1. Структура систем цос. Структура систем сбора данных

Структура цифровых информационно-управляющих систем (ИУС) для общего случая представлена на блок-схеме Типовая цифровая ИУС состоит из четырёх составляющих систем: 1) ОУ – объекта управления; 2) ССД – системы сбора данных; 3) СОИ – системы обработки информации; 4) СВУ – системы выработки управления. системы ОУ, ССД, СОИ и СВУ-прямоугольники; стрелки-направления движения входной и выходной информации.

Система ЦОС, являющаяся частью ИУС, состоит из ССД и СОИ и помещена в пунктирный прямоугольник. Функционирование систем ЦОС, как правило, не осуществляется отдельно от ОУ и СВУ. Реализация ЦОС почти всегда производится с учётом особенностей информации от ОУ и требований к информации для СВУ.

ОУ – объект управления – характеризуется вектора­ми входных управляющих переменных и векторами выходных переменных, которые в ряде случаев определяются как векторы фазовых координат – векторные парамет­рические функции.

Решение задач ЦОС, в ряде случаев, может быть сопряжено с необходимостью построения для ОУ математических моделей, которые связывают зависимостями входные и выходные переменные. В простейшем случае для статических ОУ связь между входными и выходными переменными определяется модельными нелинейными функциями от нескольких переменных, которые можно представить в скалярном или векторном виде:

(1.1.1)

. (1.1.2)

Связь между векторами управляющих переменных и векторами фазовых координат для динамических ОУ определяется системами модельных дифференциальных уравнений. Для динамических ОУ с сосредоточенными параметрами модельные дифференциальные уравнения в векторном виде представляются следующим образом:

.

ОУ с распределёнными параметрами описываются модельными дифференциальными уравнениями с частными производными.

Необходимо отметить отличия параметрических функций и управляющих переменных . Управления являются полностью известными; параметрические функции – некоторые неизвестные функции, относительно которых могут быть сведения только об их самых общих характеристиках.

В инженерной практике ЦОС иногда рассматриваются чрезвычайно сложные ОУ, функционирование которых не может быть адекватно описано с достаточной точностью предлагаемыми статическими или динамическими моделями. В этом случае описание моделей ОУ осуществляется с привлечением теоретико-вероятно­стных представлений.

ССД – система сбора данных – обеспечи­вает промежуточное накопление и предварительную цифровую обработку многоканальной информации об объекте управления. На вход системы ССД поступает вектор фазовых координат и вектор управления , реализующий настройку ССД. Выходом ССД являются векторы наблюде­ний фазовых коорди­нат, связанные с фазовыми координатами и помеховыми возмущениями , которые обусловливают погрешности в наблюдениях. Наблюдения описываются следующей модельной зависимостью:

, (1.1.3)

где вид модельной функции наблю­де­ния опреде­ля­ется конструкцией ССД.

СОИ – система обработ­ки информа­ции – обеспечивает по входной информации-наблюдениям от ССД и вектору управления который предназначен для настройки алгоритмов СОИ, решение задачи вычис­ле­ния оценок фазовых координат и оценок парамет­рических функции , которая, по-существу, является центральной для ЦОС.

СВУ – система выработки управле­ний – осущес­твляет формирование необходи­мых управля­ющих воздействий для ОУ, для ССД и для СОИ по информа­ции от СОИ. В общем виде можно записать: .

Структура ССД существенным образом определяет возможности проведения ЦОС. ССД состоит из системы датчиков, усилителей, противомаскировочных фильтров, электронных коммутаторов, аналого-цифровых преобразователей и устройств буферной памяти. упрощённой конструкции ССД, цифрами отмече­ны основ­ные элемен­ты системы.