Что такое структурные схемы. виды структурных схем. структурные электрические схемы

Функциональная структурная схема

Функциональная структурная схема составляется на основании конструктивной или монтажной схемы САУ и описания принципа ее действия. Для составления функциональной структурной схемы САУ конструктивная или монтажная схема разбивается на элементы. Под элементом понимается часть конструктивной или монтажной схемы, выполняющей определенные функции в системе. Деление конструктивной или монтажной схемы на элементы производится условно, никаких принципиальных ограничений нет.
 

Функциональная структурная схема ( рис. 1.36) составлена на основании принципиальной схемы системы.
 

Функциональная структурная схема составляется на основании конструктивной или монтажной схемы САУ и описания принципа ее действия. Для составления функциональной структурной схемы САУ конструктивная или монтажная схема разбивается на элементы. Под элементом понимается часть конструктивной или монтажной схемы, выполняющей определенные функции в системе. Деление конструктивной или монтажной схемы иа элементы производится условно, никаких принципиальных ограничений нет.
 

Функциональная структурная схема АСУП дана на рис. III-1. Форма ее заимствована из технического проекта, выполненного для одного из целлюлозно-бумажных комбинатов. Центральная часть — это основы ( базы), на которых создаются АСУ: организационно-экономическая, техническая, информационная, математическое обеспечение.
 

Функциональная структурная схема АСУП дана на рис. III-1. Форма ее заимствована из технического проекта, выполненного для одного из целлюлозно-бумажных комбинатов. Центральная часть — это основы ( базы, на которых создаются АСУ: организационно-экономическая, техническая, информационная, математическое обеспечение.
 

Функциональная структурная схема следящей системы представлена на рис. 2, а.
 

Согласно функциональной структурной схеме ( рис. 1.2) для получения структурной схемы системы необходимо вывести уравнения двух элементов: гидроусилителя и корректирующего звена.
 

В функциональной, структурной схеме элементы выделяют по их функциональному назначению.
 

В функциональных и структурных схемах сторона, через которую осуществляется вход, может быть продолжена.
 

При анализе функциональная структурная схема используется для последующего вывода уравнений элементов и составления структурной схемы системы. Поэтому конструктивную или монтажную схему САУ разбивают на элементы обычно по такому принципу, чтобы облегчить задачу вывода уравнений элементов системы.
 

Что представляет собой функциональная структурная схема, какими связями соединены в ней отдельные элементы.
 

На рис. 1.18 представлена функциональная структурная схема, построенная по принципиальной схеме системы, а на рис. 1.19 — структурная схема, полученная из функциональной структурной схемы системы с использованием табл. 1.1 в предположении И.
 

На рис. 1.24 приведена функциональная структурная схема САУ температурой воздуха в шахтной зерносушилке, соответствующая принципиальной схеме системы.
 

Функциональная схема автоматизации

Множество состояний для лучшего понимания можно именовать обобщенными состояниями. Дуга соединяет две вершины по направлению от первой ко второй при определенном условии. Это возможно тогда, когда хотя бы одно состояние, которое относится к первой точке, может перейти в любое другое, относящееся ко второй. Таким образом, дуга указывает возможность трансформации из одного обобщенного положения в другое. Формально, согласно такому определению, функциональная схема автоматизации не отражает пространственного разделения устройства на элементы. Однако здесь следует учесть важный момент. Обычно указанное разделение отражается в способе, который используется для определения обобщенных состояний.

Структурная схема организации ПО процедуры управления потоками сети Х.25

Все программы второго уровня выполняются канальным процессором и подразделяются на фоновые программы, программу — диспетчер фоновых программ и программы обработки прерываний.

На рис. 1 приведена упрощенная структурная схема организации этого программного обеспечения.

В следующих разделах приведены упрощенные структурные схемы фоновых программ, выполняющих функцию обеспечения правильной последовательности кадров. Эти схемы могут быть использованы при разработке программ независимо от языка программирования.

Фоновые программы в свою очередь на рисунке разделены на программы, обеспечивающие безошибочный обмен информационными кадрами (П_фо) и программы, выполняющие остальные функции канального уровня (П_фн). Все фоновые программы управляются диспетчером программ циклически и непрерывно.

Рис. 1. Структурная схема организации программного обеспечения безошибочного обмена информационными кадрами на канальном уровне сети Х.25

Программы прерываний выделены в программы обработки одного или нескольких байтов на передачу в канал (на физический уровень) или на прием из канала (с физического уровня). Механизм прерываний осуществляет прерывание работы текущей фоновой программы, переводит к работе программы прерывания. По завершению работы программы прерывания возобновляется выполнение прерванной фоновой программы.

Фоновые программы, которые не выполняют функцию управления потоком, на рисунке изображены в виде одного квадрата. К ним относятся функции установления и разъединения соединения, функции взаимодействия с сетевым уровнем сети Х.25 и другие функции.

Диспетчер программ (ДП) управляет последовательностью всех фоновых программ. Как видно из рисунка, все фоновые программы обеспечения правильной последовательности кадров разделены на программы передачи и программы приема.

Диспетчер программ запускает определенную фоновую программу, а после ее выполнения управление возвращается к диспетчеру с тем, чтобы он запустил другую фоновую программу.

Определение последовательности и частоты запуска программ является самостоятельной задачей оптимизации структуры программного обеспечения с точки зрения минимизации задержки обработки на приеме, потерь кадров и других качественных характеристик. Программы приема часто имеют приоритет перед программами передачи в службе передачи данных. В службе передачи речи или видео приоритет дается фоновым программам передачи

Это объясняется тем, что для обеспечения качества передачи данных важно не потерять пакет данных, а для качества передачи речи и видео важна величина задержки приема пакета при передаче.

Основной принцип работы большинства фоновых программ состоит в последовательной обработке блоков данных (кадров, пакетов и др.), находящихся в очередях на обслуживание программами. В случае конфигурации звена данных «точка-точка» образуются следующие очереди:

О_п32 – очередь пакетов на передачу с сетевого уровня на канальный уровень;

О_повт – очередь «I» (информационных) кадров на случай необходимости повторной передачи кадров в канал;

О_кпм – очередь всех принятых кадров с канала (т.е, физического уровня), в которых при анализе КПК (контрольно-проверочной комбинации) не было обнаружено ошибок;

О_п23 – очередь пакетов, подлежащих передаче с канального уровня на сетевой уровень.

Приведем упрощенные структурные схемы основных фоновых программ передачи (P1_ПД, P2_ПД, P3_ПД, P4_ПД, P5_ПД, P6_ПД, P7_ПД), приема (P1_ПМ, P2_ПМ, P3_ПМ, P4_ПМ) с кратким описанием их функционирования. Напомним, что фоновые программы запускаются диспетчером программ ДП. По завершению работы фоновая программа возвращает управление ДП.

Структурно-функциональная схема

Структурно-функциональная схема этого ППП дана на рис. 7.12. В процессе функционирования ППП выделяются три этапа.
 

Структурно-функциональная схема РТК как компонента ГАП изображена на рис. 1.3. Из рисунка видно, что перечисленные элементы РТК связаны между собой и с соответствующими системами ГАП. Рассмотрим подробнее состав, функции и взаимодействие основных элементов РТК.
 

Структурно-функциональная схема КИР с адаптивным управлением представлена на рис. 8.15. Неотъемлемой частью мульти-микропроцессорной системы управления этого КИР является описанное выше алгоритмическое и программное обеспечение.
 

Структурно-функциональная схема КТС при общем резервировании представлена на рис. 10.2, г. Основная система резервируется m резервными системами.
 

Структурно-функциональная схема устройства представлена на рисунке.
 

Типичная структурно-функциональная схема устройства для расшифровки одной кривой с оптико-механическим сканирующим устройством ( рис. 11 — 7) содержит лентопротяжный механизм Д, обеспечивающий непрерывное или шаговое перемещение ленты, сканирующее Ск и измерительное устройства. При сканировании луч может перемещаться поперек ленты непрерывно и независимо от работы измерительного устройства. В этом случае к равномерному перемещению сканирующего луча предъявляются относительно высокие требования.
 

Примерная структурно-функциональная схема подсистемы показана на рис. 3.9. Здесь представлены задачи подсистемы, взаимосвязи между задачами и внешние информационные связи подсистемы МТО с другими подсистемами АСУ и подразделениями предприятия. Все задачи подсистемы разбиты на функционально-связанные комплексы задач планирования, учета и контроля, анализа и регулирования.
 

Структурно-функциональная схема лазерного проектора представлена на рнс.
 

Типичная структурно-функциональная схема устройства для расшифровки одной кривой с оптико-механическим сканирующим устройством ( рис. 11 — 7) содержит лентопротяжный механизм Д, обеспечивающий непрерывное или шаговое перемещение ленты, сканирующее Ск и измерительное устройства. При сканировании луч может пере — ещаться поперек ленты непрерывно и независимо от работы измерительного устройства. В этом случае к равномерному перемещению сканирующего луча предъявляются относительно высокие требования.
 

Структурно-функциональная схема разработанного устройства представлена на рисунке. На другие входы этих блоков поступают на-пряжепия с потенциометров ( RBX и RK. I) рукоятки управления оператора, определяющие положение Визира. В момент выхода на цель эти напряжения попарно уравновешиваются, и на экране ЭЛТ мы получаем совпадение точек, а на выходах вычитающих схем — сигнал нулевого уровня. А — Е, пропорциональные составляющим вектора рассогласования по обеим координатам. Для получения сигнала, пропорционального модулю вектора рассогласования, выполняется операция векторного сложения с помощью коммутаторов К2Х и К2) /, которые управляются сигналами, сдвинутыми по фазе на л / 2 ( с выходов ГИ-2), и превращают напряжение рассогласования постоянного тока в последовательности 11-им-пульсов с теми же фазовыми соотношениями. Полученные импульсы складываются в линейном сумматоре, после чего из сложного ступенчатого сигнала резонансным усилителем ( УР) выделяется первая гармоника несущей частоты, амплитуда которой пропорциональна модулю ошибки рассогласования.
 

Структурно-функциональная схема адаптивной системы ЧПУ со встроенной САК представлена на рис. 8.1. Как видно из этого рисунка, в одном из гнезд револьверной головки станка установлен датчик размеров Др. Этот датчик управляется системой ЧПУ, позволяющей автоматически измерять наружные и внутренние диаметры заготовок и деталей типа тел вращения.
 

Структурно-функциональная схема банка программ расчета параметров веществ разрабатывалась по принципу модульности таким образом, чтобы система программ была построена по иерархически-кооперационной структуре с рациональным сочетанием централизации и децентрализации. На рис. 3 показана структура банка программ расчета параметров веществ.
 

Функциональная схема управления

Один из элементов получает информацию от рабочих компонентов А, А, А, … Управляющая подсистема, на которую поступают сведения, перерабатывает их. После этого она направляет приказы рабочим элементам. В результате последние изменяют свое состояние. Здесь стоит сказать, что любые данные могут влиять на элементы, которые их получают. Информация считается управляющей тогда, когда она воздействует на ряд выделенных параметров устройства, описанных как «наблюдаемые», «основные», «внешние» и так далее. Часто управляющее устройство по пропускной способности и емкости невелико. В этом случае оно служит только для переключения потоков данных. Реальная же их обработка и формулирование приказов осуществляются в одном из элементов А, А, А,… либо согласно присутствующих в нем сведений. В таких случаях управление переходит в этот компонент. Это, в частности, имеет место в вычислительной машине. Элементами А, А, А, … выступают ячейки оперативной памяти. В одних содержится пассивная информация (к примеру, числа), в других — команды (приказы).

Особенности построения

Функциональная схема включает в себя вершины, с каждой из которых сопоставляется один из элементов А. К ним также относят множество состояний, при которых выработка приказов осуществляется именно в этом компоненте. Дуги в таком случае будут означать переход управления из одного элемента в другой. Такая функциональная схема даже в случае полной детерминированности (определенности) последующего состояния может содержать разветвления. Это обуславливается тем, что каждая точка соответствует обширному числу состояний. Передача управления, таким образом, будет зависеть от состояния командного устройства или элемента, в котором формулируются приказы.

Построение — функциональная схема

Построение функциональных схем ( ФС) сложных устройств проводится в общем случае в два этапа. На первом этапе каждый реальный элемент устройства представляется соответствующим элементом ФС. Для безынерционных и линейных инерционных элементов, выполняющих достаточно простые преобразования сигнала, а также для идеализированных функциональных элементов построение ФС на этом заканчивается. Если же элемент или выполняемое им преобразование сложны, то необходим второй этап построения ФС — этап детализации элемента или преобразования. На этом этапе детализируемый элемент разделяется на более мелкие образующие его элементы, а при детализации преобразования сигнала оно представляется последовательностью более простых преобразований.
 

Рассмотрим построение функциональной схемы по графу автомата на примере.
 

Рассмотрим построение функциональных схем на примере оборудования студийной аппаратной. Ко входу оборудования подключают и источники сигнала низкого уровня — микрофоны, и источники сигнала высокого уровня — магнитофоны, соединительные линии. Поэтому в вещательных устройствах имеются входы низкого и высокого уровня. В современных вещательных устройствах делают и универсальные входы, рассчитанные на подключение источников разного уровня. Чувствительность устройств в этом случае регулируют, изменяя затухание входного ступенчатого делителя или изменяя коэффициент отрицательной обратной связи входного ( микрофонного) усилителя.
 

Рассмотрим построение функциональной схемы координатной РАТС типа АТСК-У на примере станции РАТС 1, которая должна быть запроектирована по исходным данным, приведенным в табл. 2.1, 2.4 и 2.7. В гл.
 

Для построения функциональной схемы ПМО, предназначенного для математического моделирования интегрированных бортовых систем навигации и наведения высокоманевренных ЛА, необходимо составить функциональную схему моделирования, содержащую все объекты моделирования с указанием их назначения и взаимодействия с другими объектами и внешней средой.
 

Процесс построения функциональной схемы в общем виде сводится к следующему.
 

Методика построения функциональной схемы многоступенчатого дешифратора заключается в следующем. Все входы п разбивают на две группы, каждую из которых также разбивают на две группы и так далее, пока в каждой группе останется не более трех входов. Следовательно, матрицы первой ступени, содержащие два или три входа, образуют соответственно 4 или 8 комбинаций выходных переменных при помощи 8 или 24 диодов.
 

При построении функциональных схем важно выполнение последовательности операций.
 

Принципиально возможно построение функциональных схем сумматоров, работающих в любой системе счисления, отличающейся от двоичной.
 

Если при построении функциональной схемы на многоколлекторных транзисторах исходная функциональная схема выполняется на логических ячейках И, НЕ, И-НЕ, то они заменяются многоколлекторными транзисторами, число коллекторов которых равно числу нагрузок на выходе ячейки.
 

Этап структурного синтеза заканчивается построением функциональной схемы ЦА, состоящей из логических элементов и ЭП.
 

Противоречия

При построении функциональной системы важно обратить внимание на разъяснение ряда моментов. В процессе изображения могут выявиться некоторые противоречия, которые, однако, можно снять соответствующими пояснениями. В действительности, например, когда говорят, что собака вертит хвостом, бежит, лает, имеют в виду множество различных конкретных состояний животного

Однако здесь есть некоторое противоречие. Под состоянием принято понимать нечто статичное. Действие же — явление динамичное. Оно выступает в большей степени как смена состояний. Если, например, на фото хвост собаки находится в плоскости симметрии, это еще не означает, что в действительности он застыл в неподвижности. Животное может им и вертеть, а на снимке запечатлен только один момент — статичное состояние. Данное противоречие можно снять соответствующим замечанием. Можно пояснить, что в состояние включаются не только такие категории, как «положение», но и такие, как «скорость», «ускорение» и так далее. В рассматриваемом примере с собакой в описание состояния включается указание на напряженность мышц хвоста, возбужденность нейронов, которыми осуществляется регулирование положения мускулатуры

В действительности, например, когда говорят, что собака вертит хвостом, бежит, лает, имеют в виду множество различных конкретных состояний животного. Однако здесь есть некоторое противоречие. Под состоянием принято понимать нечто статичное. Действие же — явление динамичное. Оно выступает в большей степени как смена состояний. Если, например, на фото хвост собаки находится в плоскости симметрии, это еще не означает, что в действительности он застыл в неподвижности. Животное может им и вертеть, а на снимке запечатлен только один момент — статичное состояние. Данное противоречие можно снять соответствующим замечанием. Можно пояснить, что в состояние включаются не только такие категории, как «положение», но и такие, как «скорость», «ускорение» и так далее. В рассматриваемом примере с собакой в описание состояния включается указание на напряженность мышц хвоста, возбужденность нейронов, которыми осуществляется регулирование положения мускулатуры.

Что такое структурная схема

Структурная схема показывает основные функциональные части электронного изделия, назначение электронных блоков и взаимосвязи между ними. Схема отображает принцип действия электронных аппаратов в общем виде. Действительное расположение компонентов на структурной схеме не учитывают и способ связи не раскрывают. Построение схемы должно давать наглядное представление о

• Электронном изделии,
• последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. Функциональные части на схеме показаны в виде прямоугольников или условных графических обозначений. При изображении функциональных частей в виде прямоугольников их наименования, типы и обозначения вписывают внутрь прямоугольников.

Направление хода процесса, происходящего в изделии, показаны стрелками, соединяющими функциональные части. На схемах простых изделии функциональные части располагают в виде цепочки в соответствии с ходом рабочего процесса в направлении слева направо. Схемы, содержащие несколько основных рабочих каналов, рекомендуется вычерчивать в виде параллельных горизонтальных строк.

Ниже на нескольких примерах показаны правила и особенности построения структурных схем устройств и систем.

На рис.1 приведена упрощенная структурная схема телефона

Мобильный телефон имеет структуру микропроцессорной системы, которая содержит: — ЦП (один или два)

— память (ОЗУ ПЗУ)

— контролер питания

— контролер зарядки

— контролер (зачастую ПЛИС), усилитель, диплексер радиочастотного тракта

— другая периферия

Функции и задачи подсистем Системы

Для каждой подсистемы приводится перечень выполняемых ею функций и задач. Перечень функций и задач берется из раздела технического задания.

Подсистема сбора, обработки и загрузки данных

Подсистема хранения данных

Подсистема формирования и визуализации отчетности

Исключение элементов

Графы часто изображают обобщенно, пропуская при этом несущественные шаги и детали. В таких случаях может оказаться, что от состояния нескольких разных подсистем будет зависеть тот путь, по которому пойдет командная функция. Условие, при выполнении которого произойдет такой переход, как правило, указывают рядом с дугой (стрелкой). В этом случае функциональная схема показывает, что в устройстве присутствуют два элемента. Ими являются блоки проверки и исполнения операций. Управление при этом будет переходить из одной подсистемы в другую согласно стрелкам. В устройстве могут присутствовать и иные компоненты. Однако функциональная схема их не отображает. Они именуются средой. Эти подсистемы никогда не получат управления, что и обуславливает их отсутствие на графе.

Отличия между чертежом и схемой

Отсутствие сведений о геометрических свойствах предметов, полноты и метрической определенности, позволяющей воспроизвести деталь — основные признаки того, чем отличаются чертежи от схем. Электросхемы в зависимости от назначения, не полностью отражают геометрические характеристики изделий или вообще не отображают формы и размеры предметов. В электротехнике, радиоэлектронике и связи электросхемы обычно иллюстрируют принцип действия устройства.

Существуют различные типы электрических схем, профессиональные электрики или любители должны понимать назначение и отличия чертежей, различать шифры и читать информацию на изображениях.

Пример — структурная схема

Пример структурной схемы, использующей два интегратора, показан на рис. IV-56. Анализ их поведения и качества может быть выполнен обычными методами теории систем автоматического регулирования.
 

Пример структурной схемы простой С.
 

Пример структурной схемы такой мини — ЭВМ приведен на рис. 1.4, где ЦП — центральный процессор; ВЗУ, ОЗУ — внешнее и оперативное запоминающие устройства; ЧМ — числовая магистраль ( общая шина); КМП — каналы массовой памяти. В то же время в ЭВМ высокой и средней производительности используются внутренние числовые магистрали ЧМ вследствие простоты аппаратной реализации и достаточно высокой скорости передачи данных.
 

Примеры структурных схем статической и астатической систем представлены на рис. 16.10 а и б соответственно.
 

Пример структурной схемы ПИ-регуля-тора дан на рис. 3.8, а. Так же как и для законов ПИ — и ПД-регулирования, структурная схема ПИД-регулятора может иметь разновидности с общим коэффициентом усиления для различных составляющих закона регулирования.
 

Пример структурной схемы измерительного прибора со встроенным микропроцессором представлен на ряс. В этой схеме можно выделить две часта: измерительную часть ( аналого-цифровой преобразователь АЦП, цифроаналоговый преобразователь ЦАГК усилитель, коммутатор, мера) и часть программного управления и обработки данных ( МП, ОЗУ.
 

Пример структурной схемы регулирующей установки, состоящей из первичных приборов, регулирующего прибора, магнитного пускателя, исполнительного механизма, регулирующего органа и пусковой аппаратуры приведен на фиг.
 

Пример структурной схемы СВЧ полупроводникового радиопередатчика с ФАР приведен на рис. 1.3. Здесь к многоэлементной антенной решетке подводят сигналы от отдельных полупроводниковых усилетелей при едином первичном источнике сигнала. Общая излучаемая мощность системы в целом близка к сумме мощностей всех усилителей. В настоящее время на основе ФАР созданы СВЧ радиопередатчики систем радиосвязи и радиолокации мощностью в несколько киловатт в непрерывном и до меговатта в импульсном режимах работы. Примеры применения СВЧ полупроводниковых радиопередатчиков в системах радиосвязи и радиолокации приведены в гл.
 

Рассмотрен пример структурной схемы, реализующей оптимальный процесс в том случае, когда хд ( t) представляет собою полином 2-го порядка.
 

На примере структурных схем узлов рассмотрим их функционирование.
 

На примере логической структурной схемы одноразрядного счетчика ( рис. VII.6) рассмотрим его построение и работу.
 

Приведенные выше примеры структурных схем непрерывных систем экстремального регулирования сами по себе иллюстрируют то положение, что динамика подобных экстремальных систем в указанных условиях во многом аналогична динамике обычных линейных систем регулирования.
 

На рис. 12.1 приведен пример структурной схемы ВЦ первой группы ( для решения научных.