РАСШИРЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО
КОМПЛЕКСА "АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО
ИССЛЕДОВАТЕЛЯ" (АРМИ) ПО СНЯТИЮ ПЕРЕХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Висков А.Ю. (кафедра СА и ВТ, МГТУ)
Построение динамических моделей объектов управления является необходимым этапом разработки систем автоматического управления. Модели могут быть получены, исходя из законов сохранения энергии / вещества, в результате углубленного изучения физических, химических и т.д. процессов, происходящих в реальных объектах. Однако, процесс формирования таких моделей чрезвычайно трудоемок, а полученные результаты громоздки, и их затруднительно применять в качестве, например, эталонных моделей в адаптивных система.
Другой подход к анализу динамики объектов состоит в получении моделей заданной сложности в терминах "вход / выход". Методы экспериментального получения таких моделей являются традиционными, но в основном представляют собой разработки 50х - 70х годов и ориентированы на неточные и трудоемкие графоаналитические методы обработки экспериментальных данных.
На кафедре СА и ВТ МГТУ разработана методика экспериментального получения динамических моделей в терминах "вход / выход", адаптированная к использованию современных средств вычислительной техники с применением пакета Mathematica 3.0. Эта методика была опубликована в материалах Научно-технической конференции профессорско-преподава-тельского состава за 1999 г.
Для проведения экспериментов по получению моделей на объект необходимо подавать тестовые сигналы различной конфигурации. Как правило, это ступенчатые воздействия, но для качественной оценки свойств объекта необходимо получить его переходные характеристики в режимах разгона до номинального значения входного сигнала и торможения до остановки, разгона как минимум в две ступени и соответствующего торможения. Базовый состав программного обеспечения комплекса АРМИ позволял зафиксировать только характеристику разгона.
Базовый программный пакет состоит из следующих программ:
- ARMI.EXE - многоканальный осциллограф;
- ARST_BW.EXE - программа снятия статических характеристик;
- ACS.EXE - программа, позволяющая реализовать в реальном времени цифровую систему управления;
- FRQCHAR.EXE - программа, позволяющаяся снимать частотные характеристики объекта
Пакет дополнен программой PH.EXE, позволяющей фиксировать переходные характеристики объектов. Отличие этой программы от процедуры снятия переходных характеристик, входящей в состав программы ACS.EXE, в том, что у исследователя имеется возможность зафиксировать реакции объекта на более сложное изменение входного ступенчатого сигнала. В программе предусмотрено задание трех режимов работы, определяемых временной разверткой тестового сигнала.
В режиме "разгон в одну ступень" на исследуемый объект подается сигнал, описываемый следующим выражением:
м G(t)= 0,0 > t
н G(t)= 1,0 Ј t < t 1
о G(t)= 0,t 1Ј t < t 2
В режиме "реверс" на исследуемый объект подается сигнал, описываемый следующим выражением:
м G(t)= 0,0 > t
н G(t)= 1,0 Ј t < t 1
о G(t)= -1,t 1Ј t < t 2
В режиме "разгон в две ступени" на исследуемый объект подается сигнал, описываемый следующим выражением:
м G(t)= 0,0 > t
п G(t)= G1,0 Ј t < t 1
н G(t)= G2,t1Ј t < t 2
пG(t)= G1,t2Ј t < t 3
оG(t)= 0,t3 Ј t < t 4
Как и другие программы пакета, осуществляет фильтрацию входных сигналов по встроенным алгоритмам, позволяет сохранять данные на жестком диске, отображать данные в виде графиков и таблиц. Интерфейс программы выполнен по единому стандарту с использованием библиотеки Turbo Vision.
Предлагаемое расширение программного обеспечения комплекса АРМИ может применяться как в рамках учебного процесса кафедры СА и ВТ в ходе курсового и дипломного проектирования, так и инженерами-практиками, занимающимися разработкой АСУ ТП.