Kompleks penerbangan dan navigasi ialah gabungan kompleks perkakasan dan perisian yang disepadukan ke dalam satu rangkaian. Penyelesaian kepada tugas utama - meningkatkan kebolehpercayaan, keselamatan dan keteraturan penerbangan - dicapai melalui penggunaan sistem automatik khas untuk mengoptimumkan mod penerbangan. Di bawah keadaan ini, peranan perisian dalam struktur sistem navigasi meningkat secara tidak terkira berbanding peranti dan sistem navigasi individu. Kesempurnaan perisian PNC sebahagian besarnya menentukan kecekapan dan fleksibiliti keseluruhan kompleks.

Dalam erti kata yang luas, perisian difahami sebagai satu set matematik, linguistik, maklumat dan perisian itu sendiri. Perisian matematik merangkumi kaedah dan kaedah pemprosesan dan pengiraan maklumat, model dan algoritma. Sokongan linguistik ialah satu set bahasa pengaturcaraan yang digunakan dalam PNC untuk menerangkan pelbagai prosedur, algoritma, dan model. Sokongan Maklumat dibahagikan kepada pangkalan data on-board dan maklumat operasi yang datang daripada sistem on-board. Perisian ini terdiri daripada program dan dokumen (pada media komputer dan kertas).

Program dibahagikan kepada seluruh sistem, asas dan terpakai. Program sistem am, yang sebenarnya, sistem pengendalian, direka bentuk untuk mengatur fungsi PNC sebagai sistem pengkomputeran (merancang proses pengkomputeran, mengurusnya, mengagihkan sumber, dll.) dan tidak mencerminkan spesifik sesuatu PNC tertentu. Perisian asas dan aplikasi dicipta secara langsung untuk keperluan PNK. Asas termasuk program yang memastikan program aplikasi berfungsi dengan betul. Program aplikasi melaksanakan elemen perisian matematik PNC dan menyelesaikan masalah tertentu. Program aplikasi dicipta dalam bentuk modul berasingan, yang disambungkan oleh program kawalan pada pelbagai peringkat penerbangan dan melaksanakan algoritma PNC persendirian.

Apabila membangunkan perisian, adalah perlu untuk mengambil kira beberapa keperluan, seperti ralat pengiraan kecil, masa pelaksanaan minimum, memori minimum yang diperlukan, keupayaan untuk mengawal kemajuan pengiraan, dan perlindungan daripada kegagalan sistematik dan rawak.

Menurut prinsip membina struktur perisian, PNC boleh berorientasikan prosedur dan masalah. Perisian PNC moden dibina berdasarkan prinsip modular, apabila setiap modul direka untuk menyelesaikan masalah yang berasingan dan modul boleh digabungkan dalam pelbagai kombinasi. Struktur ini memungkinkan untuk mengembangkan fungsi PNC tanpa mengubah bahagian utamanya dengan mencipta dan menambah modul baharu, tetapi ini mengehadkan bilangan dan arah sambungan dalam kompleks dan menentukan logik tegar organisasinya. Dalam PNC yang menjanjikan, ia dirancang untuk menggunakan elemen kecerdasan buatan yang akan menyesuaikan diri dengan perubahan dalam keadaan luaran, membina semula struktur PNC.

Dalam Rajah. Rajah 2.25 menunjukkan struktur algoritma PNC am, yang terdiri daripada satu set algoritma persendirian yang berkaitan:

KNS- kompleks sistem navigasi, termasuk keseluruhan set navigasi atas kapal dan peralatan penerbangan;

APPO- transformasi dan algoritma pemprosesan utama;

AKOI - algoritma untuk pemprosesan maklumat yang kompleks;

AU - algoritma kawalan objek;

AOVI- algoritma untuk bertukar dan mengeluarkan maklumat;

SOI PU- sistem paparan maklumat dan panel kawalan;

ASIO - algoritma untuk perlindungan dan pengecualian kegagalan;

AIP SV- algoritma simulasi penerbangan dan navigasi;

ADOP- algoritma untuk menghantar dan mengatur gangguan;

transmisi automatik- algoritma kawalan dan pemeriksaan.

Algoritma PNC am direka bentuk untuk melaksanakan keseluruhan pelbagai tugas yang dihadapi oleh kompleks; ia termasuk set algoritma persendirian yang saling berkaitan secara fungsional yang menyelesaikan satu masalah pemprosesan maklumat yang boleh dipercayai dengan ketepatan yang diperlukan dan kebijaksanaan yang ditentukan serta menjana isyarat kawalan dan maklumat.

CNS mungkin termasuk satu atau lebih sistem navigasi inersia, yang merupakan asas PNK, kompleks sistem navigasi kejuruteraan radio (RSBN, RSDN, SNS, dll.), sistem isyarat udara dan sistem lain yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah mengawal objek tertentu.

Transformasi dan algoritma pemprosesan utama melakukan penukaran analog-ke-digital, purata atau pra-penapisan ukuran. Kumpulan algoritma yang sama menjalankan pengurangan bacaan pelbagai sensor Kepada sistem bersatu koordinat

Algoritma untuk pemprosesan maklumat yang kompleks menggunakan lebihan maklumat meter PNC untuk menyelesaikan masalah penapisan, ekstrapolasi dan interpolasi data. Kualiti algoritma ini menentukan ketepatan dan kebolehpercayaan sokongan navigasi penerbangan. Pengubahsuaian penapis Kalman digital yang paling banyak digunakan dalam kelas algoritma ini ialah

Algoritma kawalan objek melaksanakan semua tugas kawalan yang dilakukan di atas pesawat. Pelbagai tugas yang dilaksanakan adalah jauh lebih luas daripada senapang gerak sendiri, yang hanya menyediakan kawalan pergerakan pesawat. Kumpulan algoritma ini, bersama anak kapal, memastikan pemenuhan matlamat penerbangan atau misi penerbangan.

Semua algoritma dilaksanakan dalam bentuk modul perisian yang melaksanakan algoritma kawalan persendirian, yang seterusnya dibahagikan kepada sasaran dan berfungsi. Yang pertama untuk melaksanakan yang telah siap sasaran, seperti kawalan PNC, trajektori, pendaratan, dll. Yang terakhir membentuk fungsi khusus proses kawalan (pengoptimuman mod penerbangan, pengurusan terminal, ciri ketepatan kompleks, dsb.).

Algoritma untuk bertukar dan mengeluarkan maklumat adalah elemen sistem paparan maklumat. Mereka menghubungkan pelanggan PNK dengan komputer atasan kompleks pengkomputeran dan melaksanakan fungsi menukar maklumat, menerima, menghantar dan menyimpan data buat sementara waktu.

Algoritma untuk menghantar dan mengatur gangguan adalah asas kepada sistem pengendalian kompleks pengkomputeran PNK dan SOI. Tujuan utama mereka adalah untuk mengedarkan urutan dan masa pelaksanaan algoritma peribadi individu.

Algoritma kawalan dan pemeriksaan menyelesaikan masalah menilai keadaan teknikal, menutup atau memulihkan peralatan yang rosak dan mengkonfigurasi semula FNC.

Algoritma peribadi yang disenaraikan hanya mencerminkan yang paling banyak struktur umum sokongan algoritma PNC, yang boleh berbeza dengan ketara bergantung pada jenis pesawat. Sokongan perisian dan algoritma untuk PNC yang menjanjikan harus dibuat menggunakan kecerdasan buatan, sifat kebolehsuaian dan keupayaan konfigurasi semula kompleks.

2.8. KONSEP CIRI-CIRI NAVIGASI YANG DIPERLUKAN BAGI PERALATAN PENERBANGAN DAN PERALATAN

Jawatankuasa Khas ICAO mengenai Sistem Navigasi Udara Masa Hadapan (FANS) telah membangunkan konsep prestasi navigasi yang diperlukan (RNP), yang membolehkan kami beralih daripada keperluan untuk set wajib peralatan navigasi di atas kapal kepada gabungan optimum peralatan navigasi di atas kapal dan keupayaan teknikal ruang udara khusus untuk semua fasa penerbangan. Ini adalah bagaimana peralihan daripada kawalan trafik udara kepada pengurusan trafik udara (ATM) yang lebih fleksibel direalisasikan.

Apabila pesawat terbang di sepanjang laluan mengikut jenis RNP, ketepatan minimum yang diperlukan untuk mengekalkan ciri navigasi ditetapkan, i.e. lebar koridor (dalam batu nautika) di mana pesawat mesti kekal sekurang-kurangnya 95% daripada masa penerbangan. Dalam kes ini, ketepatan ditentukan oleh jumlah ralat sistem navigasi, paparan dan teknik pandu.

Empat jenis utama RNP dirancang untuk digunakan untuk penerbangan di sepanjang laluan:

RNP 1 menyediakan penggunaan yang paling cekap maklumat yang tepat mengenai lokasi pesawat untuk memastikan fleksibiliti dalam mengatur dan menukar laluan, serta untuk mengatur trafik udara semasa peralihan dari kawasan lapangan terbang ke penerbangan di sepanjang laluan dan belakang;

RNP 4 bertujuan untuk organisasi laluan ATS dan corak ruang udara dengan jarak terhad antara alat bantu navigasi darat dan digunakan di ruang udara benua;

RNP 12, 6 menentukan kemungkinan pengoptimuman terhad laluan di kawasan dengan tahap pengurangan penyediaan alat bantuan navigasi;

RNP 20 mencirikan keupayaan minimum, yang dianggap boleh diterima untuk menyokong penerbangan di laluan ATS.

Untuk memastikan tahap keselamatan penerbangan yang diperlukan untuk kaedah navigasi kawasan (RNAV) yang sedang diperkenalkan ke dalam amalan ATS, sebagai tambahan kepada jenis RNP, dua penunjuk tambahan diwujudkan:

integriti mengekalkan koridor keselamatan, ditentukan oleh kebarangkalian tidak dikesan oleh sistem navigasi sisihan sisi linear melebihi dua kali kesalahan yang dibenarkan ciri navigasi (10 -5 setiap 1 jam penerbangan);

kesinambungan operasi tanpa kegagalan sistem navigasi, ditentukan oleh kebarangkalian mengeluarkan amaran kegagalan palsu atau benar (10 -4 setiap 1 jam penerbangan) semasa peringkat kritikal penerbangan.

Penggunaan teknik navigasi kawasan dalam konsep RNP membolehkan penerbangan di mana-mana ruang udara dalam toleransi ketepatan kedudukan yang ditetapkan, sambil menghapuskan keperluan untuk terbang terus melalui alat bantuan navigasi berasaskan darat.

Untuk fasa paling kritikal dalam penerbangan (pendekatan, pendaratan dan pelepasan), tambahan RNP menetapkan keperluan untuk integriti, kesinambungan dan ketersediaan (kesediaan berfungsi, yang ditentukan oleh kebarangkalian bahawa semasa pelaksanaan manuver yang dirancang sistem navigasi mampu melaksanakan fungsinya) cara pelayaran dalam ruang udara tertentu. Secara kuantitatif, parameter pendekatan pendaratan dicirikan oleh sempadan koridor pembendungan luaran dan dalaman pesawat, serta kemungkinan gangguan integriti, kesinambungan dan ketersediaan maklumat navigasi yang diterima daripada peralatan di atas kapal dan darat- bantuan navigasi berasaskan. Oleh itu, untuk pendekatan pendaratan mengikut kategori kesukaran CAT III, penunjuk kuantitatif berikut bagi parameter yang ditentukan ditetapkan:

kehilangan integriti dalam selang dari titik kawalan pendekatan akhir - hingga ketinggian 30 m di atas titik pendaratan (165 s), dari ketinggian 30 m hingga saat touchdown (30 s);

kehilangan kesinambungan dalam bahagian di atas, masing-masing, dan ;

Ketersediaan 0.999 pada ketinggian 30 m.

Data mengenai lebar koridor mengikut KIR SAT III dibentangkan dalam Rajah. 2.26.

nasi. 2.26. Sempadan koridor mengikut RNP CAT III

Untuk melaksanakan sistem maklumat algoritma dan perisian dengan matlamat yang ditetapkan, adalah perlu untuk menyelesaikan masalah berikut secara konsisten.

1. Pembangunan prinsip untuk pembinaan dan seni bina sistem instrumental untuk penyepaduan data pengeluaran, termasuk penyepaduan pelbagai data teknologi yang digunakan oleh industri.

2. Penciptaan model integrasi data pengeluaran (IMPD) OGDC berdasarkan cadangan prinsip pembinaan dan keperluan yang dirumuskan untuk sistem instrumental yang dibangunkan.

3. Pembangunan sokongan algoritma untuk SIPD instrumental. Penyelesaian masalah ini juga melibatkan kajian keberkesanan algoritma yang dicadangkan.

4. Pembangunan perisian untuk DSPD instrumental. Hasil daripada menyelesaikan masalah ini hendaklah perisian dicipta dengan mengambil kira prinsip dan seni bina sistem instrumental yang dibangunkan dan melaksanakan algoritma yang dicadangkan.

5. Penciptaan dan pelaksanaan sistem instrumental yang dibangunkan untuk penyelesaian masalah praktikal penciptaan SIPD khusus dan integrasi dengan bantuan data pengeluaran IS moden.

Dalam organisasi sistem pemprosesan maklumat pembohongan:

Satu set kaedah dan alat yang saling berkaitan untuk mengumpul dan memproses data yang diperlukan untuk mengatur pengurusan kemudahan.

SOI adalah berdasarkan penggunaan komputer dan lain-lain cara moden teknologi maklumat, itulah sebabnya mereka juga dipanggil sistem pemprosesan data automatik (ASOD). Tanpa komputer, pembinaan SOI hanya boleh dilakukan pada objek kecil.

Penggunaan komputer bermakna bukan melaksanakan maklumat individu dan kerja pengkomputeran, tetapi satu set kerja yang berkaitan dengan kompleks tunggal dan dilaksanakan berdasarkan satu proses teknologi.

SOI harus dibezakan daripada sistem kawalan automatik (ACS). Fungsi sistem kawalan automatik termasuk, pertama sekali, melakukan pengiraan yang berkaitan dengan menyelesaikan masalah kawalan dan memilih pilihan yang optimum rancangan berdasarkan ekonomi kaedah matematik dan model, dsb. Tujuan langsung mereka adalah untuk meningkatkan kecekapan pengurusan. Fungsi SOI ialah pengumpulan, penyimpanan, carian, dan pemprosesan data yang diperlukan untuk melaksanakan pengiraan ini pada kos terendah. Apabila mencipta ASOD, tugasnya adalah untuk memilih dan mengautomasikan operasi rutin intensif buruh yang kerap berulang pada jumlah data yang besar. JADI SAYA - Ini biasanya sebahagian dan peringkat pertama pembangunan sistem kawalan automatik. Walau bagaimanapun, SOI juga berfungsi sebagai sistem bebas. Dalam sesetengah kes, adalah lebih cekap untuk menggabungkan pemprosesan data homogen dalam satu sistem untuk nombor besar masalah kawalan diselesaikan dalam sistem kawalan automatik yang berbeza; cipta SOI untuk kegunaan kolektif.

Sistem maklumat automatik mempunyai sokongan dan bahagian berfungsi, yang terdiri daripada subsistem (Rajah 1.38).

nasi. 1.38 Sistem maklumat automatik

Subsistem- Ini adalah sebahagian daripada sistem, dibezakan oleh beberapa ciri.

Bahagian fungsian sistem maklumat memastikan pelaksanaan tugas dan tujuan sistem maklumat. Malah, ini mengandungi model sistem pengurusan organisasi. Dalam bahagian ini, matlamat pengurusan diubah menjadi fungsi, fungsi menjadi subsistem sistem maklumat. Subsistem melaksanakan tugas. Biasanya, dalam sistem maklumat, bahagian berfungsi dibahagikan kepada subsistem mengikut ciri fungsi:

· peringkat pengurusan (tertinggi, pertengahan, terendah);

· jenis sumber terurus (bahan, buruh, kewangan, dll.);

· skop permohonan (perbankan, pasaran saham, dll.);

· fungsi pengurusan dan tempoh pengurusan.

Sebagai contoh, sistem maklumat pengurusan proses teknologi ialah sistem maklumat komputer yang menyediakan sokongan keputusan untuk pengurusan proses teknologi dengan kebijaksanaan tertentu dan dalam tempoh pengurusan tertentu.

Dalam jadual 5 menunjukkan beberapa sistem maklumat yang mungkin, tetapi ia mencukupi untuk menggambarkan hubungan antara fungsi sistem dan fungsi pengurusan.

Tanda berfungsi menentukan tujuan subsistem, serta matlamat, objektif dan fungsi utamanya. Struktur sistem maklumat boleh dibentangkan sebagai satu set subsistem fungsinya, dan ciri fungsi boleh digunakan dalam klasifikasi sistem maklumat.

Sebagai contoh, sistem maklumat syarikat pembuatan mempunyai subsistem berikut: pengurusan inventori, pengurusan proses pengeluaran, dsb.

Dalam amalan ekonomi kemudahan perindustrian dan komersial, jenis aktiviti tipikal yang menentukan sifat fungsi klasifikasi sistem maklumat ialah: pengeluaran, pemasaran, kewangan, kakitangan.

Fungsi sistem maklumat Jadual 5

Oleh itu, "komponen berfungsi" membentuk asas substantif IS, berdasarkan model, kaedah dan algoritma untuk mendapatkan maklumat kawalan.

Struktur fungsian IS ialah satu set subsistem berfungsi, set tugas dan prosedur pemprosesan maklumat yang melaksanakan fungsi sistem kawalan. Dalam sistem pengurusan syarikat-syarikat besar, subsistem bebas (litar) peringkat pengurusan fungsian dan organisasi dibezakan:

1. Analisis dan pengurusan strategik. ini peringkat tertinggi pengurusan, memastikan pemusatan pengurusan keseluruhan perusahaan, memberi tumpuan kepada pengurusan peringkat tertinggi.

2. Pengurusan pengeluaran.

Sistem ERP buatan asing yang dibangunkan mempunyai struktur yang mantap bagi komponen asas sistem pengurusan perusahaan:

1. Perakaunan dan kewangan.

2. Pengurusan bahan (logistik).

3. Pengurusan pengeluaran.

4. Memastikan pengeluaran.

5. Pengurusan pengangkutan dan gudang terpencil.

6. Pengurusan kakitangan.

7. Gaji.

8. Pemodelan proses perniagaan.

9. Sistem sokongan keputusan (DSS).

Bahagian sokongan IS terdiri daripada sokongan maklumat, teknikal, matematik, perisian, metodologi, organisasi, undang-undang dan linguistik. Tempat istimewa dalam proses maklumat masyarakat diduduki oleh penciptaan rangkaian komputer dan pembinaan berdasarkannya sistem teragih pemprosesan maklumat (RSOP) . RSOI mewakili satu set nod yang berjauhan secara geografi antara satu sama lain, disatukan oleh sistem penghantaran data dan berinteraksi melalui pertukaran mesej. Sistem sedemikian menyediakan pemprosesan data teragih, di mana proses aplikasi dari satu nod boleh mengakses maklumat daripada mana-mana nod lain. Matlamat utama untuk mewujudkan RSIO ialah penyepaduan maklumat dan sumber pengkomputeran, serta peralatan komunikasi dan pejabat, dsb., bagi seluruh wilayah pengguna.

Contoh RSDI ialah pangkalan data teragih (RDB), yang merupakan koleksi pangkalan data yang berkaitan secara logik yang terletak dalam nod yang berbeza dan aliran tugas aplikasi - transaksi global yang boleh menggunakan beberapa pangkalan data secara serentak sebagai satu keseluruhan. Masalah yang paling penting Masalah yang timbul dalam mana-mana RDB ialah perlindungan sumber maklumat yang disimpan di dalamnya daripada tindakan yang salah. Hasil daripada urus niaga serentak, beberapa urus niaga ini mungkin menjejaskan integriti RDB buat sementara waktu. Jelas sekali, disiplin pemprosesan transaksi tertentu diperlukan untuk membenarkannya

menyelesaikan masalah. Disiplin sedemikian wujud dan dikenali sebagai siri transaksi. Untuk pelaksanaan praktikal disiplin ini dalam RDB, mekanisme penyekatan, cap masa dan pendekatan optimistik paling kerap digunakan. Dalam pelaksanaan algoritma kawalan konkurensi dalam RDB, adalah dicadangkan untuk menggunakan sistem pengurusan transaksi (FTS) toleran kesalahan sebagai bahagian penting RDBMS, yang memastikan interaksi proses aplikasi dengan sumber maklumat RBD.

OSUT diwakili sebagai diedarkan pakej perisian, yang terdiri daripada modul berasingan. Keperluan utama dan ciri tersendiri OSUT adalah untuk memastikan ketekalan RDB dalam proses memproses permintaan pengguna selari sekiranya berlaku kemungkinan kegagalan tak segerak nod (proses).

Komponen berikut bagi fungsi OSUT dalam setiap nod J:

Modul (penjana transaksi) – penjana transaksi;

Modul (nukleus penyegerakan) – penyegerak permintaan transaksi;

Modul (pengurus urus niaga) – pengurus komit transaksi;

Modul (pengurus data) – pengurus data;

Modul (pengurus pilihan raya) – penyelaras pengurus pilihan raya;

Modul (pengurus rollback) – pengurus rollback transaksi;

Pemodelan simulasi adalah kaedah penyelidikan kejuruteraan yang berkuasa sistem yang kompleks, digunakan dalam kes di mana kaedah lain tidak berkesan. Model simulasi ialah sistem yang menggambarkan struktur dan fungsi objek asal dalam bentuk algoritma yang menghubungkan pembolehubah input dan output yang diterima sebagai ciri objek yang dikaji. Model simulasi dilaksanakan dalam perisian menggunakan pelbagai bahasa.

Kerja makmal № 2 "Menguji penukar haba"

Topik: KAJIAN DAN SEMAK PENUKAR TERMA.

1. Kajian kaedah pengukuran dan reka bentuk penukar haba rujukan platinum-rhodium-platinum.

2. Biasakan diri dengan gambar rajah pemasangan dan penempatan instrumen di bangku makmal.

Kemajuan kerja: Penukar termoelektrik rujukan platinum-rhodium-platinum direka bentuk untuk menghantar saiz unit suhu (Rajah 1.39). Bahan-bahan termoelektrod penukar haba mematuhi keperluan dokumen pengawalseliaan berikut: termoelektrod positif yang diperbuat daripada wayar dengan diameter 0.5 mm daripada aloi jenama PlRd-10 (platinum + 10% rhodium) mengikut GOST. Termoelektrod penukar haba diperkuat dengan tiub dua saluran seramik pepejal, salah satu salurannya ditandakan dengan simbol termoelektrod yang terletak di dalamnya; bahan tiub adalah seramik aluminium oksida dengan kandungan sekurang-kurangnya 99%.

Rajah 1.39 Penukar termoelektrik platinum-rhodium-platinum

Kelas toleransi penukar:

1. Penukar rintangan dihasilkan dengan ciri penukaran statik nominal (NSC) dan sisihan rintangan yang dibenarkan pada 0°C (R0) daripada nilai nominal mengikut GOST 6651.

Jadual 6

2. Nilai W100, ditentukan oleh nisbah rintangan penukar haba pada 100°C (R100) kepada rintangan penukar haba pada 0°C (R0), menurut GOST 6651.

Jadual 7

Kerja makmal No. 3" Pengesahan penukar penyeragaman GSP"

Kajian peranti dan pengesahan penukar normalisasi GSP

pengesahan penukar penyeragaman GSP.

Kemajuan:

Sistem negeri peranti industri dan peralatan automasi (IAS) dicipta dengan tujuan menyediakan cara teknikal untuk pemantauan, pengawalseliaan dan sistem kawalan proses teknologi dalam pelbagai sektor ekonomi negara.

Pada peringkat awal mencipta peralatan automasi dalam pelbagai organisasi dan perusahaan, banyak peranti pengukur dan kawalan yang berbeza dengan ciri teknikal yang serupa telah dibangunkan, tetapi kemungkinan operasi bersama peranti dari pengeluar yang berbeza tidak diambil kira. Ini membawa kepada peningkatan dalam kos membangunkan sistem yang kompleks dan menghalang pelaksanaan meluas alat automasi.

Pada masa ini, GSP ialah set produk tersusun secara operasi, maklumat, bertenaga, metrologi dan struktur yang bertujuan untuk digunakan sebagai cara sistem automatik dan automatik untuk memantau, mengukur, mengawal proses teknologi, serta sistem maklumat dan pengukuran. GSP telah menjadi asas teknikal untuk penciptaan sistem kawalan proses automatik (APCS) dan sistem kawalan pengeluaran (APCS) dalam industri. Pembangunan dan aplikasinya menyumbang kepada pemformalkan proses mereka bentuk sistem kawalan proses automatik dan peralihan kepada reka bentuk mesin.

Penciptaan dan penambahbaikan GSP adalah berdasarkan prinsip sistem-teknikal berikut: penjenisan dan pengurangan kepelbagaian fungsi kawalan automatik, kawal selia dan pengurusan; meminimumkan julat peralatan teknikal; pembinaan blok-modular instrumen dan peranti; pembinaan agregat sistem kawalan berdasarkan bersatu

instrumen dan peranti; keserasian instrumen dan peranti.

Berdasarkan kefungsian, semua produk GSP dibahagikan kepada empat kumpulan peranti berikut: mendapatkan maklumat tentang keadaan proses atau objek; menerima, menukar dan menghantar maklumat melalui saluran komunikasi; transformasi, penyimpanan dan pemprosesan maklumat, pembentukan arahan kawalan; penggunaan maklumat arahan.

Kumpulan pertama peranti, bergantung pada kaedah penyampaian maklumat, termasuk: penderia; menormalkan penukar yang menjana isyarat komunikasi bersatu; peranti yang menyediakan pembentangan maklumat ukuran dalam bentuk yang boleh diakses kepada persepsi langsung oleh pemerhati, dan peranti untuk maklumat abjad angka yang dimasukkan secara manual oleh operator.

Kumpulan kedua peranti mengandungi komutator litar pengukur, penukar isyarat dan kod, pengekod dan penyahkod, peranti yang sepadan, telesignaling, telemeter dan peralatan telekawal. Peranti ini digunakan untuk menukar kedua-dua isyarat pengukur dan kawalan.

Kumpulan ketiga terdiri daripada penganalisis isyarat, penukar berfungsi dan operasi, peranti logik dan peranti memori, induk, pengawal selia, kawalan peranti pengkomputeran dan kompleks.

Kumpulan keempat termasuk penggerak (penggerak elektrik, pneumatik, hidraulik atau gabungan), penguat kuasa, peranti tambahan untuknya, serta peranti persembahan maklumat.

Pengurangan julat peralatan pemantauan dan kawalan dilaksanakan berdasarkan dua prinsip: penyatuan peranti dengan tujuan fungsi yang sama berdasarkan julat parametrik produk ini dan pengagregatan satu set cara teknikal untuk menyelesaikan masalah fungsi yang besar.

Pada masa ini, siri parametrik penderia untuk tekanan, aliran, aras, suhu dan alat pengukur elektrik telah dibangunkan.

Namun begitu, pengoptimuman mereka diteruskan mengikut petunjuk teknikal dan ekonomi, contohnya, mengikut kriteria jumlah kos minimum untuk memenuhi keperluan tertentu. Kriteria ini adalah berdasarkan percanggahan antara kepentingan pengguna dan pengilang: semakin sedikit peranti yang terdapat dalam satu siri, semakin rendah kos untuk pembangunan dan pembangunan mereka, dan kuantiti yang lebih besar ia dihasilkan, yang juga mengurangkan kos pengeluar . Menambah bilangan peranti berturut-turut memberikan penjimatan kepada pengguna kerana lebih banyak lagi penggunaan yang berkesan keupayaan mereka atau pematuhan yang lebih tepat kepada rejim proses teknologi.

Kompleks agregat (AK) ialah satu set cara teknikal, disusun dalam bentuk siri parametrik berfungsi, meliputi julat ukuran yang diperlukan dalam keadaan yang berbeza operasi dan memastikan prestasi semua fungsi dalam kelas tugasan tertentu.

Prinsip pengagregatan dalam SHG digunakan secara meluas. Reka bentuk asas bersatu bagi penderia kuantiti tenaga haba dengan isyarat pneumatik dan elektrik bersatu dicipta daripada hanya 600 item bahagian, manakala 136 jenis dan 863 pengubahsuaian penderia ini diperolehi.

Konsep keserasian yang wujud dalam GSP, biasa kepada semua produk, boleh dirumuskan seperti berikut.

Keserasian maklumat- satu set ciri piawai yang memastikan ketekalan isyarat komunikasi mengikut jenis dan tatanama, parameter bermaklumat mereka, tahap, hubungan spatio-temporal dan logik serta jenis logik. Untuk semua produk GSP, isyarat komunikasi bersatu dan antara muka bersatu telah diterima pakai, yang merupakan satu set perisian dan perkakasan yang memastikan interaksi peranti dalam sistem.

Keserasian struktur - satu set sifat yang memastikan ketekalan parameter reka bentuk dan gandingan mekanikal cara teknikal, serta pematuhan piawaian ergonomik dan keperluan estetik apabila digunakan bersama.

Saling kendali- satu set sifat yang memastikan kebolehkendalian dan kebolehpercayaan fungsi peralatan teknikal apabila digunakan bersama dalam persekitaran pengeluaran, serta kemudahan penyelenggaraan, pelarasan dan pembaikan.

Keserasian metrologi - set yang dipilih ciri metrologi dan sifat alat pengukur, memastikan kebolehbandingan hasil pengukuran dan kemungkinan mengira ralat keputusan pengukuran semasa operasi cara teknikal sebagai sebahagian daripada sistem.

Mengikut jenis tenaga yang digunakan sebagai pembawa isyarat maklumat, peranti GSP dibahagikan kepada elektrik, pneumatik, hidraulik, serta peranti yang beroperasi tanpa menggunakan tenaga tambahan - peranti bertindak langsung dan pengawal selia. Untuk memastikan bekerjasama peranti pelbagai kumpulan, penukar isyarat yang sesuai digunakan. Dalam sistem kawalan automatik, yang paling berkesan ialah penggunaan gabungan peranti daripada kumpulan yang berbeza.

Kelebihan peralatan elektrik terkenal. Ini adalah, pertama sekali, sensitiviti tinggi, ketepatan, kelajuan, kemudahan penghantaran, penyimpanan dan pemprosesan maklumat. Peranti pneumatik memberikan keselamatan yang lebih tinggi apabila digunakan dalam persekitaran yang mudah terbakar dan mudah meletup, kebolehpercayaan yang tinggi dalam keadaan operasi yang keras dan atmosfera yang agresif. Walau bagaimanapun, mereka lebih rendah daripada peranti elektronik dari segi kelajuan dan keupayaan untuk menghantar isyarat pada jarak jauh. Peranti hidraulik memungkinkan untuk mendapatkan pergerakan penggerak dan daya tinggi yang tepat.

Dalam dokumentasi teknikal, ciri klasifikasi yang paling banyak digunakan ialah jenis produk- satu set produk dengan tujuan fungsian dan prinsip operasi yang sama, serupa dalam reka bentuk dan mempunyai parameter utama yang sama. Satu jenis mungkin termasuk beberapa saiz standard dan pengubahsuaian atau reka bentuk produk. Saiz standard produk dari jenis yang sama berbeza dalam nilai parameter utama (biasanya diperuntukkan untuk produk fungsi tunggal).

Pengubahsuaian - satu set produk daripada jenis yang sama, mempunyai ciri reka bentuk tertentu atau nilai tertentu daripada para-

meter. Di bawah perlaksanaan biasanya bermaksud produk daripada jenis yang sama, mempunyai tertentu ciri reka bentuk menjejaskan mereka ciri prestasi, seperti tropika atau marin.

Kompleks - kumpulan pengelasan yang lebih besar daripada jenis. Dalam kompleks SHG dibahagikan kepada bersatu dan agregat. Ciri tersendiri kompleks bersatu adalah bahawa sebarang gabungan cara teknikalnya antara satu sama lain tidak membawa kepada pelaksanaan fungsi baharu dengan cara ini. DALAM kompleks agregat pelbagai kombinasi cara teknikal boleh melaksanakan fungsi baru. Yang paling banyak digunakan ialah kompleks agregat peralatan pengukur elektrik (ASET), Teknologi komputer(ASVT), telemekanik (ASTT), pengumpulan maklumat utama (ASPI), dsb.

Pertukaran maklumat antara cara teknikal GPS dilaksanakan menggunakan isyarat komunikasi dan antara muka.

Dalam sistem kawalan automatik, isyarat komunikasi elektrik adalah yang paling biasa, kelebihannya ialah kelajuan penghantaran isyarat yang tinggi, kos rendah dan ketersediaan sumber tenaga, dan kemudahan meletakkan talian komunikasi. Isyarat pneumatik digunakan terutamanya dalam industri minyak, kimia dan petrokimia, di mana ia adalah perlu untuk memastikan keselamatan letupan dan kelajuan tinggi tidak diperlukan. Isyarat hidraulik digunakan terutamanya dalam sistem servo hidraulik dan peranti kawalan untuk penggerak hidraulik.

Isyarat maklumat boleh dipersembahkan dalam bentuk semula jadi atau bersatu.

Isyarat semula jadi ialah isyarat transduser pengukur utama, jenis dan julat perubahannya ditentukan oleh sifat fizikalnya dan julat perubahan nilai yang diukur. Biasanya ini adalah isyarat keluaran untuk mengukur transduser, selalunya elektrik, yang boleh dihantar dalam jarak yang dekat (sehingga beberapa meter). Jenis medium penyimpanan dan julat perubahan isyarat bersatu tidak bergantung kepada kuantiti yang diukur dan kaedah pengukuran. Biasanya, isyarat bersatu diperoleh daripada isyarat semula jadi menggunakan penukar normalisasi terbina dalam atau luaran. Jenis utama analog bersatu

Isyarat GPS diberikan dalam jadual. 8.

Daripada isyarat elektrik, yang paling biasa ialah isyarat bersatu arus terus dan voltan. Isyarat frekuensi digunakan dalam peralatan telemekanikal dan kompleks cara teknikal maklumat tempatan dan sistem kawalan.

Jadual 8

Kerja makmal No. 4" Memeriksa milivoltmeter pyrometric"

Kajian peranti dan pengesahan milivoltmeter pyrometric

Tujuan kerja: Membiasakan dengan prinsip operasi, peranti dan metodologi

pengesahan millivoltmeter pyrometric.

Kemajuan kerja: Apabila memeriksa milivoltmeter pyrometric, operasi yang dinyatakan dalam jadual harus dilakukan. 9

Jadual 9

MAKNA PENGESAHAN

2. 2.1. Semasa menjalankan pengesahan, kaedah standard berikut digunakan:

3.
pengesahan:

4. milivoltmeter teladan kelas ketepatan 0.2 dan 0.5;

5. Potensiometer DC kelas ketepatan 0.05-0.002;

6. unsur biasa kelas ketepatan 0.002-0.005;

7. Gegelung pengukur rintangan elektrik kelas ketepatan 0.01.

8. 2.2. Apabila melakukan pengesahan, alat pengesahan tambahan digunakan:

9. penunjuk sifar dengan arus malar (0.1-15) 10 A/div dan rintangan kritikal luaran tidak lebih daripada 500 Ohm;

10. Sumber DC;

11. bateri pijar dengan voltan 1.28 V dan kapasiti 500 Ah,

12. bateri asid dengan voltan dari 2 hingga 6 V;

13. penstabil DC voltan rendah;

14. sumber arus terus boleh laras jenis IRN;

15. Simpanan rintangan DC kelas ketepatan 0.2 dan 0.1;

16. rheostat gelangsar dari 100 hingga 1000 Ohm;

17. kanta pembesar 2 dan 2.5;

18.
peranti untuk menyemak imbangan dengan sudut 5 dan 10°.

19. Ciri teknikal alat pengesahan.

20. Ralat alat pengesahan standard mestilah 5 kali kurang daripada ralat yang dibenarkan peranti yang disahkan mengikut GOST 22261-76.

21. 2.3. Ia boleh diterima untuk menggunakan alat pengesahan lain dengan parameter.

22. 3. SYARAT DAN PERSEDIAAN UNTUK PENGESAHAN

23. 3.1. Pengesahan dijalankan pada nilai normal semua kuantiti yang mempengaruhi mengikut GOST 22261-76.

24. 3.2. Sebelum menjalankan pengesahan, lakukan kerja persediaan berikut:

25. A) sediakan dan hidupkan peranti yang sedang disahkan mengikut dokumentasi teknikal untuk pengendalian peranti yang disahkan dan arahan pada dail dan badan peranti;

26. b) milivoltmeter pyrometric, yang mempunyai skala yang dinyatakan dalam darjah suhu, dimasukkan ke dalam litar pengukur secara bersiri dengan perintang. Rintangan perintang mesti sepadan dengan rintangan yang ditunjukkan pada skala peranti yang diuji, dengan toleransi:

27. Ohm;

28. V) apabila memeriksa milivoltmeter pyrometric dengan skala yang dinyatakan dalam milivolt, serta yang dimaksudkan untuk bekerja dengan jumlah teleskop sinaran, perintang tidak termasuk dalam litar pengukur;

29.
G) rheostat pembetulan (pembetul bacaan) bagi milivoltmeter pyrometric, direka bentuk untuk berfungsi dengan jumlah teleskop pyrometer sinaran, ditetapkan pada kedudukan melampau (sifar) apabila menentukan ralat utama;

30. d) apabila menentukur PP-1 dan PR 30/6 milivoltmeter untuk tanda skala 1000°C dan ke atas, nilai rintangan meningkat sebanyak 1.2 Ohm, yang sepadan dengan peningkatan bersyarat dalam rintangan termokopel apabila dipanaskan;

31. e) apabila menentukan ralat utama dan variasi dalam bacaan milivoltmeter pengawalseliaan, penunjuk suhu yang ditetapkan dipasang di luar tanda skala supaya mereka tidak mengganggu pergerakan bebas jarum. Peranti kenalan milivoltmeter pengawal selia disambungkan ke rangkaian 2 jam sebelum permulaan pengesahan (melainkan masa lain dinyatakan dalam perihalan teknikal peranti);

32. dan) Apabila memeriksa milivoltmeter pyrometric rakaman sendiri berbilang titik, semua litar input peranti yang diuji disambungkan secara selari.

33. 4. PENGESAHAN

34. 4.1. Pemeriksaan visual

35. 4.1.1. Semasa menjalankan peperiksaan luaran harus dipasang:

36. A) pematuhan milivoltmeter dengan GOST 22261-76 dan GOST 9736-68;

37. b) kebolehpercayaan pengikat bahagian luaran dan dalaman peranti dan ketiadaan kerosakan;

38. V) ketiadaan pecah dalam litar milivoltmeter, yang dikesan apabila pengapit ditutup dan peranti digoyangkan;

39. G) pergerakan bebas penunjuk.

40.
Jika milivoltmeter tidak mematuhi sekurang-kurangnya satu daripada keperluan piawaian ini, ia dianggap tidak sesuai untuk digunakan dan tiada pengesahan lanjut dilakukan.

41. 4.2. Ujian dijalankan apabila milivoltmeter disambungkan ke litar pengukur, dan yang berikut diperiksa:

42. A) operasi pembetul yang betul mengikut GOST 9736-68;

43. b) kebolehkhidmatan rheostat pembetulan (pembetul bacaan) yang dibina ke dalam milivoltmeter, direka bentuk untuk berfungsi dengan jumlah teleskop sinaran. Untuk melakukan ini, tetapkan penuding pada tanda tertinggi skala pada kedudukan sifar bagi reostat pembetulan, putar tombol reostat secara beransur-ansur dan perhatikan perubahan dalam bacaan milivoltmeter.

43 4.3. Penentuan parameter metrologi

4.3.1 Definisi rintangan dalaman Milivoltmeter dijalankan dengan kaedah pampasan perbandingan dengan gegelung rujukan mengikut rajah yang ditunjukkan dalam Rajah 1.40,

atau dengan kaedah penggantian mengikut litar, seperti berikut dalam Rajah 1.41:

a) nilai ditetapkan pada majalah rintangan yang hampir dengan rintangan dalaman milivoltmeter yang sedang diuji;

b) dalam kedudukan I suis P, gunakan potensiometer untuk mengukur penurunan voltan pada milivoltmeter yang sedang disahkan, menetapkan rintangan boleh laras kepada arus yang memesongkan jarum dalam skala milivoltmeter;

c) dalam kedudukan II suis P, tukar rintangan majalah sehingga nilai kejatuhan voltan yang diukur oleh potensiometer pada milivoltmeter diperolehi, manakala nilai rintangan dalaman milivoltmeter adalah sama dengan rintangan yang ditetapkan.

44 5. PENDAFTARAN KEPUTUSAN PENGESAHAN

455.1. Data pengesahan milivoltmeter kelas ketepatan 0.2 dan 0.5 dimasukkan ke dalam protokol yang disimpan dalam organisasi yang melakukan pengesahan dalam tempoh antara dua tulisan tangan peranti.

465.2. Data mengenai pengesahan instrumen kelas ketepatan 1; 1.5; 2.5 direkodkan dalam log pemerhatian.

475.3. Millivoltmeter yang memenuhi keperluan untuknya tertakluk kepada penjenamaan selepas pengesahan.

485.4. Untuk milivoltmeter kelas ketepatan 0.2 dan 0.5, atas permintaan pelanggan, ekstrak daripada laporan pengesahan dikeluarkan yang menunjukkan nilai pembetulan dalam milivolt.

495.5. Jika milivoltmeter tidak sesuai, pihak berkuasa perkhidmatan metrologi mengeluarkan notis ketidaksesuaian yang menunjukkan sebab dan membatalkan tanda.

Kerja makmal No. 5" Memeriksa potensiometer automatik"

Mengkaji peranti dan menyemak potensiometer automatik

Tujuan kerja: Membiasakan dengan prinsip operasi, peranti dan metodologi

potensiometer automatik.

Kemajuan kerja: Apabila memeriksa potensiometer dan jambatan automatik, "Peraturan untuk operasi teknikal pemasangan elektrik pengguna dan peraturan keselamatan untuk pengendalian pemasangan elektrik pengguna" yang diluluskan oleh Gosenergonadzor dan keperluan yang ditetapkan oleh GOST 12.2.007.0-75 mesti dipatuhi.

Pada memeriksa potensiometer automatik Untuk potensiometer mudah alih jenis PP-P, ia mesti diambil kira bahawa peranti ini adalah potensiometer kelas ketepatan yang sama. Oleh itu, untuk memeriksa potensiometer automatik dengan pasti untuk julat, sebagai contoh, 16.76 mV, adalah perlu untuk mengetahui pembetulan mana-mana titik pada skala potensiometer PP dengan ketepatan 0.03 mV dan beralih bahagian kepada 0.01 mV. Apabila menentukur peranti untuk julat ukuran yang berbeza, keperluan untuk peranti rujukan berubah secara berkadar. Apabila memeriksa potensiometer automatik terhadap potensiometer mudah alih jenis PP, adalah perlu untuk mengambil kira bahawa potensiometer ini adalah peranti kelas ketepatan yang sama. Oleh itu, sebagai contoh, untuk pengesahan yang boleh dipercayai bagi potensiometer automatik untuk julat pengukuran 16.76 mV, adalah perlu untuk mengetahui pembetulan mana-mana titik pada skala kord slaid potensiometer PP dengan ketepatan 0.03 mV dan bahagian bertukar kepada 0.01 mV. Apabila menentukur peranti untuk julat ukuran yang berbeza, keperluan untuk peranti rujukan berubah secara berkadar. Kaedah ketiga melibatkan hanya menggunakan potensiometer mudah alih. Apabila memeriksa potensiometer automatik terhadap potensiometer mudah alih jenis PP-P, ia mesti diambil kira bahawa peranti ini adalah potensiometer kelas ketepatan yang sama. Oleh itu, untuk selamat memeriksa potensiometer automatik untuk julat, sebagai contoh, 16.76 mV, adalah perlu untuk mengetahui pembetulan mana-mana titik pada skala kord slaid potensiometer PP dengan ketepatan 0.03 mV dan bahagian bertukar kepada 0.01 mV. Apabila menentukur peranti untuk julat ukuran yang berbeza, keperluan untuk peranti rujukan berubah secara berkadar.

Kerja makmal No. 6" Memeriksa penukar haba rintangan"

Mengkaji peranti dan menyemak penukar haba rintangan

Tujuan kerja: Membiasakan dengan prinsip operasi, peranti dan metodologi

penukar haba rintangan GOST 8.461-2009.

Kemajuan kerja: penukar haba rintangan diperbuat daripada platinum, tembaga dan nikel. Metodologi pengesahan semasa Piawaian ini terpakai kepada penukar haba rintangan yang diperbuat daripada platinum, tembaga dan nikel mengikut GOST 6651, bertujuan untuk mengukur suhu dari tolak 200 0 C hingga tambah 850 0 C atau sebahagian daripada julat ini, serta kepada rintangan haba penukar dalam edaran yang dihasilkan sebelum pelaksanaan GOST 6651, dan menetapkan metodologi untuk pengesahan awal dan berkala mereka. Selaras dengan piawaian ini, unsur sensitif penukar haba rintangan yang digunakan sebagai alat pengukur suhu juga boleh disahkan. Nilai suhu dalam piawaian ini sepadan dengan Skala Suhu Antarabangsa ITS-90

Kerja makmal No. 7" Pengukuran suhu dengan pyrometer sinaran"

Tujuan kerja: Membiasakan dengan prinsip operasi, peranti dan metodologi

pyrometer sinaran.

Kemajuan: membiasakan diri dengan reka bentuk dan operasi pyrometer sinaran.

PENERANGAN PYROMETER SINARAN

Pada suhu tinggi, mana-mana badan yang dipanaskan mengeluarkan sebahagian besar tenaga haba dalam bentuk aliran cahaya dan sinar haba. Semakin tinggi suhu badan yang dipanaskan, semakin besar keamatan sinaran. Badan yang dipanaskan kepada kira-kira 600°C memancarkan sinaran haba inframerah yang tidak kelihatan. Peningkatan lagi suhu membawa kepada penampilan sinar cahaya yang boleh dilihat dalam spektrum pelepasan. Apabila suhu meningkat, warna berubah: merah bertukar kepada kuning dan putih, yang merupakan campuran sinaran panjang gelombang yang berbeza.

Sokongan algoritma (Kuliah)

RANCANGAN KULIAH

1. Algoritma untuk pemprosesan maklumat utama

2. Algoritma untuk pemprosesan maklumat sekunder

3. Algoritma untuk meramalkan nilai kuantiti dan penunjuk

4. Kawalan algoritma

Sokongan algoritma ialah satu set algoritma yang saling berkaitan. Banyak algoritma dibahagikan kepada 6 kumpulan:

1. Algoritma untuk pemprosesan maklumat utama (penapisan, dengan mengambil kira ketaklinearan ciri).

2. Algoritma untuk menentukan penunjuk proses (algoritma untuk pemprosesan maklumat sekunder), penentuan nilai kamiran dan purata, kelajuan, ramalan, dsb.

3. Algoritma kawalan.

4. Algoritma untuk peraturan digital dan kawalan optimum.

5. Algoritma kawalan logik.

6. Algoritma untuk mengira penunjuk teknikal dan ekonomi.

1. Algoritma untuk pemprosesan maklumat utama

Pemprosesan maklumat utama termasuk menapis isyarat berguna, menyemak maklumat untuk kebolehpercayaan, penentukuran analitik penderia, ekstrapolasi dan interpolasi, dan mengambil kira sambungan dinamik.

Penapisan– operasi mengasingkan isyarat berguna maklumat pengukuran daripada jumlahnya dengan hingar. Bergantung pada gangguan, penapis berikut dibezakan:

1. penapis lulus rendah (LPF).

2. penapis frekuensi tinggi (HFF).

3. penapis laluan jalur (PF, isyarat pas frekuensi tertentu).

4. penapis takuk (PF, jangan benarkan isyarat frekuensi tertentu melaluinya).

Yang paling biasa ialah NSF, yang dibahagikan kepada penapis purata bergerak, penapis pelicinan eksponen dan penapis median.

Persamaan perbezaan penapis pelicinan eksponen

Kami memperoleh persamaan penapis pelicinan eksponen di bawah andaian berikut:

andaian 1:isyarat berguna x(t ) ialah proses pegun rawak dengan ciri statik yang diketahui M x - nilai yang dijangkakan; Dx – penyebaran; - fungsi autokorelasi menunjukkan tahap sambungan antara nilai isyarat pada masa beralih relatif antara satu sama lain mengikut masa τ. Isyarat yang dikehendaki tidak dikaitkan dengan gangguan.

andaian 2: gangguan f (t ) ialah proses pegun rawak, tidak berkorelasi dengan isyarat berguna dan dengan ciri statik yang diketahui Mf =0; ; di mana k<0 m >0.

Dalam versi berterusan, sifat penapis pelicinan eksponen diterangkan oleh DE:

.

Fungsi pemindahan - pautan aperiodik

.

Menggantikan terbitan dengan perbezaan dan mendapatkan persamaan perbezaan:

– persamaan perbezaan

A ,

di mana T ialah pemalar masa, T 0 ialah tempoh pengundian sensor, γ ialah parameter tetapan pengawal. Nilai optimum ditentukan dengan meminimumkan ralat penapis. Nilai optimum parameter tetapan penapis bergantung pada sifat statik isyarat dan gangguan yang dikehendaki. Dalam amalan, dalam kebanyakan kes, parameter ini tidak dapat ditentukan; lebih kecil, lebih kuat sifat melicinkan penapis; namun, pada nilai yang kecil, herotan isyarat berguna mungkin berlaku.

Penapis ini ialah penapis laluan rendah yang paling biasa.

Persamaan Perbezaan Penapis Purata Bergerak

Dalam bentuk analog (versi berterusan), persamaan FSK mempunyai bentuk:

.

Dengan menggunakan kaedah segi empat tepat, kita boleh mendapatkan persamaan perbezaan:

Menggantikan kamiran dengan jumlah (menggunakan kaedah segi empat tepat untuk penyepaduan), kami memperoleh:

di manakah luas segi empat tepat; T– purata masa;

Т= nT 0 , n – ini ialah bilangan mata purata, parameter tetapan penapis. Nilai optimum n ditentukan dengan meminimumkan ralat (varian ralat) penapis dan bergantung pada sifat statik isyarat dan gangguan yang berguna.

Lebih besar n , lebih besar sifat melicinkan penapis.

Penapis statik pesanan sifar

Penapis statik ialah penapis yang, dalam versi analognya, ialah sambungan selari ( n +1) rantai yang terdiri daripada pautan penguat dan pautan lengah tulen.

PF penapis sedemikian mempunyai bentuk:

di mana τ ialah masa kelewatan; n– susunan penapis.

Apabila n =0 kita mempunyai penapis statik tertib sifar W (p )= b 0 → .

Apabila menggunakan formula ini y(t ) akan menjadi anggaran berat sebelah bagi isyarat berguna x(t),

mereka. - jangkaan matematik isyarat keluaran.

Untuk mendapatkan anggaran yang tidak berat sebelah, anda mesti menggunakan fungsi berikut:

Dalam kes ini.

b 0 sebagai parameter tetapan.

Untuk pelaksanaan perisian Untuk penapis statik tertib sifar, gunakan formula:

Penapis statik pesanan pertama

PF penapis tersebut mempunyai bentuk: .

Nilai yang dijangkakan:

Agar penapis mempunyai anggaran yang tidak berat sebelah apabila perakaunan

di mana - tetapan penapis.

Meminimumkan nilai ralat penapisan, kami memperoleh: .

Untuk pelaksanaan perisian - - tempoh pengundian sensor.

Persamaan perbezaan:.

pada n =0 kita mempunyai penapis statik tertib sifar W (p )= b 0 .

Apabila menggunakan formula ini y(t ) akan menjadi anggaran berat sebelah bagi isyarat berguna x(t ), iaitu - jangkaan matematik isyarat keluaran

Untuk mendapatkan anggaran yang tidak berat sebelah, anda mesti menggunakan fungsi berikut: .

Dalam kes ini.

b 0 sebagai pilihan tetapan .

Untuk pelaksanaan perisian penapis statik urutan pertama, gunakan formula: .

Penapis teguh

Penapis jenis ini direka bentuk untuk menapis pelepasan tidak normal. Penapis teguh termasuk penapis median dan penapis pelicinan eksponen tangga.

Penapis median

Pelaksanaan penapis median dijalankan mengikut formula: , di mana M ialah parameter tetapan,

med – operator bermaksud operasi menganggar median.

Median dianggarkan menggunakan algoritma berikut:

Sampel diisih ke dalam satu siri dalam tertib menaik.

Apabila M adalah ganjil, nilai pusat siri ini dipilih sebagai median. Jika nilainya genap, separuh jumlah dua nilai purata siri dipilih sebagai median.

Penapis pelicinan eksponen tangga

Algoritma kerja daripada penapis ini mempunyai bentuk:

,

di mana sisihan piawai (RMS) bagi gangguan, ialah modulus kenaikan isyarat berguna pada sampel bersebelahan.

Persamaan perbezaan penapis dengan tindak balas frekuensi yang diberikan

Sekiranya perlu untuk melaksanakan penapis frekuensi rendah dengan tindak balas frekuensi tertentu, maka untuk tujuan ini perlu menggunakan LFC (tindak balas frekuensi logaritma).

- pergantungan pekali penghantaran isyarat harmonik pada frekuensi.

.

Ia adalah perlu untuk menentukan LFC, dan kemudian PF dan kemudian bergerak dari PF ke PF diskret menggunakan transformasi Laplace.

Fungsi pemindahan (TF) ialah nisbah, dalam imej Laplace, fungsi output kepada fungsi input di bawah keadaan awal sifar.

, Di mana R- kuantiti yang kompleks.

Penukaran diskret:

.

Mengubah pembolehubah:

.

Peralihan daripada PF kepada PF diskretboleh dihasilkan berdasarkan memakai: .

Selepas memperoleh PF diskret, anda boleh mendapatkan persamaan perbezaan dengan mudah menggunakan teorem sesaran (kelewatan):

Fungsi kekisi teralih

.

Sistem bukan berulang, bukan rekursif: - kehadiran hanya isyarat input di sebelah kanan, - kehadiran isyarat output.

Untuk respons kekerapan, taip

(*);

.

A dan B kita gantikan dalam ungkapan (*) dan DFT ditakrifkan. Seterusnya, anda perlu menulis persamaan perbezaan dan mencipta program.

Teorem anjakan:

;

Kami mengubah menggunakan teorem anjakan dan dapatkan

Untuk penapis laluan tinggi dengan ciri : ;

;

.

Untuk penapis laluan jalur:

;

;

.

Untuk penapis takuk:

;

;

.

Untuk melaksanakan prosedur penapisan, penapis lain selain yang dipertimbangkan digunakan, yang merupakan tindak balas penyesuaian dan frekuensi yang lebih kompleks dengan tepi yang curam. Penapis tersebut termasuk penapis Chebyshev, Kalman dan Wiener.

Menyemak ketepatan maklumat

Ketidakpercayaan maklumat muncul apabila maklumat dan saluran pengukur gagal. Terdapat dua jenis penolakan: lengkap dan separa. Kegagalan sepenuhnya berlaku apabila transduser pengukur gagal, atau apabila talian komunikasi rosak. Sekiranya berlaku kegagalan separa, cara teknikal kekal beroperasi, tetapi ralat pengukuran melebihi nilai yang dibenarkan.

Algoritma untuk mengesan kegagalan lengkap:

1) algoritma kawalan toleransi parameter: pemeriksaan keadaan -X i min≤ X i ≤ X i maks

X i min – nilai minimum yang mungkin parameter ke-i;

X i maks – nilai maksimum yang mungkin parameter ke-i.

Sekiranya syarat tidak dipenuhi, maka maklumat itu tidak boleh dipercayai. Dalam kes ini, maklumat yang boleh dipercayai yang diperoleh pada masa sebelumnya digunakan, atau nilai purata digunakan i -parameter ke.

2) A Algoritma adalah berdasarkan penentuan kadar perubahan i ke semakan parameter dan keadaan:

A ≤ Xi ≤ B

Х i =dX i (t)/dt

dX i (t)/ dt =(X i (k)- X i (k -1))/ T 0, di mana T – tempoh pengundian, T=dt

3) Algoritma redundansi perkakasan - algoritmapemantauan maklumat, dengan bantuan kegagalan separa berdasarkan penggunaan lebihan maklumat dikenal pasti. Lebihan boleh diperolehi dengan menempah maklumat dan mengukur saluran (lebihan perkakasan), atau dengan menentukan beberapa parameter menggunakan pengukuran langsung, atau dengan pengiraan menggunakan parameter lain.

Lebihan perkakasan adalah tanda kegagalan, pelanggaran syarat - | X i - ­ X­| < C, Di mana

‌X ialah nilai purata ke atas semua transformasi ukuran

X i – nilai yang diperoleh daripada i penukaran ukuran

C – nilai terbesar yang dibenarkan bagi modul perbezaan (2-3 daripada ralat punca-min-kuasa dua bagi perubahan transformasi)

4) Persamaan imbangan bahan mempunyai bentuk:f( x 1 , x 2 , …. x n)=0. Persamaan berpuas hati hanya jika nilai parameter x 1 , x 2 , …. x n bersesuaian dengan nilai sebenar. Jika parameter berubah dengan ralat, kita ada . Apabila menggantikan nilai , kami akan terima. Jika , maka maklumat tersebut dianggap tidak boleh dipercayai.

X - kuantiti yang diukur,

Y - isyarat stabil

y = f(x ) ialah ciri statik penderia.

Penentukuran analitik penderia (AGS) merujuk kepada penentuan (pemulihan) nilai yang diukur daripada isyarat yang diambil daripada penderia (transduser).

, Di mana x ^ - anggaran nilai terukur yang diperoleh daripada isyarat yang diambil daripada sensor; f -1 – fungsi songsang y = f(x).

Jika ciri penentukuran transformasi pengukuran dinyatakan secara analitikal, maka AGD dikurangkan kepada pelaksanaan operasi pengiraan.

Jika ciri statik penderia adalah linear: y = ax + b , maka penentukuran analitikal dikurangkan kepada pelaksanaan operasi pengiraan, iaitu, kepada formula=(y - b)/ a.

Dalam kes ini, penentukuran analisis sensor dinyatakan dalam skala. Walau bagaimanapun, kebanyakan penderia industri (penukar) mempunyai ciri statik tak linear, yang sering ditentukan secara eksperimen dan dibentangkan dalam bentuk graf atau jadual penentukuran (untuk tujuan ini, data pasport digunakan). Apabila membentangkan ciri penentukuran dalam jadual, kaedah AGD digunakan, yang terdiri daripada menganggarkan ciri penentukuran dengan ungkapan analitikal. Salah satu kaedah penentukuran analitik yang paling biasa ialah anggaran menggunakanpolinomial kuasa:

di manakah pekali yang mesti ditentukan secara berangka;

n – darjah polinomial.

Menggunakan formula ini, beberapa masalah timbul:

1. Memilih kriteria yang digunakan untuk menentukan pekali a j ;

2. Penentuan darjah polinomial ( n ), memberikan ketepatan anggaran yang diperlukan.

Bergantung pada kriteria yang digunakan untuk penghampiran, polinomial berikut dibezakan:

1. Polinomial anggaran seragam terbaik (BSU).

Kriteria untuk menentukan pekali polinomial ini ialah keperluan untuk memastikan ketepatan yang diberikan pada mana-mana titik dalam julat pengendalian sensor. Untuk menghampiri polinomial ini adalah perlu untuk meminimumkan bentuk linear, yang mana kaedah pengaturcaraan linear digunakan (menyelesaikan masalah pengoptimuman). Pengaturcaraan linear ialah satu cabang matematik yang memperkatakan kaedah untuk menentukan ekstrem bagi kriteria linear di bawah kekangan linear. Kaedah pengaturcaraan linear yang paling biasa ialah kaedah simplex (kaedah untuk menambah baik rancangan secara berurutan). Kelemahan polinomial NRP ialah kerumitan menentukan pekali, iaitu keperluan untuk menyelesaikan masalah pengaturcaraan linear.

2. Polinomial asimptotik.

Martabat ialah peluang penilaian awal darjah polinomial sebelum mengira pekali. Pengiraan pekali adalah berdasarkan jadual bergraduat. Berikut ialah serpihan jadual ini:

Ijazah	Mata digunakan	Pekali polinomial	Parameter ketepatan
	y 0 =b y 1 =(b-a)/2 y 2 =a	a 0 =1/4[(x 0 +2x 1 +x 2) – 2((b+a)/(b-a))(x 0 -x 2)] a 1 =(1/(b-a))(x 0 -x 2)	L 1 =1/2(1/2x 0 - x 1 - 1/2x 2)
	y 0 =b y 1 =b-1/4(b-a) y 2 =a+1/4(b-a) y 3 =a	a 0 =2/3((b+a)/(b-a)) 2 (x 0 -x 1 -x 2 +x 3)-1/3((b+a)/ (b-a))(x 0 + x 1 -x 2 -x 3)+1/6(-x 0 +4x 1 +x 2 -x 3) a 1 =2/3(b-a)[ 1-4((b+a)/(b-a))](x 0 -x 2)+(1+4) ((b+a)/(b-a))( x 1 -x 3) a 2 =2/3(2/(b-a)) 2 (x 0 -x 1 -x 2+ x 3)	L 2 =1/3(1/2x 0 - x 1 +x 2 -1/2x 3))

a≤y≤b

x 0 , x 1 , x 2 – nilai parameter yang diukur sepadan y 0 , y 1 , y 2

3. Polinomial regresi digunakan untuk AGD penderia bukan standard. Sebagai kriteria untuk menentukan pekali, nilai ralat punca-min kuasa dua penghampiran dalam julat perubahan nilai yang diukur diambil: (jumlah ralat kuasa dua diminimumkan)

Untuk menentukan pekali polinomial, kaedah kuasa dua terkecil digunakan, di mana kriteria diminimumkan dan sistem persamaan diselesaikan:

dI (..)/da 0=0

…..

dI (..)/ dan =0

Membandingkan polinomial yang berbeza, kita boleh membuat kesimpulan: polinomial regresi memberikan ralat kuasa dua min terkecil. Polinomial NRP memberikan minimum ralat maksimum, dan yang asimptotik menduduki kedudukan pertengahan di antara mereka.

Aplikasi interpolasi dan ekstrapolasi apabila memantau parameter dan penunjuk

Proses mendapatkan maklumat tentang kuantiti yang terus berubah dalam sistem kawalan proses automatik berlaku secara diskret dalam masa, jadi tugas timbul untuk memulihkan nilai kuantiti yang diukur pada masa yang tidak bertepatan dengan detik pengukuran.

Untuk kawalan, apabila perlu untuk mengetahui nilai kuantiti yang diukur pada titik masa semasa atau masa hadapan, kaedah ekstrapolasi nilai kuantiti yang diperoleh pada titik masa sebelumnya digunakan.

Untuk menganalisis operasi pengeluaran dan mengira penunjuk teknikal dan ekonomi, adalah perlu untuk menentukan nilai kuantiti pada titik masa sebelumnya; dalam kes ini, kaedah interpolasi digunakan.

Dalam kebanyakan kes, ekstrapolasi dijalankan menggunakan kaedah berperingkat. Dengan ekstrapolasi berperingkat, nilai kuantiti yang diukur pada mana-mana saat semasa dalam masa dinilai oleh nilai terukur arus pengukuran terakhir. Ralat ekstrapolasi berperingkat: ,

di mana - fungsi autokorelasi (mewujudkan tahap sambungan);

T0 - tempoh pengundian sensor A;

Ralat penukaran ukuran.

Oleh itu, ralat ekstrapolasi berperingkat bergantung kepada sifat statik kuantiti yang diukur, tempoh pensampelan dan ralat saluran pengukur, yang mesti diambil kira semasa memilih tempoh pensampelan.

Untuk interpolasi, penghampiran linear sekeping paling kerap digunakan, yang dijalankan pada dua titik menggunakan formula berikut:

Kurang tepat ialah interpolasi langkah.

Perakaunan untuk sambungan dinamik

Kehadiran sensor inersia boleh memesongkan komposisi frekuensi isyarat yang diukur dengan ketara; contohnya, apabila mengukur suhu dalam relau, penutup besar digunakan untuk melindungi termokopel daripada kerosakan mekanikal, yang menyebabkan ralat dinamik yang ketara.

Jika kita mengambil pekali penghantaran statik sensor inersia sama dengan kesatuan, iaitu, apabila , maka hubungan berikut mesti diambil kira:, mereka. Pada saat semasa dalam masa, isyarat dijana pada output sensor, membawa maklumat tentang nilai parameter pada saat sebelumnya dalam masa, i.e. pada satu masa.

2. Algoritma untuk pemprosesan maklumat sekunder

Operasi pemprosesan sekunder utama termasuk:

· penentuan nilai kamiran dan purata kuantiti dan penunjuk;

· menentukan kadar perubahan nilai dan penunjuk;

· penentuan kuantiti dan penunjuk yang tidak boleh diukur dengan kaedah langsung (indirect measurement);

· meramalkan nilai kuantiti;

· penentuan ciri statik, kuantiti dan penunjuk.

Digunakan untuk pengurusan dan analisis kerja. sangat penting mempunyai definisi jumlah kuantiti jirim atau tenaga yang diperolehi dalam pengeluaran dalam selang masa tertentu. Contohnya ialah penggunaan elektrik, bahan api sejam, syif, hari, dan sebagainya. Tujuan yang sama dilaksanakan dengan menentukan nilai purata kuantiti yang diukur, yang merupakan penunjuk operasi (purata masa, tekanan purata, dll.)

Mari kita pertimbangkan kaedah penyepaduan diskret bagi kuantiti yang diukur secara berterusan berubah mengikut masa. Berikut ialah kaedah penyepaduan berangka.

1. Kaedah segi empat tepat.

Intipati kaedah ini adalah untuk menggantikan pelaksanaan x( t ) dengan ekstrapolasi berperingkat dari semasa ke semasa t.

, , di manakah tempoh pengundian sensor.

Dalam bentuk yang dibentangkan, algoritma penyepaduan jarang digunakan; pelaksanaannya memerlukan mengingati semua nilai. Dalam amalan, formula berulang digunakan:

2. Kaedah trapezoid.

Kaedah trapezoid lebih tepat. Formula berulang: .

Ralat kaedah trapezoid adalah kurang daripada ralat kaedah segi empat tepat dengan jumlah:

.

Seperti yang ditunjukkan oleh pengiraan, ralat penyepaduan diskret berkurangan kira-kira 10% apabila bergerak dari kaedah segi empat tepat kepada kaedah trapezoid dengan n >10, apabila gandaan mempunyai kesan yang lebih ketara pada hasil pengiraan, oleh itu, dalam amalan, dalam kebanyakan kes, kaedah segi empat tepat digunakan kerana ia lebih mudah dan lebih menjimatkan.

Nilai purata ditentukan melalui kamiran: , Di mana

Masa integrasi.

Pembezaan kuantiti yang diukur secara diskret. Untuk menganalisis kemajuan proses teknologi, sangat penting untuk menentukan bukan sahaja nilai berangka parameter, tetapi juga trend penggunaannya pada masa semasa (adakah parameter meningkat atau menurun). Dalam kes ini, adalah perlu untuk menentukan kadar perubahan parameter, iaitu, untuk menjalankan pembezaan.

Derivatif ralat juga mesti ditentukan semasa melaksanakan pengawal, contohnya dengan pautan PD atau PID.

Algoritma pembezaan diskret yang paling mudah adalah berdasarkan penggunaan fungsi seterusnya: , dengan T 0 ialah tempoh pengundian sensor.

3. Algoritma untuk meramalkan nilai kuantiti dan penunjuk

Untuk mengira nilai yang diramalkan, adalah perlu untuk membina model matematik siri masa. Dalam amalan peramalan jangka pendek, model autoregresif dan model polinomial paling banyak digunakan.

Model autoregresif mempunyai bentuk: , di mana a ialah pekali, p ialah tertib. Nilai ramalan dikira menggunakan formula: , di manakah nilai yang diukur atau diramalkan bagi siri masa pada titik dalam masa t =(n - k + l) Kepada.

Algoritma ini mudah dilaksanakan, tetapi kelemahannya ialah ketepatan yang rendah, kerana keputusan a(k) tidak diperhalusi berdasarkan hasil ramalan. Kaedah model polinomial tidak mempunyai kelemahan ini: , di mana n - nombor langkah semasa, l - bilangan langkah ramalan.

Anggaran parameter model ini A dikemas kini apabila setiap nilai baharu siri masa tiba. Untuk tujuan ini, purata eksponen pelbagai pesanan digunakan.

Pesanan pertama: Z 1 (j )=γ y (j )+(1-γ) Z 1 (j -1)

2 pesanan: Z 2 (j)=γ Z 1 (j)+(1-γ) Z 2 (j -2)

… …

susunan r: Z N (j )=γ Z r -1 (j )+(1-γ) Z r (j -1), di manakah parameter tetapan ramalan.

Pilihan parameter ini adalah berdasarkan sifat berikut: jika adalah wajar untuk ramalan berdasarkan nilai terkini siri masa, maka anda harus memilih nilai yang hampir dengan 1. Jika perlu untuk mengambil kira kira nilai siri masa sebelumnya, maka perlu mengurangkannya.

Pekali dikira menggunakan formula untuk model tertib pertama:

Pekali dikira menggunakan formula untuk model tertib kedua:

Pekali dalam hukum polinomial dikira melalui model tertib pertama dan kedua; Model pesanan tinggi jarang digunakan, kerana kualiti ramalan meningkat sedikit.

Penentuan penunjuk statistik kuantiti yang diukur

Pengetahuan tentang ciri statistik adalah perlu untuk menilai kualiti produk perkilangan dan menentukan detik gangguan proses. Dalam kes ini, nilai ciri statistik kuantiti yang diukur berubah. Ciri definisi lfyys [ciri ialah penggunaan formula berulang.

Jangkaan matematik (1 – formula tidak berulang, 2 – formula berulang)

Varians (1 – formula tidak berulang, 2 – formula berulang)

4. Kawalan algoritma

Konsep kawalan adalah konsep yang lebih luas dan termasuk mengukur kuantiti dan penunjuk dan membandingkannya dengan had yang boleh diterima.

Mari kita pertimbangkan rumusan umum dan khusus masalah menentukan kuantiti dan penunjuk.

Tetapan umum:

Satu set nilai dan penunjuk ditentukan yang perlu ditentukan dalam objek kawalan. Ketepatan yang diperlukan bagi penilaian mereka ditunjukkan. Terdapat satu set penderia yang dipasang atau boleh dipasang pada objek automatik. Bagi setiap penunjuk individu, ia dikehendaki mencari sekumpulan penderia, kekerapan pensampelan mereka dan algoritma untuk memproses isyarat yang diterima daripada mereka. Hasilnya, nilai kuantiti ini akan ditentukan dengan ketepatan yang diperlukan.

Ketepatan menganggarkan nilai yang diperlukan ditentukan oleh ketepatan operasi litar pengukur (sensor, penukar), kekerapan soal siasat mereka dan ketepatan pemprosesan pengiraan isyarat pengukur ke dalam nilai yang dikehendaki.

Produksi swasta:

1. Menentukan nilai semasa sesuatu kuantiti secara langsung dengan mengukurnya dengan peranti automatik atau sensor.

- apabila ketepatan ukuran yang diperlukan jauh lebih rendah daripada ketepatan sensor dari penukar;

- apabila ketepatan ukuran yang diperlukan lebih besar daripada ketepatan sensor atau transduser.

Kes kedua lebih umum. Untuk kawalan, adalah perlu untuk mencari algoritma untuk menukar isyarat sensor yang akan meningkatkan ketepatan kepada nilai yang diperlukan. Untuk melakukan ini, adalah perlu untuk menganalisis ralat sedia ada dan mengenal pasti komponen individunya, dan kemudian mengimbanginya menggunakan algoritma khas.

Bergantung kepada punca ralat, yang berikut digunakan: algoritma yang mengurangkan ralat:

Penentukuran analitik penderia.

Jika ralat disebabkan oleh ketidaklinearan ciri statik penderia.

Menapis isyarat daripada gangguan.

Jika terdapat sumber gangguan yang ketara dalam objek atau sensor yang mengganggu isyarat yang dikehendaki.

Ekstrapolasi dan interpolasi

Jika ralat ketara dalam menganggar sesuatu nilai disebabkan oleh nilai besar tempoh tinjauan.

Pembetulan ralat dinamik sensor

Jika penderia ialah pautan inersia, dan nilai yang diukur berubah dari semasa ke semasa pada kelajuan yang ketara.

2. Menentukan nilai kuantiti yang dikira daripada isyarat yang diukur oleh sensor.

Sebagai contoh, menganggarkan jumlah nilai, nilai purata, kelajuan, dll. Dalam kes ini, adalah perlu untuk memilih algoritma rasional untuk memproses isyarat yang diukur.

Di samping itu, penggunaan algoritma AGD, penapisan, dsb. tidak dikecualikan di sini.

Tugas ini paling sukar dalam kes di mana sifat hubungan antara isyarat yang diukur dan nilai yang dikehendaki tidak diketahui (pengukuran tidak langsung). Dalam kes ini, adalah perlu untuk menganalisis persamaan bahan dan keseimbangan haba, yang memungkinkan untuk mengenal pasti hubungan ini atau menggunakan analisis regresi.

Menentukan tempoh pengundian untuk penderia nilai yang diukur

Tempoh tinjauan memberi kesan ketara kepada ketepatan kawalan. Mari kita pertimbangkan kaedah untuk menentukan tempoh tinjauan berdasarkan penentuan fungsi autokorelasi.

Biarkan punca ralat min kuasa dua diberikan. Penentuan nilai x(t ). Kita perlu mencari selang masa T0 antara ukuran di mana ralat dalam menentukan nilai tidak akan melebihi tetapkan nilai. Teknik ini berdasarkan pergantungan ralat dan fungsi autokorelasi:

di manakah fungsi autokorelasi.

,

di mana n - saiz sampel dari mana fungsi autokorelasi ditentukan.

Intipati teknik adalah seperti berikut:

1. Data dikumpul dengan tempoh pengundian sewenang-wenangnya T0 (sekurang mungkin). Bilangan tempat mengundi: 30-50. Data yang diperoleh dimasukkan ke dalam jadual:

	Masa	Maknanya	Penyimpangan mengikut masa
			T0		2 T 0		3 T 0
		x 0
	T0
	2 T 0
	3 T 0
	n T 0
Nilai ralat

;

, , Di mana i – nombor baris jadual, k – nombor lajur.

.

2. Graf ralat berbanding tempoh pengundian diplotkan.

3. Mengikut nilai nilai ditentukan daripada graf .

Nilai tempoh pengundian untuk penderia yang digunakan dalam amalan.

· Penggunaan: 0.1 – 2s.

· Tahap: ≈5s.

· Tekanan: 0.5 – 10s.

· Suhu: 5 – 30C.

· Kepekatan: ≈20s.

Jenis kawalan

Fungsi umum kawalan automatik adalah untuk merekodkan kemajuan proses teknologi dari semasa ke semasa dan secara berterusan (secara berkala) membandingkan parameter proses dengan yang ditentukan.

Jenis kawalan berikut dibezakan:

1. Kawalan proses teknologi dalam mod biasa.

2.

3.

4.

5. Kawalan kuasa/ mematikan peralatan.

6. Pemantauan prestasi peralatan.

7.

Operasi kawalan utama ialah bagi setiap parameter terkawalx(t i) pada masa initadalah perlu untuk menyemak pemenuhan syarat:, di mana - bilangan parameter,m i– had perubahan yang dibenarkan yang lebih rendahi-parameter ke-,M i– had atas yang dibenarkan.

Semua parameter terkawal boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan:

1. Parameter yang memerlukan pemantauan berterusan.

2. Parameter yang memerlukan pemantauan berkala.

3. Penunjuk proses percuma.

Disebabkan sifat diskret proses pengukuran dalam sistem automatik, pemantauan berterusan adalah mustahil, kerana persoalan timbul tentang langkah pensampelan (tempoh pensampelan).

Langkah ini mesti dipilih daripada syarat:.

Untuk memaksimumkan perubahan dalam parameter sepanjang tempoh masat 0 tidak melebihi beberapa nilai positif yang ditentukan . Dengan mengambil kira perkara ini, syarat kawalan berterusan dikurangkan untuk menyemak ketidaksamaan: .

Parameter yang memerlukan pemantauan berkala termasuk parameter yang pada satu ketika ia dibenarkan untuk melebihi had yang ditetapkan. Untuk parameter sedemikian pada ;

- permulaan mengira masa.

Penunjuk proses percuma ialah beberapa fungsi parameter yang perlu dipantau:, . Biasanya, dalam amalan, penunjuk percuma memerlukan pemantauan berkala.

Kawalan proses teknologi dalam mod biasa.

Bergantung pada kumpulan mana parameter teknologi milik, pemantauan yang sesuai dijalankan (berterusan atau berkala).

Jika melebihi had yang ditetapkan, masa, bilangan parameter atau nisbah yang hadnya dilanggar, dan jumlah sisihan daripada had direkodkan dengan tanda "-". Di samping itu, pengendali yang mengetuai proses mesti dapat mengawal nilai semasa mana-mana parameter teknologi. Kawalan jenis ini dipanggil kawalan atas permintaan. Oleh itu, kawalan teknologi dalam mod biasa turun kepada menentukan nilai kuantiti dan membandingkan nilainya dengan nilai yang telah ditetapkan (had).

Kawalan kualiti produk perkilangan.

Kawalan jenis ini dijalankan menggunakan kaedah yang sama, bagaimanapun, dalam kebanyakan kes, penunjuk kualiti memerlukan pemantauan berkala.

Kawalan proses apabila ia mencapai tahap kuasa undian.

Objektif utama adalah untuk memastikan keselamatan, jadi nilai had mungkin berbeza daripada nilai had dalam operasi biasa. Untuk tujuan ini, subrutin khas digunakan.

Memantau kebolehgunaan peralatan.

Jika peralatan gagal, manual atau menghidupkan automatik peralatan sandaran.

Kawalan hidup/mati peralatan dijalankan menggunakan isyarat diskret yang mencirikan keadaan semasa peralatan. Sebagai contoh, apabila tangki penuh, ia dimatikan dan menyambungkan tangki kosong.

Pemantauan prestasi peralatan dijalankan berdasarkan petunjuk teknikal dan ekonomi.

Kawalan ke atas proses dalam mod kecemasan.

Penggera automatik, perlindungan dan penyekatan disediakan. Adalah mungkin untuk mengenali situasi kecemasan dan pulih secara automatik daripada situasi sedemikian.

Hantar kerja baik anda di pangkalan pengetahuan adalah mudah. Gunakan borang di bawah

Pelajar, pelajar siswazah, saintis muda yang menggunakan pangkalan pengetahuan dalam pengajian dan kerja mereka akan sangat berterima kasih kepada anda.

Jabatan: Fizik Am

Mengenai topik: Algoritma dan perisian moden eksperimen radiofizik

Moscow, 2008

Algoritma dan perisian eksperimen radiofizik moden

Memandangkan ASRFI dicipta untuk menyelesaikan pelbagai masalah tertentu yang berkaitan dengan kajian sifat objek penyelidikan yang tidak diketahui sebelumnya, ciri-ciri pautannya dan keperluan untuk sistem secara keseluruhan tertumpu pada pelaksanaan yang paling berkesan bagi algoritma yang ditakrifkan dengan baik yang menyediakan kandungan maklumat yang maksimum. Oleh itu, pada permulaan pembangunan kompleks cara teknikal ASRFI, algoritma kawalan utama mesti diusahakan sehingga ke tahap yang mungkin untuk mendapatkan anggaran ciri-ciri utama. program individu, hubungan mereka antara satu sama lain dan tatasusunan data.

Urutan peringkat mencipta algoritma dan perisian ditunjukkan dalam Rajah. 1.8. Tidak seperti sistem yang direka untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan fungsi objek teknikal, ciri-ciri yang sebahagian besarnya boleh diketahui terlebih dahulu, ASRFI dibangunkan untuk kajian objek radiofizik, sifat-sifat yang biasanya tidak diketahui terlebih dahulu. Oleh itu, tugas membangunkan algoritma kawalan semestinya didahului dengan menyelesaikan masalah menentukan model matematik yang menerangkan OP. Kedua-dua tugas ini membentuk kandungan algoritmaisasi proses mengukur RFV. Menerima model matematik IR dan proses radiofizik yang berlaku di dalamnya dan menentukan sifatnya, algoritma kawalan dan program yang melaksanakannya adalah sebahagian daripada perisian matematik ASRFI.

Gambar rajah umum sokongan algoritma untuk pelaksanaan ASRFI ditunjukkan dalam Rajah 1.9 Algoritma ASRFI 1 ditentukan oleh tiga blok yang diperbesarkan: algoritma kawalan sistem 2, algoritma input dan output maklumat 3, algoritma untuk menyelesaikan masalah pengiraan 4. Fungsi utama yang diperbesarkan algoritma kawalan sistem ialah organisasi kawalan parameter modul berfungsi individu (FM) 5 [operator R 2 1 dalam formula (1.27) apabila menentukan operator R 2 ] dan penstrukturan semula 6 [operator R 2 2 dalam (1.27)]. Blok algoritma 3 menyediakan penerimaan 7 dan output 8 [operator R 2 3 , R 2 4 in (1.27)] daripada semua isyarat (kedua-dua digital dan analog) semasa interaksi komputer dengan peranti luaran. Blok algoritma 4 direka untuk menyelesaikan semua masalah pengiraan yang juga saling berkaitan secara fungsional dengan blok algoritma sebelumnya. Pemprosesan isyarat digital awal 9 [operator R 2 5 in (1.27)] melibatkan memastikan kualiti pemprosesan selanjutnya (menghalang kesan pengalianan, penapisan isyarat digital, menimbang tatasusunan maklumat digital yang dimasukkan dengan tingkap berat, dsb.), jika perlu.

Pemprosesan isyarat matematik 10 [operator R 2 6 in (1.27)] mesti menyediakan semua prosedur pengiraan, termasuk pemprosesan matematik khas untuk mendapatkan hasil pengukuran dalam RFE tertentu.

Jika ASRFI mencapai tahap intelektual dalam organisasinya, maka fungsinya semestinya melibatkan penciptaan sistem pakar, yang fungsinya juga termasuk pelaksanaan prinsip pengurusan yang berkaitan 11 [operator R 2 7 dalam (1.27)].

Untuk klasifikasi umum perkakasan dan sokongan algoritma ASRFI, dengan mengambil kira perkara di atas, persamaan ukuran am dalam bentuk operator akan mempunyai bentuk:

(1.31)

Dalam rajah dalam Rajah 1.9, pembahagian algoritma adalah bersyarat. Terdapat hubungan fungsi yang luas di antara mereka, yang akan dibincangkan lebih lanjut.

Dalam perenggan 1.4 2 menunjukkan bahawa peningkatan asas dalam kandungan maklumat SRFI boleh dicapai dengan memperkenalkan elemen fleksibiliti ke dalam semua bahagian perkakasannya dan, oleh itu, memastikan sifat penyesuaiannya yang membenarkan pelarasan program parameter SRFI tanpa mengganggu percubaan semasa. Terdapat sambungan fungsian antara pautan ini dan komputer, dan ciri-cirinya dikawal dalam had fleksibiliti mengikut algoritma tertentu yang dilaksanakan dalam komputer perisian. Di samping itu, keupayaan komputer moden memungkinkan untuk melaksanakan banyak analog perkakasan FM dalam pelaksanaan algoritma. Lebih-lebih lagi, dalam banyak kes, ciri-ciri PM algoritma adalah lebih baik daripada ciri-ciri rakan perkakasan mereka.

Rajah 1.8 Urutan peringkat dalam pembangunan algoritma dan perisian untuk sistem yang kompleks

Rajah 1.9 Struktur umum sokongan algoritma untuk ASRFI:

1 - algoritma; 2 - kawalan sistem; 3 - pertukaran dengan peranti luaran; 4 - penyelesaian kepada masalah pengiraan; 5 - kawalan berfungsi; 6 - pengurusan struktur; 7 - input isyarat; 8 - output isyarat; 9 - pemprosesan isyarat digital awal; 10 - pemprosesan isyarat matematik; 11 - analisis pangkalan data dan pengetahuan, pembentukan kesimpulan logik.

Perisian ASRFI dibangunkan berdasarkan algoritma yang telah dibangunkan. Selepas komposisi semua tugas ASRFI yang dibangunkan telah ditentukan, kaedah untuk menyelesaikannya telah dipilih, pautan maklumat antara mereka dan urutan penyelesaian mereka, mereka telah digabungkan ke dalam subsistem, adalah sesuai untuk mengagihkan fungsi mengurus mereka antara perisian, perkakasan dan seseorang (pakar). Ia ditentukan berdasarkan pertimbangan sistem, dengan mengambil kira kos bahan. Ciri-ciri ini ditunjukkan dalam keperluan untuk algoritma (atau gambarajah masa) sistem. Akibatnya, pembinaan algoritma (rajah masa) dan pilihan pengagihan fungsi antara pakar, perkakasan dan perisian mewakili masalah, penyelesaiannya menentukan semua keputusan berikutnya.

Adalah diketahui 76 bahawa mengikut ciri fungsinya, perisian juga boleh dibahagikan kepada FM yang lengkap dari segi fungsi. Hampir mustahil untuk mencipta perisian yang komprehensif dan bersatu untuk XPS yang kompleks. Sesetengah penyatuan perisian hanya boleh dilakukan untuk cara piawai mengatur percubaan, contohnya, menggunakan sistem yang disebut di atas VECTOR, CAMAC, FASTBUS, VME, dll., yang juga mempunyai piawaian logik.

Trend moden dalam pembangunan perisian untuk menyediakan ASRFI mungkin harus dipertimbangkan sebagai penciptaan cangkang perisian di mana sintesis sistem maya mungkin. Contoh cangkerang perisian tersebut ialah perisian yang disertakan dalam labVIEW, labWINDOWS, dsb. . Salah satu bidang pembangunan perisian yang paling menjanjikan pada masa ini, jelas, harus dipertimbangkan perisian untuk mengatur sistem pintar. Walau bagaimanapun, seperti yang akan ditunjukkan di bawah, dalam kes ini, spesifik eksperimen tertentu semestinya akan mempengaruhinya, yang dalam kes ini menjadikannya mustahil untuk menyatukan AO dan perisian sepenuhnya.

Kaedah sedia ada untuk mereka bentuk sistem yang fleksibel untuk penyelidikan saintifik

Kemunculan alat berasaskan mikropemproses (MPS) serta-merta membawa kepada kemunculan kelas peralatan pengukur baharu - alat pengukur digital (DMI), yang mempunyai beberapa fleksibiliti dan kebolehsuaian berfungsi (khususnya, pemilihan automatik julat ukuran, dsb.), yang pada tahap tertentu menjadikan penggunaannya lebih mudah. Walau bagaimanapun, keupayaan MPS adalah sangat penting sehingga masuk akal untuk menggunakannya bukan sahaja untuk mengukur RFV, tetapi juga untuk pemprosesan matematik mereka yang lebih lanjut, yang tidak mungkin dilakukan dengan pemprosesan data digital kerana kekurangan keupayaan pengaturcaraan yang fleksibel.

Dengan kemunculan MPS, komputer mini dan mikro dengan keupayaan pengaturcaraan fleksibel turut muncul, mampu berinteraksi (bertukar maklumat) dengan peranti luaran. Ini memberikan keupayaan untuk memasukkan dan memproses maklumat ukuran ke dalam komputer menggunakan semua pengkomputeran dan keupayaan lain. Kehadiran kualiti sedemikian dalam MPS telah membawa kepada penciptaan pelbagai alat antara muka yang menyediakan interaksi antara MPS dan peranti lain dalam sistem pelbagai konfigurasi dan bertujuan, antara lain, untuk tujuan pengukuran.

Kemunculan antara muka memungkinkan untuk meningkatkan kuasa pengkomputeran dengan menggabungkan beberapa komputer dan mencipta struktur pengkomputeran berbilang peringkat (hierarki) yang memungkinkan untuk menyelesaikan masalah yang semakin kompleks, termasuk dalam penyelidikan eksperimen. Ketersediaan kemungkinan mengeluarkan maklumat daripada Kementerian Keretapi di peranti luaran membolehkan anda menjana tindakan kawalan mengikut algoritma yang diberikan.

Penyeragaman dan penyatuan komponen mengukur dan mengawal sistem pengkomputeran adalah asas untuk penciptaan kaedah rasmi untuk mereka bentuk sistem pengukuran dan pengkomputeran (MCS) berdasarkan penggunaan penyelesaian teknikal standard. Salah satu aplikasi pertama kaedah susun atur ialah penciptaan sistem kawalan proses automatik. Walau bagaimanapun, sistem sedemikian tidak mempunyai fleksibiliti perisian dan kebolehsuaian masa nyata.

Perkembangan selanjutnya kaedah susun atur ialah kaedah mereka bentuk IVC menggunakan elemen susun atur jenis modular bersatu (kaedah susun atur reka bentuk). Seperti yang diketahui, IVK adalah alat pengukur, yang merangkumi pengukuran, pengiraan dan komponen perisian. Adalah diperhatikan bahawa kedua-dua perkakasan dan modul perisian. Subunit perkakasan individu boleh dibina berdasarkan sistem piawai jenis modular (sebagai contoh, antara muka bermakna dalam standard CAMAC). Alat pengukur dan pengkomputeran sedemikian mempunyai sifat fleksibiliti pada tahap penstrukturan semula modular. Walau bagaimanapun, ia mempunyai kelemahan yang dinyatakan dalam klausa 1.4.2

Reka bentuk sistem pengukuran terutamanya kompleks untuk penyelidikan kompleks dalam fizik nuklear, fizik angkasa, penyelidikan aeroangkasa, dsb. dihasilkan menggunakan kaedah gubahan. Kaedah ini melibatkan penguraian masalah yang kompleks kepada beberapa parameter yang paling penting, penyelesaian yang dijalankan oleh banyak pasukan pakar khusus, menggunakan perancangan rangkaian. Hasil daripada komposisi seterusnya penyelesaian yang terhasil adalah kompleks sistem hierarki. Penyelesaian kepada masalah sedemikian hanya tersedia untuk sekumpulan pasukan saintifik (institut penyelidikan, biro reka bentuk, dll.).

Kemajuan selanjutnya dalam pembangunan komputer dan asas elemen membawa kepada kemunculan pendekatan baharu dalam pembangunan SRFI: memberikan sifat fleksibiliti maksimum, kebolehsuaian dan intelektualisasi (penciptaan pangkalan data, pangkalan pengetahuan dan sistem pengukuran). Dalam pembangunan cara antara muka, fleksibiliti mereka mula dipastikan bukan oleh prinsip modulariti, tetapi dengan penggunaan pensuisan elektronik dikawal perisian dalam satu papan modular. Baru-baru ini, proses penyepaduan juga telah mula muncul dalam sintesis kedua-dua perkakasan dan sokongan algoritma untuk SRFI. Proses yang sama ini, tetapi kurang dinamik, mula nyata apabila bahagian pengukur dan pengiraan SRFI digabungkan dengan pemasangan eksperimen. Khususnya, dalam kes kami, ini ditunjukkan dalam pelaksanaan beberapa (lebih daripada dua) kaedah yang berkaitan, saling melengkapi dan saling bergantung untuk mengukur RFV dan dalam organisasi pengaruh terkawal program pada OP sebagai sebahagian daripada SRFI yang sama. Penyepaduan perkakasan dan sokongan algoritma SRFI dalam kombinasi dengan pengenalan sifat fleksibiliti dan kebolehsuaian apabila mengatur pengaruh perisian dikawal OI, sudah tentu, membawa kepada peningkatan dalam kecekapan mereka.

Walau bagaimanapun, kelemahan utama yang wujud dalam kaedah mereka bentuk SRFI ini ialah keupayaan kriteria pengoptimuman metrologi tidak digunakan sepenuhnya untuk mencapai ciri maksimum. Ini membawa kepada sintesis suboptimum SRPI sudah pada peringkat awal, yang kemudiannya membawa kepada keperluan untuk penghalusannya.

Kelemahan kaedah sedia ada yang dinyatakan di atas untuk mereka bentuk sistem untuk penyelidikan saintifik memerlukan pembangunan kaedah baru, penciptaan alat antara muka yang fleksibel dan dikawal perisian yang sesuai dan cara mempengaruhi ATAU untuk memastikan sifat penyesuaian sistem ini untuk menyelesaikan masalah kebanyakan masalah moden dalam pengukuran radiofizik.

kesusasteraan

Alferov Zh.I. Heterojunctions dalam elektronik semikonduktor dalam masa terdekat // Fizik hari ini dan esok / Ed. V.M. Tuchkevich. L., 1973.

Alferov Zh.I. Heterojunctions dalam elektronik semikonduktor // Fizik hari ini dan esok: Ramalan Sains. M.: Nauka, 1975.

Alferov Zh.I., Konnikov S.G., Korolkov V.I. // FTP. 1973. T.7.

Alferov Zh.I. Heterolaser suntikan // Peranti semikonduktor dan permohonan mereka / Ed. SAYA BERADA DI DALAM. Fedotova. M., 1971.

Alferov Zh.I., Andreev V.M., Portnoy E.L., Protasov I.I. // FTP. 1969. T.3. No 9. P.1324-1327.

Alferov Zh.I. // FTP. 1967. T.1. P.436.

Gvozdev V.I., Nefedov E.I. Litar bersepadu gelombang mikro volumetrik. M.: Sains. Ch. ed. fizikal - tikar. lit., 1985.256 hlm.

Nefedov E.I. Pembelauan gelombang elektromagnet pada struktur dielektrik. M.: Nauka, 1979.

Neganov V.A., Raevsky S.B., Yarovoy G.P. Elektrodinamik makroskopik linear / Ed. Neganova V.A. T.1. M.: Radio dan Komunikasi, 2000.509 p., sakit 123, jadual 5.

Dmitrenko A.G., Kolchin V.A. // Izv. universiti Radiofizik. 2000. T.43. Isu 9. P.766-772.

Dokumen yang serupa

Persamaan pembezaan kekonduksian terma. Pengaliran haba melalui isipadu asas. Syarat untuk menetapkan masalah nilai sempadan. Kaedah untuk menyelesaikan masalah pengaliran haba. Kaedah berangka untuk menyelesaikan persamaan haba. Pengiraan medan suhu plat.

tesis, ditambah 04/22/2011


Algoritma untuk menyelesaikan masalah dalam fizik. Asas kinematik dan dinamik. Undang-undang pemuliharaan, getaran mekanikal dan gelombang. Fizik molekul dan termodinamik. Medan elektrik, undang-undang arus terus. Unsur-unsur teori relativiti, kuanta cahaya.

tutorial, ditambah 05/10/2010


Kajian proses harmonik dalam litar linear, perihalan ciri frekuensi amplitud quadripoles. Kaedah asas pengiraan dan reka bentuk litar elektrik dan teknologi dan perisian komputer moden.

kerja kursus, ditambah 16/11/2013


Apakah tugas, kelas, jenis dan peringkat penyelesaian masalah. Intipati pendekatan heuristik untuk menyelesaikan masalah dalam fizik. Konsep heuristik dan pembelajaran heuristik. Ciri-ciri kaedah heuristik (teknik pedagogi dan kaedah berdasarkan heuristik).

kerja kursus, ditambah 17/10/2006


Sistem automatik kawalan pencahayaan, algoritma operasinya, perkakasan dan perisian. Masalah yang mungkin berlaku semasa pelaksanaan dan cara untuk menyelesaikannya. Pengiraan kuasa penstabil voltan. Pengiraan untuk peraturan voltan.

tesis, ditambah 07/01/2014


Ciri-ciri pembangunan rajah litar untuk mengawal sistem mesin teknologi. Justifikasi untuk pilihan peralatan elektrik kuasa, peralatan kawalan dan perlindungan. Ciri-ciri metodologi untuk memilih jenis panel kawalan dan susun aturnya.

manual latihan, ditambah 29/04/2010


Pembangunan kaedah dan algoritma matematik untuk sintesis undang-undang kawalan berdasarkannya. Masalah songsang dinamik dalam teori kawalan automatik. Aplikasi kaedah spektrum untuk menyelesaikan masalah songsang dinamik, ciri-ciri fungsi.

kerja kursus, ditambah 14/12/2009


Automasi sistem pensuisan dan kawalan untuk bekalan air dan rawatan air bangunan. Pemasangan suis aras untuk mengautomasikan operasi pam. Klasifikasi angka kawalan program. Gambarajah skematik ATS pengubah satu lakonan.

ujian, ditambah 12/06/2010


Pertimbangan matlamat dan objektif utama mereka bentuk loji kuasa nuklear loji kuasa nuklear moden. Kajian piawaian reka bentuk mengikut keperluan, dokumen yang mengawal. Ciri-ciri mencipta unit kuasa untuk tujuan pendidikan.

abstrak, ditambah 04/18/2015


Analisis kecekapan sumber tenaga. Kajian analitikal keadaan sekarang penyelidikan saintifik dalam bidang pemuliharaan sumber di perusahaan kompleks bahan api dan tenaga. Projek inovatif, prospek pembangunan untuk Gazprom Dobycha Noyabrsk LLC.