Управление последовательностью выполнения функциональных задач СТС-ПКФ как по информации наземного комплекса управления (НКУ), так и по выработанной в БКУ, необходимо сосредоточить в специальных программах бортового ПО - планирующих программах, которые составят ещё один уровень иерархии ПО.

В общем случае такая структура ПО управления СТС достаточно универсальна и не зависит от назначения ПО сложной системы и связана с частотным разделением процессов управления на долгосрочное планирование, диспетчерское оперативное управление и исполнение рабочих функций.

Таким образом декомпозиция систем СС порождает представление комплекса бортового ПО в виде иерархической структуры (смотри схему Рис.7).

В свою очередь каждая подсистема состоит из одного или нескольких датчиков информации, исполнительных органов или средств выдачи управляющей информации, а также в настоящее время средств обработки информации – встроенных в датчики и исполнительные органы локальных управляющих ЦВМ. Поэтому ПО подсистем само имеет сложную иерархическую структуру, подобную рассмотренным.

С учетом этой вложенности структура ПО сложной технической системы представляется в виде многоуровневой иерархической структуры простых программных модулей с четко очерченными функциями. После разработки каждого из них они должны быть объединены(интегрированы) в единый программный комплекс в пространстве и во времени.

22. Цикличность решения задач управления в системах с ЦВМ

Системный подход к разработке ПО показывает, что разработка ПО не самоцель и По обеспечивает работу какой -то системы . Для некоторых систем ,например, систем управления техническими системами физическими процессами в реальном времени или вне его этот вывод очевиден.

34

Рис. 8 Фазы работы ПО управления технической системой

Для других систем нужно приложить определенные усилия, чтобы обнаружить объект управления со стороны ПО.

Как же работает ЦВМ и ПО в системе управления. Рассмотрим задачу А. Можно выделить три фазы в исполнении программным обеспечением задачи А: ввод информации (А1), преобразование информации(А2), выдача управления на исполнительные органы или в интерфейс с оператором(А3) смотри Рис.8.

После ввода информации в ЦВМ или проведения съема информации с датчиков начинается исполнение фазы 2 и 3. В течение времени исполнения фазы 2 и 3 ЦВМ «не видит» изменения управляемых координат, так как ввод информации в ЦВМ осуществляется не непрерывно а только в дискретный момент времени выполнения фазы 1. С другой стороны объект управления в течение фазы 1 и 2 не испытывает управляющего воздействия (оно будет выработано только в фазе 3) и представлен, как бы, самому себе.

За время, в течение которого исполняются 1, 2 и 3 фазы управления состояние объекта(его управляемые координаты) претерпят изменения по двум причинам.

1)Имеются начальные отклонения координат системы в том числе и скоростей и ускорений.

2)На этом интервале действуют возмущения на объект управления, которые стремятся увести управляемые координаты от заданного и начального положения.

Выбранное в фазе 3 управление не может учитывать влияние этих случайных факторов, действующих пока объект управления не наблюдаем, и поэтому не может привести отклонения управляемых фазовых координат в требуемые значения, например, к 0.

Поэтому для ликвидации отклонений управляемых координат, которые получаются после завершения фазы 3, цикл управления необходимо повторить через Т, затем опять через Т и т.п.

[Введите текст]

Величина периода Т определяется значением допустимых ненаблюдаемых отклонениями управляемых координат процесса за время Т, т.е. динамикой системы.

Данная ситуация справедлива не только для систем управления самолетом, ракетой, спутником, но и, например, для ПО ЦВМ, ведущей учет кадров в организации. Введенные в ЦВМ данные по числу уволившихся или принятых человек устаревают уже в момент ввода и данные об изменениях численности необходимо обновлять с периодичностью раз в сутки для того чтобы обеспечить правильную работу бухгалтерии по начислению зарплаты за отработанное время.

Да и бухгалтерия не может ограничить свою работу однократным расчетом зарплаты . Она должна проводить расчет зарплаты сотрудникам каждый месяц, учитывая действия всех возмущений, действующих на интервале Т на состав персонала организации, законодательную базу и финансовое положение. Если зарплату выдавать каждую неделю, то и расчеты её надо проводить раз в неделю.

23. Временная диаграмма работы системы. Представления работы ПО СТС в виде набора «сечений», выполняемых последовательно.

В сложной технической системе параллельно во времени протекают несколько физических процессов управления. Например, в летательном аппарате необходимо управлять ориентацией трех его осей в пространстве, управлять режимами двигателя и т.п. Если в системе управления имеется встроенная ЦВМ, то этим параллельным физическим процессом управления соответствуют параллельно работающие программы ПО.

Эти программы могут отражаться на структурной схеме ПО, однако, когда какой физический процесс начинается и когда заканчивается, какие процессы исполняются параллельно, как физические процессы взаимодействуют во времени из структурной схемы не видно.

Временная диаграмма работы сложной системы как средство проектирования ПО, позволяет в наглядной форме рассмотреть сразу все параллельные физические процессы и определить параллельно работающие программы ПО. Такая временная диаграмма является основой для выбора принципов организации многозадачной работы ПО и позволяет выбрать операционную систему реального времени.

Ниже на рис.9 рассмотрена подобная укрупненная временная диаграмма работы бортового контура управления спутника на одном из витков (периодов) орбитального движения. На данном витке осуществляется включение бортового двигателя для изменения параметров орбиты.

Временная диаграмма работы СТС при выполнении одной из функциональных задачвременная диаграмма работы ПО в варианте использования системы

36

На данном рисунке применены следующие сокращения:

КДУ - корректирующая двигательная установка для управления движением центра масс;

КРЛ – командная радиолиния связи «борт-земля»;

САН – система автономной навигации;

СУУД – система ориентации и стабилизации,

[Введите текст]