shù)，“□”為自定義的OZH運算符，其定義為 其中當Cik為必然允許控制命令時，取上式中(a)式運算，Cik為必然禁止控制命令時，取上式中(b)式運算。
利用上述(A)式可對控制變量Cik進行優(yōu)先權排隊，即優(yōu)先權最大的取為Ciw，優(yōu)先權最小的取為Cil；系統(tǒng)按(A)式分析處理Yi的狀態(tài)值，控制信道i是否選通，并向信道選通電路輸出相應的信道選通控制信號。
上述完備群隨機狀態(tài)方程的數(shù)學模型(A)式，可由計算機軟件實現(xiàn)，進行數(shù)據(jù)處理和分析，按數(shù)學模型，對各可啟動信道由計算機軟件進行模擬隨機選通，并發(fā)出選通控制信號。
實現(xiàn)本發(fā)明的方法的過程中，包括對系統(tǒng)啟動控制信號、輸入控制信號及反饋控制信號的采集、監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理步驟。
利用上述的方法，又由計算機及軟件對每個信道的運行狀態(tài)進行跟蹤，建立信道運行檔案，在選通信道時，參照每個信道的啟停、運行負荷、運行時間，由計算機作智能化分析處理，并向所述數(shù)學模型提供智能模擬狀態(tài)反饋控制變量，從而確定選通信道，由數(shù)學模型隨機輸出的信道Y參量使各信道負荷均勻。其均勻性是在一段時間內隨機地保持。
按上述方法，將信宿X和信源Z參量根據(jù)系統(tǒng)運行計劃而預先存入計算機內，并可隨時修改，則在計算機調出一組X和Z參量的同時，相應地由上述方法隨機地確定選通信道Y參量，以此方式處理整個系統(tǒng)運行計劃，從而實現(xiàn)多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)按預定計劃進行全自動指揮控制。
本發(fā)明的理論基礎如下1、完備群的概念對于有限個離散隨機事件A1，A2，…，An，若A1，A2，…，An互斥，并且A1UA2U…UAn＝Ω，則A1，A2，…，An構成完備事件群，上述事件的發(fā)生概率滿足；O≤P(Ai)≤1
P(Ω)＝1，P(φ)＝0又可推出A1＝A2UA3U…UAn (1-1)A2＝A1UA3U…UAn (1-2)Ai＝A1UA2U…UA1－1UAi＋1…UAn (1-i)An＝A1UA2…UAn－1 (1-n)上述A1，A2，…，An之間的關系式即構成基本完備群隨機狀態(tài)方程，它們表明，當完備群A1，A2，…，Ai，…An中隨機地有某一事件Ai發(fā)生，則除Ai之外的其它事件就必然不發(fā)生，方程左邊的A1，A2，…An為隨機狀態(tài)輸出。方程的平衡條件是當且僅當完備群中唯一的某個事件Ai發(fā)生，其余事件不發(fā)生同時為真。但這種平衡是暫時的、隨機的，平衡中隱含不平衡的因素，這種不平衡因素的來源一是在于輸入控制參量，這是完備群的可控特性；二是在于系統(tǒng)狀態(tài)反饋參量，這是完備群的自適應特性。
引入OZA函數(shù)δD，即 則上述(1-i)式簡寫為 2、數(shù)學模型及其分析對于多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)而言，本發(fā)明主要是對信道Y參量進行分析控制，對信道的要求是一是各信道等同，二是每次接通一個信道，一旦某個信道發(fā)生故障、滿載、專機占用或發(fā)生類似情況，則該信道退出完備群數(shù)學模型的控制，即控制裝置在隨機選通的控制時不再考慮該信道。
對于信道Y參量，其基本完備群隨機狀態(tài)方程為 (1)當系統(tǒng)引入啟動控制變量Si，Si可在Ω、φ兩者中變化，則 當Si＝φ時，Yi＝φ，表明信道i被封閉或停止；當Si＝Ω時，信道i處于初始隨機工作狀態(tài)，可以啟用。
每當Si由φ變?yōu)棣笗r，方程(8)式都有唯一的Yi輸出，而且是Y1，Y2，…，Yn中任意一個，是隨機的。
引入自定義的BZA運算符“□”后，即構成可分析控制變量C的隨機控制狀態(tài)方程，即(A)式。
例如有四個控制變量Ci1，Ci2，Ci3，Ci4，它們分別是必然允許、必然禁止，必然禁止和必然允許，則 i＝1，2，…，n
3、本發(fā)明對多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)實施控制的基本目的包括(1)任意一個信源或多個信源通過任意一個信道處理到達任意一個信宿或任意多個信宿；(2)所有信宿可任意分組得到所需要的同一信源或多個信源中任意組合的同一組合信源；(3)任何信道可單獨完成工作，也可作為其全任何信道的備用信道；(4)所有信道可以任意組合并載運行；(5)所有信道可以任意拆除更新；(6)任何信宿可隨時更換所需信源。
例如Y1需要拆除更新，則Y1退出完備群，又產(chǎn)生新的完備群，并產(chǎn)生Y1拆除完備子群隨機狀態(tài)方程 同理可產(chǎn)生Y1并機完備子群隨機狀態(tài)方程、Y1專機完備子群隨機狀態(tài)方程等。
控制系統(tǒng)的指令分為二類，其一是隨機指令，其二是狀態(tài)指令，狀態(tài)指令即系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制變量，一般可包括有載指令、專機指令等，有載指令又稱為脫離機指令，專機指令又叫做必然工作指令，滿載指令包括機器滿載、故障、超載、拆除檢修等狀態(tài)所發(fā)出的指令。這些指令同屬于不工作或不再接受工作且要求另外的機器援助的指令。當此指令為1，則相應的信道脫離完備群隨機控制，由其它信道完成系統(tǒng)的任務，該信道進行并機、拆換等工作，這種控制過程是自動完成的。
本發(fā)明的控制方法，可將系統(tǒng)的靈活性從固定有限上升為隨機無限，將系統(tǒng)的可靠性，由串聯(lián)狀態(tài)變換為并聯(lián)狀態(tài)，從而使系統(tǒng)的微觀故障，宏觀不表現(xiàn)，某個信道發(fā)生故障使其自動退出工作，由其它信道完成系統(tǒng)的任務。本發(fā)明使系統(tǒng)的可靠性達到量高，系統(tǒng)功能達到任意靈活。
本發(fā)明又提供了二種實施本方明所述方法的裝置，以下簡稱裝置A和裝置B。
裝置A是以硬件邏輯電路實現(xiàn)本發(fā)明所述方法的數(shù)學模型(A)式。裝置A由隨機電路、顯示器、XZ控制臺、狀態(tài)處理電路、YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元構成，隨機電路與XZ控制臺、狀態(tài)處理電路、YX執(zhí)行元相連，狀態(tài)處理電路又與YX執(zhí)行元、YZ執(zhí)行元相連，YZ執(zhí)行元又與XZ控制臺、信源、信道、YX執(zhí)行元相連，YX執(zhí)行元又與XZ控制臺、信宿和信道相連，顯示器分別與YX執(zhí)行元、YZ執(zhí)行元和信道相連并顯示它們的狀態(tài)，其中XZ控制臺完成對信宿和信源的選擇控制以及進行系統(tǒng)啟動控制；狀態(tài)處理電路完成狀態(tài)反饋處理、狀態(tài)記憶及運算處理、信源和信道轉換等功能；YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元分別完成信宿與信道之間、信源與信道之間的選通，它們均由電子開關或觸點開關構成；隨機電路是由與門、或門和非門構成的邏輯控制電路，它實現(xiàn)下述數(shù)學模型
隨機電路向YX執(zhí)行元的輸出是對應于選通信道的隨機控制信號，隨機電路受XZ控制臺和狀態(tài)處理電路所輸入的控制信號及反饋信號的控制。
其中YX執(zhí)行元包括[(信道數(shù))×(信宿數(shù))]個電子開關，分別連接各信道和各信宿，由XZ控制臺發(fā)出的信宿選通信號和隨機電路發(fā)出的信道選通信號共同完成YX執(zhí)行元中某個開關的接通，完成某個信道與某個信宿的接通。YZ執(zhí)行元包括[(信道數(shù))×(信源數(shù))]個電子開關，分別連接各信道和各信宿，由XZ控制臺發(fā)出的信源選通信號和隨機電路發(fā)出的信道選通信號共同完成YZ執(zhí)行元中某個開關的接通，完成某個信道與某個信源的接通。
裝置B是以計算機軟件按本發(fā)明所述方法的數(shù)學模型(A)式進行數(shù)據(jù)分析處理。裝置B由計算機、接口電路、YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元構成，接口電路相連在計算機與YX執(zhí)行元、YZ執(zhí)行元之間，YZ執(zhí)行元與信道、信源、YX執(zhí)行元及接口電路相連，YX執(zhí)行元又與信宿、信道相連，接口電路完成電平轉換、電路隔離等功能，計算機內配置有軟件，完成對各參量和控制變量、反饋變量的分析處理，并按數(shù)學模型； 處理信道Y參量，進行信道隨機選通，通過接口電路向YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元發(fā)出選通控制信號，控制信宿、信道和信源的選通。其中YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元與裝置A中的執(zhí)行元相同。
以下結合附圖及實施例詳述本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明所述方法的信息處理的邏輯框圖；圖2是由本發(fā)明構成的多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)的構造圖；圖3是本發(fā)明所述方法的基本軟件流程圖；圖4是本發(fā)明所述方法的智能化信息處理的邏輯框圖；圖5是裝置A的結構框圖；圖6是隨機電路、狀態(tài)處理電路及執(zhí)行元的實施方案的結構框圖；圖7是裝置B的結構框圖；圖8是由本發(fā)明實現(xiàn)的全自動信息指揮系統(tǒng)的結構框圖。
如圖1，反映了本發(fā)明在實施隨機性信道選通控制中各控制信息的流程，其中完備群隨機方程智能程序按數(shù)學模式(A)式對信道Y參量進行分析處理及模擬隨機選通，并將輸出的選通信號與選信宿產(chǎn)生的信宿選通信號共同輸入YX執(zhí)行元，由此產(chǎn)生的信道與信宿的選通信號送受控系統(tǒng)中的信道及信宿；YX執(zhí)行元又將信道選通信號送YZ執(zhí)行元，選信源產(chǎn)生的信源選通信號也送YZ執(zhí)行元，由YZ執(zhí)行元產(chǎn)生信道與信源的選通信號送受控系統(tǒng)中的信道與信源，最終完成信源到信宿的連接。圖1也反映了整個系統(tǒng)的工作流程。
圖2則反映了信道與信源、信道與信宿連接的任意性和靈活性，它們之間的實際選通又受YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元中的電子開關的控制，本發(fā)明的這種連接方式及控制方式使系統(tǒng)的可靠性大大加強。在圖2中，每個信道分別與各個信宿和各個信源相連。
圖3是實施本發(fā)明方法的軟件流程的實施方案，它可實現(xiàn)完備群隨機狀態(tài)控制的基本功能，即對信道的隨機選通。當X和Z參量已按計劃預先存入計算機，則整個系統(tǒng)作全自動指揮控制。其中“讀入當前X、Z參量”既可從XZ控制臺讀取，也可從計算機存貯的計劃表中讀取。
由圖4可知，完備群數(shù)學模型的控制變量，一是來自輸入，二是來自狀態(tài)反饋。計算機對狀態(tài)反饋進行智能處理后，送入OZA算子與輸入的Cik一起進行優(yōu)先權定義，然后再送入完備群數(shù)學模型。由數(shù)學模型分析處理后輸出的控制信號又去控制受控系統(tǒng)。
圖5反映了裝置A的結構，整個系統(tǒng)可分為三個部分，即控制操作臺、控制柜和受控系統(tǒng)，用戶只需在XZ控制臺實時選擇X和Z參量，信道Y參量由控制柜部分完成控制，無需用戶參予。用戶還可通過顯示器進行人機對話。
圖6是一個以22路信宿、8個信源和5個信道為例而實施的、上述圖5中控制柜部分的結構框圖，其中1—22路代表各信宿，1—8信代表各信源，Oa—Oe代表各信道的選通信號，隨機指令Aw—Ew代表Ci1，專機指令Az—Ez代表Ci2，滿載指令Am—Em代表Ci3，S為啟動信號，座標軸YX及其中的ax1—ex22代表YX執(zhí)行元，座標軸YZ及其中的az1—ez8代表YZ執(zhí)行元。隨機電路是一個具體、清楚的電路，Oa—Oe中每次只有一個輸出，進而控制某個信道的選通。隨機電路的設計是按數(shù)學模型(A)式完成的，用開關函數(shù)可將數(shù)學模型寫成如下式Qa＝{〔S(QbQcQdQe)Aw＇〕UAzAm′}′(2-1)Qb＝{〔S(QaQcQdQe)Bw′〕UBzBm′}′(2-2)Qc＝{〔S(QaQbQdQe)Cw′〕UCzCm′}′(2-3)Qd＝{〔S(QaQbQcQe)Dw′〕UDzDm′}′(2-4)Qe＝{〔S(QaQbQcQd)Ew′〕UEzEm′}′(2-5)對上述各式內的中括弧內的內容作兩次取補即構成圖6中的隨機電路的結構邏輯。
XZ控制臺上可設置22個信宿選鍵、8個信源選鍵，以按鍵操作對信宿和信源進行控制選擇，操作者不必考慮由某個信道完成，或某信道是否滿載、超載、故障及拆離檢修，5個信道不分彼此，相互為用，自動調節(jié)。
以下以一實施例進一步敘述本發(fā)明及裝置A。
以22信宿、8信源、5信道的廣播系統(tǒng)為例，其中22信宿是指有22個不同的獨立廣播區(qū)域，8信源是指系統(tǒng)有8種廣播信號源，如講話、收音、唱片、錄音1、錄音2、錄音3、……等等，當選用某種信源信號時，便自動播出，5信道是指同時最多可以廣播五種不同信號源，每個信道包括1臺擴音機。按本發(fā)明是要設計一個電子控制系統(tǒng)，提高整個系統(tǒng)的可靠性和靈活性，并使操作簡單。系統(tǒng)靈活性是指對任意一個信號源可以通過任意一臺擴音機送到任意一個廣播分路去，其動作的實現(xiàn)由受系統(tǒng)控制的執(zhí)行元來完成。整個系統(tǒng)的設計目的包括(1)22個分路可以隨時任意排列組合廣播1至5種節(jié)目；(2)可以從8種不同信源中任意選取1至5種節(jié)目同時播出；(3)任意伴話或配樂播出，即在8種信號源中任取2種信號同時送入1臺機器播出，即由1路信宿播出；(4)任意并機和任意替換故障機；(5)任意去載和補載。
對操縱者而言，XZ控制臺上設置8個節(jié)目選鍵和22個廣播區(qū)域選鍵，操作者只需按需要，按相應的鍵，即完成某節(jié)目在某廣播區(qū)域的播出，在圖6中，通過YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元分別完成X向選擇和Z向選擇，操作完則自動播，播完則自動停，操作者無需考慮由某信道及擴音機擔任播出，某機是否滿載、超載、故障、拆修等問題，5臺擴音機不分彼此，相互為用，自動調節(jié)。當某信源播出時，這5臺機中由某1臺擔任播出是偶然的、隨機的，但肯定會有1臺機選通，這5臺機就組成一個“完備群”。
圖6中的隨機電路是完成完備群控制的核心裝置。其中按列排列的與門、非門或門都是按列完全相同的邏輯門電路，并受有載指令、專機指令、滿載指令等狀態(tài)指令的反饋控制。當操作者通過信宿X和信源Z的按鍵選擇后，同時產(chǎn)生系統(tǒng)啟動信號S，這時加上狀態(tài)指令及Qa、Qb、Qc、Qd、Qe等指令對隨機電路的作用，Qa、Qb、Qc、Qd、Qe中有一個信號率先隨機地產(chǎn)生輸出，則啟通相應的信道。則5臺機中將有1臺開始工作完成播出，至于是哪一臺，是由電路隨機決定的，當5臺機中任一臺的工作狀態(tài)發(fā)生變化時，如有載、滿載、超載、故障、拆離等，則這臺機的輸出端脫離“完備群”而獨立，不再參與隨機選通，直至恢復正常，其余機器仍構成一個完備群。
以下具體說明整個廣播系統(tǒng)的工作過程1、初始狀態(tài)。
在沒有要求廣播前，隨機指令和狀態(tài)指令皆為0，由式(2-1)—(2-5)得知隨機電路輸出端皆為1，故執(zhí)行元不動作，受控系統(tǒng)不工作。
2、單信單機隨機播出。
欲1路播1信，工作過程是(1)先按下“選1信”鍵，其作用有三一是向所屬的五個執(zhí)行元az1、bz1、cz1、dz1、ez1的動作提供“必要條件”；其二是發(fā)出專機指令，但這時狀態(tài)指令為0，信機轉換開關未動作，所以專機指令不能送入隨機電路；其三是發(fā)出啟動信號S＝1，這時將S＝1和所有指令為0代入式(2-1)—(2-5)便可隨機得到一個輸出，假設為Qa＝0，那么Qa輸出一控制指令送到YX執(zhí)行元中A機所屬的ax1、ax2…ax22執(zhí)行元上，這時這22個執(zhí)行元便有了接通動作的“必要條件”。(2)按下“選1路”鍵，便向1路所屬的ax1、bx1、cx1、dx1、ex1五個執(zhí)行元提供動作的“充分條件”。這時YX執(zhí)行元中只有ax1滿足“充分必要條件”而動作，ax1動作后，完成如下任務
其一是自保持，即“充要條件”完成去掉，ax1仍保持動作狀態(tài)；其二是將1路負載接入A機輸出端；其三是將1路負載模擬值送入A機滿載模擬計算器中；其四是向1路數(shù)碼顯示電路送出準備顯示指令；其五是向YZ執(zhí)行元中A機所屬的az1、Az2、…、az8等8個執(zhí)行元提供動作的“充分條件”。這時在YZ執(zhí)行元中只有az1滿足“充要條件”而動作，az1動作后完成任務是其一是自保持；其二是將1信接入A機輸入端；其三是向1路的數(shù)碼顯示電路送出顯示“1”指令，則顯示“1”表示1路已播出1信；其四是開動擴音機、前放、信源等；其五是完成“信機(專機)轉換”，即是使1信與Az接通，從而使專機指令能送到A機請播門，同時向A機有載與門送入有載指令，使A機暫脫離“完備群”而專門擔任1信播出任務，即所謂“專機”?！斑x1信”鍵和“選1路”鍵只在清播選擇時起作用，當它們復位時，廣播由ax1和az1執(zhí)行元自保持而持續(xù)工作這時就是由初始“0”狀態(tài)轉變?yōu)閱螜C單信播出狀態(tài)的隨機控制過程。
3、多信道同時播出。
繼上一步驟的單信單機播出后，如再要2路播2信，其工作過程是(1)先按下“選2信”鍵，其作用如前述有三，這時S＝1，Am＝1，其余狀態(tài)指令皆為0，代入(2-1)—(2-5)式得出Qa＝1，其余假定Qb隨機得出輸出，即Qb＝0，則有一控制指令送到YX執(zhí)行元中8機所屬bx1、bx2、…、bx22等22個執(zhí)行元上；(2)按下“選2路”，于是動作如前述便完成2路接入B機播出2信，此時，1、2信道同時播出。
4、專機加載。
繼上述動作之后，需3路播出1信，其工作過程是(1)按下“選1信”鍵，這時專機指令通過1信的信機轉換開關送到A機請播或門上，因此將S＝1、A1＝1、Az＝1、其余狀態(tài)指令皆為0代入(2-1)—(2-5)式得Qa必等于0。(2)按下“選3路”鍵，這時3路負載便接入A機播出1信，從而完成了加載動作。
5、隨機并機繼上述動作4之后，繼續(xù)按下“選6、9、10路”后，如果A機滿載，由A機滿載模擬計算器送出滿載指令，這時S＝1、Am＝1、Aw＝1、Az＝1、Bm＝1，其余狀態(tài)指令皆為0，代入(2-1)—(2-5)式得出，Qa必等于1，Qb必等于1，其余假定Qd隨機得到輸出，即Qd＝0，則有一控制指令送到YX執(zhí)行元中0機所屬各執(zhí)行元上，這時當按下“選22路”鍵時，則對應的執(zhí)行元dx22和dz1動作，從而22路負載接入0機，1信同時送入0機，完成隨機并機動作。
6、超載、故障自動拆除及人工任意拆除檢修。
任意一臺機超載、發(fā)生故障或需要人工拆除檢修，都可以看成是機器或信道工作狀態(tài)的變化。如前所述，這種變化對于隨機電路來講，是與機器滿載狀態(tài)同屬一類。因此，若上述情況發(fā)生便應有一滿載指令輸入，使對應的機器脫離完備群控制。不同之處是超載、故障還要關機、自動拆換。
7、無人操縱自動廣播方式。
在能預先知道廣播時間所需播出的信宿和信源的情況下，XZ控制臺可將X和Z參量人工操縱改為用時鐘控制代替，從而實現(xiàn)無人操縱自動廣播。此外，還可采取人工操縱和時鐘控制相結合的方式，以適應更多場合的需要。
由于系統(tǒng)的控制動作是任意的。上述數(shù)項僅就從內容上考慮而假定的幾種播出方案進行控制過程的闡述，其它控制過程也均可由隨機電路實現(xiàn)。
如圖7所示的裝置B，其工作原理及流程與裝置A相似，但采用計算機及軟件完成完備群數(shù)學模型分析、狀態(tài)指令處理及XZ參量控制等功能，同時，還可利用計算機增強整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析及自動化、智能化控制功能。例如當將X、Z參量計劃表預先存人計算機，并在對X、Z參量調用及實施控制時，同步地以完備群控制方式隨機地選通相應的信道，則可實現(xiàn)無人操縱自動控制方式。計算機還可對各信道在某一段時間內的運行狀況、負荷狀況進行統(tǒng)計分析，將分析結論以狀態(tài)反饋控制變量的形式，亦即智能化的模擬反饋參量作用于完備群數(shù)學模型，實現(xiàn)信道選通的智能化控制，使各信道在一段時間內實現(xiàn)負荷均勻。
在圖8所示的全自動信息指揮系統(tǒng)只是一種實施例，還可根據(jù)需要擴充。其中的“完備群隨機控制”部分是采用了裝置B，智能控制主機即計算機，另一臺智能控制備機作為備用機提高系統(tǒng)可靠性；信息指揮主機是計算機網(wǎng)絡的中心控制機，它控制整個系統(tǒng)，可以由它確定信宿及信源的計劃安排表，并通過網(wǎng)絡線路對“完備群隨機控制”部分進行控制；通過市內電話可由電腦問詢主機對受控系統(tǒng)進行查詢，以了解相應的情況；語音組合庫I和II均為計算機系統(tǒng)，它們作為一種語音型信源，將其中所存貯的數(shù)字化語音信號，根據(jù)實際需要，以相應的組合方式，把組合后的語音信號送到“完備群隨機控制”部分，進行語音控制和語音提示。系統(tǒng)的所有信息由計算機網(wǎng)絡傳輸，實現(xiàn)信息指揮和控制的網(wǎng)絡化、隨機化、智能化，起到良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
綜上所述，裝置A和裝置B均以本發(fā)明的方法為基礎，是該方法的實施裝置，它們都實現(xiàn)本發(fā)明的方法所具備的技術效果及優(yōu)點。
在上述實施例中，僅以廣播系統(tǒng)進行論述，但廣播系統(tǒng)所具備的典型意義，呈以說明本發(fā)明在其它的多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)中應用的工作原理和工作過程。本發(fā)明的保護范圍也包括了其它的應用系統(tǒng)及類似系統(tǒng)所實施的相同的控制方法和控制裝置，以及以本發(fā)明為基礎的改進。
權利要求
1.一種對多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)的自動控制方法，其特征在于是將多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)分別歸納為X、Y、Z三參量系統(tǒng)，在三參量中，信宿X和信源Z是可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)任意選取的確知量，信道Y受系統(tǒng)啟動參量S和控制變量C的控制而決定其能否被選通，各可選通信道受系統(tǒng)控制而實現(xiàn)隨機選通，信道狀態(tài)參量Yi由系統(tǒng)作為隨機參量處理，隨機處理的數(shù)學模型為完備群隨機狀態(tài)方程，如下 其中i＝1，2，……，nn為信道數(shù)，Yi為信道i的狀態(tài)參量，Si為系統(tǒng)對信道i的啟動控制參量， Cik為系統(tǒng)對信道i的第K個控制變量，K值越大，Cik的控制優(yōu)先權越大，Cik可包括系統(tǒng)輸入控制變量和狀態(tài)反饋控制變量，W為控制變量數(shù)，“□”為自定義的OZA運算符，其定義為 其中當Cik為必然允許控制命令時，取上式中(a)式運算，Cik為必然禁止控制命令時，取上式中(b)式運算；利用上述(A)式可對控制變量Cik進行優(yōu)先權排隊；系統(tǒng)由Yi的狀態(tài)值控制信道i是否選通，并向信道選通電路輸出相應的信道選通控制信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于其中的完備群隨機狀態(tài)方程的數(shù)學模型，可由計算機軟件實現(xiàn)，按數(shù)學模型，對各可啟動信道由計算機軟件進行模擬隨機選通，并發(fā)出選通控制信號。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于由計算機及軟件對每個信道的運行狀態(tài)進行跟蹤，建立信道運行檔案，在選通信道時，參照每個信道的啟停、運行負荷、運行時間，由計算機作智能化分析處理，并向所述數(shù)學模型提供智能模擬狀態(tài)反饋控制變量，從而確定選通信道，由數(shù)學模型隨機輸出的信道Y參量使各信道負荷均勻。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于信宿X和信源Z參量可根據(jù)系統(tǒng)運行計劃而預先存入計算機內，并可隨時修改，從而實現(xiàn)多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)按預定計劃進行全自動指揮控制。
5.一種實施權利要求1所述方法的裝置，其特征在于它是由隨機電路、顯示器、XZ控制臺、狀態(tài)處理電路、YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元構成，隨機電路與XZ控制臺、狀態(tài)處理電路、YX執(zhí)行元相連，狀態(tài)處理電路又與YX執(zhí)行元、YZ執(zhí)行元相連，YZ執(zhí)行元又與XZ控制臺、信源、信道、YX執(zhí)行元相連，YX執(zhí)行元又與XZ控制臺、信宿和信道相連，顯示器分別與YK執(zhí)行元、YZ執(zhí)行元和信道相連并顯示它們的狀態(tài)，其中XZ控制臺完成對信宿和信源的選擇控制以及進行系統(tǒng)啟動控制；狀態(tài)處理電路完成狀態(tài)反饋處理、狀態(tài)記憶及運算處理、信源和信道轉換等功能；YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元分別完成信宿與信道之間、信源與信道之間的選通，它們均由電子開關或觸點開關構成；隨機電路是由與門、或門和非門構成的邏輯控制電路，它實現(xiàn)下述數(shù)學模型 隨機電路向YX執(zhí)行元的輸出是對應于選通信道的隨機控制信號，隨機電路受XZ控制臺和狀態(tài)處理電路所輸入的控制信號及反饋信號的控制。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于YX執(zhí)行元包括[(信道數(shù))×(信宿數(shù))]個電子開關，分別連接各信道和各信宿，由XZ控制臺發(fā)出的信宿選通信號和隨機電路發(fā)出的信道選通信號共同完成YX執(zhí)行元中某個開關的接通，完成某個信道與某個信宿的接通。
7.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于YZ執(zhí)行元包括[(信道數(shù))×(信源數(shù))]個電子開關，分別連接各信道和各信宿，由XZ控制臺發(fā)出的信源選通信號和隨機電路發(fā)出的信道選通信號共同完成YZ執(zhí)行元中某個開關的接通，完成某個信道與某個信源的接通。
8.一種實施權利要求1所述方法的裝置，其特征在于它由計算機、接口電路、YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元構成，接口電路相連在計算機與YX執(zhí)行元、YZ執(zhí)行元之間，YZ執(zhí)行元與信道、信源、YX執(zhí)行元及接口電路相連，YX執(zhí)行元又與信宿、信道相連，接口電路完成電平轉換、電路隔離等功能，計算機內配置有軟作，完成對各參量和控制變量、反饋變量的分析處理，并按數(shù)學模型， 處理信道Y參量，進行信道隨機選通，通過接口電路向YX執(zhí)行元和YZ執(zhí)行元發(fā)出進通控制信號，控制信宿、信道和信源的選通。
全文摘要
一種采用完備群隨機控制數(shù)學模型實現(xiàn)的多信宿、多信道、多信源系統(tǒng)的控制方法及其實施裝置，尤其是對信道的自動化和智能化控制。本發(fā)明將上述系統(tǒng)歸納為X、Y、Z三參量，以信道Y參量構成一個完備群，并綜合系統(tǒng)啟動參量和控制變量對Y參量進行分析及隨機選通控制，從而使系統(tǒng)的靈活性和可靠性大大提高，并可實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化或全自動控制。本發(fā)明所述的數(shù)學模型可由實現(xiàn)隨機控制的邏輯電路或計算機軟件實現(xiàn)。
文檔編號G05B13/00GK1126850SQ9411108
公開日1996年7月17日 申請日期1994年7月25日 優(yōu)先權日1994年7月25日
發(fā)明者段正華 申請人:湖南大學