Programabilna Autonomna Vozila III deo

Automat sa konačnim brojem stanja

Uvod

Nakon svih praktično realizovanih elektronskih komponenti poslednji korak nas vodi ka realizaciji inteligencije- upravljačkog softvera - koja se realizuje automatom sa konačnim brojem stanja. Robotska inteligencija je upravo to, automat, mašina koja na osnovu pobuda prelazi iz stanja u stanje sa ciljem izvršenja zadatka - tema trećeg dela o programabilnim autonomnim vozilima.

Slika1. (a) KA sa beskonačno mnogo prelaza između stanja. (b) KA sa konačno mnogo prelaza između stanja, State C je izlaz.

Automat sa konačnim brojem stanja

Automat sa kona
čnim brojem stanja (u nastavku teksta KA) jeste matematički model za definisanje ponašanja sistema. Definisan je uređenom trojkom KA = (S, P, Z) pri čemu je: S – konačan skup svih mogućih stanja sistema, P – konačan skup svih mogućih pobuda sistema, Z skup svih mogućih zadataka sistema. Svaki zadatak sistema definisan je uređenom četvorkom Z = (Sz, Sz0, Pz, fz), pri čemu je: Sz – skup stanja potrebnih za realizaciju zadatka, pri čemu svako stanje pripada skupu S, Sz0 – početno stanje, takođe pripada skupu S, Pz skup pobuda zadatka, pri čemu svaka pobuda pripada konačnom skupu P i fz – funkcija prelaza zadatka. Princip rada je jednostavan, KA za zadati zadatak Z na osnovu funkcije prelaza fz, u zavisnosti od trenutnog stanja i ulazne pobude odlučuje o novom stanju sistema. Kao takav, KA možemo iskoristiti za realizaciju upravljačkog softvera odnosno “inteligencije” programabilnog autonomnog vozila (u nastavku teksta PAV). Mirovanje, kretanje unapred, unazad, rotiranje točkova i sva ostala moguća stanja PAV-a čine skup S. Mehanički senzori, infracrveni senzori (u nastavku teksta IC), senzori DC motora itd. (InfoElektronika broj 111 – praktična realizacija senzora) čine konačan skup pobuda P. Primer: PAV se nalazi u stanju kretanja unapred, IC senzor (pobuda) detektuje objekat ispred sebe, funkcija prelaza fz na osnovu trenutnog stanja i tipa pobude određuje novo stanje, recimo, zaustavi vozilo. Kao što je već napomenuto u prvom delu o PAV (InfoElektronika broj 110), zadaci čine polaznu tačku. Na osnovu istih, gore prikazani matematički model koristimo za opis ponašanja sistema i praktičnu realizaciju upravljačkog softvera. Sa stanovišta broja prelaza između stanja, razlikujemo dva tipa KA: sa konačno mnogo i beskonačno mnogo prelaza.

Slika2. KA sa konačnim brojem stanja. Opisuje kretanje programabilnog autonomnog vozila koje prati crnu traku na beloj podlozi. End/Stop je krajnje stanje, te je samim tim ovo KA sa konačno mnogo prelaza između stanja.

Konačni automat sa beskonačno mnogo prelaza između stanja
Na slici 1.a. prikazan je grafikon KA sa bekonačno mnogo prelaza između stanja. Stanja su prikazana kružnicom, dok su prelazi između stanja prikazani strelicom. Stanja A i B čine konačan skup mogućih stanja sistema S. P1 i P2 čine konačan skup mogućih pobuda sistema P. Početno stanje sistema S0 je stanje A. U slučaju pobude P1, KA prelazi u stanje B. U slučaju pobude P2, KA prelazi u stanje A. Kako u oba slučaja imamo prelaz u neko od stanja sistema, automat smatramo beskonačnim. Pošto sistem čine dva moguća stanja: A i B, jedina moguća beskonačna sekvenca prelaza između stanja je sledeća: A,B,A,B,A,B,A,B,A,B ...

Slika3. Programabilno autonomno vozilo. System Development Platform: MikroElektronika - Easy 8051 v6 for Atmel AT89S8253 MCU.

Slika4. Infra crveni senzor (percepcija), služi za praćenje crne putanje na beloj podlozi.


Autor: Vladimir Savić
Tekst je objavljen u InfoElektronika magazinu broj 112.
Napomena: tekst će biti preveden na engleski jezik by Nera Marković.

Prva dva dela su na engleskom jeziku:

Comments

Popular posts from this blog

Electrolytic capacitors and design rules