5.3.Математическое обеспечение комплексов обработки

Автоматизированная обработка информации производится на комплексах обработки, основным элементом которых является ЭВМ. Комплексы обработки могут функционировать лишь при наличии математического обеспечения.

Задачи МО комплексов обработ­ки состоят в создании, постоянном совершенствовании и содержа­нии в полной готовности следующих основных элементов:

- математических моделей источников информации, средств сбора, передачи, хранения, обработки и отображения ее;

- методик и алгоритмов оперативной и полной обработки;

- информационно-логической системы обработки (организующие и информационно-поисковые программы, программы планирования ра­боты средств измерений, обработки и управления и т.д.);

- машинных программ оперативной и полной обработки;

- описаний и инструкций.

Главным элементом МО являются программы.

Можно выделить следующие основные классы стандартных программ:

- программы обработки ТИ;

- организующие программы;

- вспомогательные программы.

Программы обработки ТИ включают в себя программы сбора ТИ, первичной и вторичной обработки, статисти­ческой обработки. Общий объем программ этой группы весьма зна­чителен и может превышать I0¹³ команд.

К числу организующих программ от­носятся программы:

- учета и формализации заявок на результаты обработки;

- формализации заявок на исходные данные;

- распределения работ между элементами комплекса обработ­ки;

- управления информационно-поисковой системой;

- распределения памяти комплекса;

- подготовки и сбора исходных данных;

- планирования и учета профилактических проверок комплек­са обработки и его МО;

- учета заявок на корректировку планов работ и неплановых работ;

- согласования структуры информации по устройствам комплек­са обработки и т.д.

Общий объем организующих программ может до­стигать (50 t 60) • I0³ команд.

Вспомогательные программы обеспечивают решение следующих задач:

- подготовки и контроля исходных данных;

- формализации и учета планирования работ;

- передачи исходных данных;

- обслуживания архивов (библиотек) программ, исходных дан­ных, результатов обработки, справочно-статистической информа­ции.

Объем программ достигает (25 t 30) • 10 команд.

5.4. Характеристики телеметрируемых параметров

Телеметрическая информация представляет собой результаты измерений параметров. По своей физической природе и характеру изменения во времени параметры могут быть весьма различны.

По скорости изменения во времени параметры разделяют на медленноменяющиеся и быстроменяющиеся. К медленноменяющимся от­носятся параметры, максимальная частота спектра которых не пре­восходит 10 - 20 Гц. Быстроменяющиеся параметры - это парамет­ры, максимальная частота спектра которых более 15 - 20 Гц и достигает десятков килогерц.

Медленноменяющиеся параметры по виду тарировочной характеристики разделяют на функциональные, температурные, сигнальные и функционально-диапазонные. Кроме того, в связи с наличи­ем датчиков с многозначными тарировочными характеристиками вы­деляют определяющие и зависимые параметры.

Тарировочной характеристикой (ТХ) датчика называют зависи­мость между значениями параметра в физических единицах и выход­ным напряжением датчика в процентах или вольтах:

u=f(p) ; p=f^-1(u) .

При обработке ТИ тарировочная характеристика представляет­ся в виде таблицы, в которой функцией является значение пара­метра, а аргументом - выходное напряжение.

Функциональными параметрами (ФП) называют непрерывные функ­ции времени с бесконечным числом возможных значений, характе­ризующие изменение во времени непрерывного физического процес­са. Тарировочная характеристика функционального параметра представляется конечным набором пар значений функции ри аргу­мента и. (t = I,..., п ) в характерных точках зависимости . Примером функциональных параметров являются параметры механических процессов (координаты, скорости, ускорения, углы, угловые скорости и т.д.), электрических и магнитных процессов (напряжение, ток, мощность, напряженность и т.д.), аэродинами­ческих процессов (давление, плотность, вязкость).

Сигнальными параметрами (СП) называет разрывные функции вре­мени (с разрывами 1-го рода) с двумя возможными значениями, по которым контролируются события и явления, происходящие на объек­те. Тарировочная характеристика сигнального параметра представ­ляется двумя значениями аргумента u.(i=/,2) , а функция - со­ответствующими им текстовыми ответами о событиях. Примерами сигнальных параметров являются параметры, контролирующие вклю­чение двигателя или другой системы, подачу питания и т.д. Тексто­вый ответ характеризует состояние системы ("двигатель включен", "двигатель выключен") или датчика ("замкнут", "разомкнут").

Остальные типы параметров по характеру поведения или виду тарировочной характеристики занимают промежуточное положение, являются частными случаями рассмотренных выше параметров. Так, например, температурные параметры по характеру поведения и ви­ду тарировочной характеристики можно отнести к функциональным. Выделение их в отдельную группу обусловлено тем, что они ха­рактеризуют тепловой режим и измеряются системой измерения температур. Кроме того, температурные датчики имеют специфическую тарировочную характеристику, в которой аргументом яв­ляется сопротивление:

Так как в итоге алгоритм обработки (учета ТХ) таких пара­метров существенно отличается от алгоритма дешифровки (учета ТХ) других ФП, они и выделяются в специальную группу.

Диапазонные параметры (ДП) по характеру поведения во вре­мени могут быть непрерывными функциями или разрывными .(функ­ционального или сигнального типа). Однако в любом случае из мно­жества состояний контролируемого ими процесса (системы) харак­терным является лишь некоторое конечное число. Поэтому ТХ диапазонного параметра разбита на конечное число участков (два и более). Значению аргумента в пределах каждого из этих участков (и_i< и<и_i+1 ,t=l,2,...,n), так же как и для СП, соответствует опреде­ленный текстовый ответ, но число этих ответов может быть боль­ше двух. Часть ДП представляет собой пара­метр сигнального типа с числом состояний, большим двух. Значе­ния такого параметра - это всевозможные комбинации состояний нескольких контактных датчиков, передаваемых по одному каналу. В этом случае аргумент ТХ может быть представлен в виде и_iu_i , а функция - текстовыми ответами о режиме работы контро­лируемой системы (систем). Диапазонный параметр по виду записи его на графике может быть и функциональным, но в процессе об­работки согласно ТХ определяются лишь номер диапазона, в пре­делах которого находится текущее значение аргумента u(t,) , и выдается соответствующий этому диапазону текстовый ответ о со­стоянии системы (объекта).

Функционально-диапазонные параметры (ФДП) представляют со­бой нечто среднее между ФП и ДП. По виду записи их на графике они являются параметрами функционального типа (непрерывные Функ­ции), но в определенных зонах значений этих параметров (обыч­но вблизи границ графика) потребителя интересует лишь диапазон, в котором он находится. Поэтому ТХ ФДП состоит из функциональ­ной и диапазонной частей. Обычно ТХ имеет два диапазона: "зону нечувствительности" и "зону насыщения" (при "больших" значениях - второй диапазон). Между ними располагается функцио­нальная часть ТХ, заданная парами значений

(и_i, Р_i ), Если ар­гумент u (t_i) ФДП находится в функциональной части ТХ, то в результате обработки (линейной интерполяции) выдается соответ­ствующее ему из ТХ значение параметра Р (t_i), как для ФП. Если аргумент и (t_i ) попадает в определенный диапазон (0%<u(t_i)u1 или

u_n<u(t_i)100%), то выдается соответствующий текстовый ответ.

Тарировочная характеристика некоторых датчиков может изме­няться в зависимости от состояния другого датчика (параметра). Так, при различных режимах работы системы, контролируемых с по­мощью СП или ДП, диапазон (точность) измерений некоторого пара­метра физического процесса, протекающего, в системе и контроли­руемого датчиком функционального типа (ФП), может быть различ­ным. Характер преобразования датчиком входного процесса в выход­ное напряжение [ТХ или оператор f , а следовательно, и обрат­ный оператор f' может также изменяться в за­висимости от условий окружающей среды, например температуры. В таком случае параметр, измеряемый этим датчиком, называется за­висимым, а температурный параметр - определяющим. Так или ина­че ТХ зависимого параметра является многозначной зависимостью или состоит из набора тарировочных кривых (ТХ). Выбор номера тарировочной кривой определяется состоянием (номером диапазона), в котором находится определяющий параметр. Определяющий пара­метр может быть любого типа (ФП, ТП, СП, ДП, ФДП), а зависимый параметр - только ФП, ТП или ДП.

7