Часть 3. Параметрический анализ мп сау омт Глава 7.
7.1 Классификация мп сау омт.
МП САУ - автоматическая система морской функциональной направленности, обеспечивающая решение задач управления, контроля, диагностирования, безопасности объекта морской техники (ОМТ) с использованием алгоритмов прогнозирования, оптимизации, самообучения, реализуемых на специальных микропроцессорных (МП) вычислительных средствах, которые в совокупности с программным продуктом представляет собой встраиваемые элементы искусственного интеллекта (рис.7.1).
Рис.7.1 Классификация микропроцессорных САУ ОМТ.
7.2. Итерационность процесса проектирования мп сау омт
Структура традиционного проектирования МП САУ ОМТ(рис.7.2).
Рис.7.2 Блок –схема традиционного проектирования МП
САУ ОМТ.
Рис.7.3 Блок –схема этапа конструирования МП САУ ОМТ
Число этапов традиционной разработки МП САУ ОМТ включает:
проектирование (расчет);
конструирование;
технологическая подготовка производства;
изготовление и контроль;
диагностика и эксплуатация;
утилизация.
Каждый этап (рис.7.3) должен строиться по итерационной схеме, эффективность реализации которой пропорциональна количеству итераций.
7.3. Жизненный цикл объектов морской техники
y
Рис.7.3Жизненный цикл компонент ОМТ
Любое техническое средство эксплуатируется с заявленными свойствами в течение заданного жизненного цикла, после которого необходима его модернизация или замена.
7.4.Алгоритм традиционного анализа и синтеза мп сау
P-
разработчик К- компьютер
Рис.7.4 Блок –схема алгоритма традиционного анализа и синтеза МП САУ
Применительно к МП САУ будем рассматривать детерминированный и вероятностный параметрический анализ математических моделей с выделением их интерфейсных схем.
Под синтезом МП САУ будем понимать параметрическую оптимизацию, ориентированную на преобразователи информации.
7.5. Концепция проектирования мп сау
На рис.7.5 представлена структура процесса проектирования МП САУ
Рис.7.5 Структура процесса проектирования МП САУ.
В зависимости от специфики предметной области (СУД- система управления движением, СЦВМ- специализированная цифровая вычислительная машина, БПИ- бортовые преобразователи информации и т.д.), термины оптимизации и синтеза имеют одинаковый смысл.
7.6. Структура оптимизируемой системы для омт На рис. 7.6 представлена структура оптимизируемой системы для омт.
Рис. 7.6 Структура оптимизируемой системы для ОМТ
Процедуры параметрической оптимизации будут применяться к автоматическим системам ОМТ для их последующей алгоритмической реализации.
Процедуры синтеза будут применяться для аппаратной реализации интерфейсных схем по критериям быстродействия и минимальных ресурсных затрат.
7.7. Разновидности описания математических моделей в задачах параметрической оптимизации
Пусть ОМТ описывается вектором состояния, компоненты которого характеризуют размерность вектора. Тогда для непрерывных систем их математическая модель описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений.
-
вектор управления, размерность которого
может быть отлична от n.
-
непрерывное время.
Решение системы (7.1) может иметь две направленности:
Если в начальный интервал времени известны все компоненты вектора
,
то решается задача Коши для оценки
текущих значений параметров системы
которыми для системы (7.1) могут быть
управления;
Если заданы в конечный момент времени требуемые компоненты вектора состояния, то решается задача параметрической оптимизации для уточнения по заданному критерию значений оптимизируемых параметров.
Для непрерывных систем с запаздыванием, которые учитывают инерционность получения и преобразования информации в системах, используют математические модели вида:
Правая часть системы (7.2) представляет набор функций f1(),f2(),…,fn(), информация об объекте и системе, в которых отличается от истинной временем ее получения.
Для дискретных систем, ориентированных на использование цифровой техники в качестве математической модели используют конечно – разностные уравнения вида:
,где k=0,1,2, … , выполняет роль целочисленного времени.
Выбор способа описания объекта с использованием модели ( 7.1, 7.2, и 7.3) зависит от особенностей используемого аналога и осуществляется разработчиком. В нашем случае объект будет задан конкретной системой 7.1,7.2, или 7.3.