Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Борисенко Марина Геннадьевна

Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления
<
Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Борисенко Марина Геннадьевна. Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 Москва, 2006 200 с. РГБ ОД, 61:06-5/1862

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор информационного обеспечения при проектировании систем управления 7

1.1. Способы построения автоматизированных систем проектирования для идентификации систем управления 7

1.2. Анализ принципов построения систем автоматизированного проектирования 17

1.3. Анализ методов синтеза систем управления 30

1.4. Выводы 47

Глава 2. Этапы разработки математической модели взаимодействия параметров лесного массива 48

2.1. Способы представления схем взаимодействия элементов систем 48

2.2. Разработка таблицы взаимодействия параметров и организация на ее основе базы данных 55

2.3. Запись функциональной схемы по таблице взаимодействия и проверка адекватности функционального графа 69

2.4. Разработка алгоритмов для построения пользовательского интерфейса .74

2.5. Выводы 83

Глава 3. Формализация математической модели лесного массива 84

3.1. Построение структурной схемы 84

3.2. Разработка структурного графа по структурной схеме 96

3.3. Матричное представление структурного графа лесного объекта

3.4.Алгоритмическое и программное обеспечение для формирования матричных уравнений системы 118

3.5. Выводы 130

Глава 4. Использование разработанного программного обеспечения для идентификации лесного объекта 131

4.1. Этапы работы программы «Рїдентификация» при идентификации лесного объекта 131

4.2. Формирование уравнений лесного объекта 144

4.3. Выводы 152

Заключение 153

Список используемой литературы 154

Приложение 1 161

Приложение 2

Введение к работе

Современные системы управления отличает большое многообразие физических компонентов, элементов и связей, что увеличивает их стоимость и время проектирования. Темпы проектирования таких систем являются основным сдерживающим фактором их разработки и внедрения. Разрешение этого противоречия приводит к необходимости создания системы автоматизированного проектирования.

Автоматизация проектирования сложных систем предполагает разработку специализированных технических средств, обеспечивающих ввод и вывод информации, разработку автоматизированных рабочих мест проектировщика, содержащих комплексы оборудования, а также разработку математического обеспечения: математических методов, алгоритмов и программ.

Традиционные методы проектирования сложных систем имеют низкую степень формализации и в основном ориентированы на принятие решений проектировщиком, они включают большой объем вычислительных операций, характеризуются низкой точностью. Все это ограничивает их применение. Совершенствование традиционных методов, разработка новых методов в отрыве от специфики информационных технологий зачастую не эффективно.

В последние годы появилось много новых методов анализа и проектирования систем управления. Эти методы отличаются от классических более высокой сложностью, они формализованы, их исполнение связано с большим объемом вычислений, что делает полезным при решении практических задач наличие библиотеки стандартных подпрограмм. Однако, даже наличие таких библиотек требует от проектировщика значительных усилий в программировании для решения конкретной задачи.

Высококачественная, хорошо отлаженная программа, написанная программистом высокой квалификации специально для некоторого проекта, наиболее оптимальна. Каждую следующую задачу программист вынужден решать практически с нуля. Процесс проектирования становится недопустимо длительным, а затраты высокими.

Развитие теории автоматического управления требует нового подхода к методам исследования систем управления. Такие методы должны быть универсальны, применимы для многих типов систем и специально ориентированы на использование в ЭВМ.

Формализованным методом идентификации систем управления, позволяющим автоматизировать процесс проектирования является метод структурных графов. Достоинством метода С-графов является стандартная форма изображения проектируемых систем, детерминизация процесса получения и преобразований математической модели сложных систем и уменьшение вероятности появления или поиска ошибки в процессе работы [5]. Этому и посвящена данная работа.

Целью диссертационной работы является создание автоматизированной подсистемы параметрической идентификации многосвязных объектов управления с использованием топологического метода структурных графов на примере лесного объекта.

Основные задачи диссертационной работы. Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

разработка методики исследования характеристик лесного массива;

разработка структуры данных и алгоритмического обеспечения для построения структурного графа исследуемого объекта управления;

программная реализация на ЭВМ разработанных алгоритмов;

параметрическая идентификация лесного объекта с помощью разработанного программного обеспечения.

Методы исследования: в диссертационной работе использовались методы теории систем, теории управления, теории графов, линейной алгебры, теории алгоритмов, модульного и объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

для моделирования лесного массива как многосвязного объекта управления обосновано использование системного подхода на основе топологического метода структурных графов;

сформулированы требования, предъявляемые к автоматизированным системам идентификации многосвязных объектов исследования;

разработаны структуры данных для автоматизации процесса получения моделей методом структурных графов;

разработана система нестандартных алгоритмов для автоматизации процесса получения различных моделей для идентификации многосвязного объекта управления с целью исследования различных характеристик лесных массивов;

разработана методика исследования характеристик лесного массива при множестве параметров наблюдения.

Практическая ценность. Результаты исследований позволили: создать пакет прикладных программ «Идентификация» для идентификации многосвязных объектов управления с применением метода структурных графов; использовать ППП "Идентификация" для параметрической идентификации лесного объекта; рекомендовать применение 111 ill "Идентификация" для идентификации многосвязных объектов управления методом структурных графов.

Исследования проводились в рамках госбюджетной тематики «Топологические методы идентификации и синтеза систем управления многосвязными объектами», выполняемой Братским государственным университетом по направлению «Синтез и идентификация систем управления многосвязными объектами» (КОД ГРНТИ 28.29).

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, приложения. Она изложена на 161 странице основного текста, включая 47 рисунков и 6 таблиц. Библиография содержит 67 наименований.

Способы построения автоматизированных систем проектирования для идентификации систем управления

Синтез системы управления можно разделить на две части: процесс идентификации и процесс создания.

Изучение свойств и особенностей объектов с помощью современных методов обработки информации основывается на построении модели изучаемого объекта по наблюдаемым данным - входным и выходным сигналам. Задача идентификации формулируется следующим образом: по результатам наблюдений над входными и выходными переменными системы должна быть построена оптимальная в некотором смысле модель, т.е. формализованное представление этой системы [67].

Построение модели начинается с формирования входных воздействий и выбора структуры модели, определяющей взаимосвязь наблюдаемых данных через совокупность параметров. После этого входные воздействия подаются на объект, и измеряются отклики на эти воздействия (выходные сигналы). Затем входные и выходные сигналы и выбранная структура используются для оценки значений параметров в соответствии с принятым критерием качества. Критерий качества идентификации характеризует степень адекватности модели объекту в рамках согласованных допущений и ограничений. Оценивание параметров выполняется на основе алгоритма идентификации, определяющего правила поиска оценок. Наконец, для того, чтобы проверить, насколько точно построенная модель имитирует или предсказывает данные наблюдений, необходимо сравнить их при одинаковых воздействиях. Эта процедура называется верификацией модели. Таким образом, для решения задачи идентификации [37, 67] необходимо выбрать или сформировать: Входные сигналы; Структуру модели изучаемого объекта; Критерий качества идентификации; Алгоритм идентификации; Критерии и методы верификации (подтверждения) модели. Процедура идентификации системы порождает следующую естественную логику действия: 1) собрать данные; 2) выбрать множество моделей; 3) выбрать наилучшую в этом множестве модель. Однако, вполне вероятно, что первая из так найденных моделей не выдержит проверки на этапе подтверждения. Тогда нужно вернуться и пересмотреть различные шаги процедуры. Контур идентификации системы изображен нарис. 1.1. Априорное знание Планирование экспериментов Текущие данные Выбрать множество параметров Выбрать критерий согласия Произвести расчет модели Подтвердить модель Нет - Да Рис 1.1. Схема контура идентификации Существует несколько причин несовершенства моделей: Численный метод не позволяет найти наилучшую по выбранному критерию модель; Множество моделей оказалось неполноценным в том смысле, что в этом множестве вообще нет «достаточно хорошего» описания системы; Множество данных наблюдений не было достаточно информативным для того, чтобы обеспечить выбор хороших моделей. Главным в приложениях идентификации является итеративное решение всех этих вопросов на основе априорной информации и результатов предыдущих попыток [37]. Очевидно, что важным инструментальным средством решения этой итеративной задачи является система автоматизированного проектирования (САПР). Системы автоматизированного проектирования являются незаменимым инструментом для инженера-проектировщика систем управления. Они освобождают инженера от рутинных и утомительных расчетов, дают ему возможность применить для решения современных задач анализа и проектирования сложные алгоритмы, требующие значительных вычислительных затрат. С эксплуатационной точки зрения САПР является эффективным средством повышения производительности инженерного труда. Применение микропроцессоров сделало возможной реализацию широкого круга алгоритмов управления - от традиционных простых ПИ-регуляторов до сложных многомерных или адаптивных алгоритмов. Вместе с тем, аппаратное и программное обеспечение ЭВМ и графические терминалы позволяют проектировать системы управления в интерактивном режиме, эффективно синтезировать даже наиболее сложные алгоритмы. При создании системы автоматизированного проектирования следует обратить внимание на такие аспекты: Интерфейс пользователя; Методы синтеза, используемые в системе; Структура данных; Структура системы. Остановимся более подробно на каждом из перечисленных аспектов. Интерфейс пользователя. При проектировании системы для человеко-машинного взаимодействия важно ясно представлять себе круг пользователей -от начинающих до экспертов, с различными возможностями и требованиями. Для новичков, нуждающихся в постоянном руководстве, необходима система, в которой компьютер "проявляет инициативу" и ведёт пользователя к решению его задач. Для подготовленных пользователей необходима такая система, при которой пользователь владеет инициативой и получает от компьютера помощь или совет только по запросу, поэтому следует проектировать систему более универсальной, пригодной для широкого круга пользователей. В такой системе пользователь может "расти" вместе с системой и перехватывать инициативу у компьютера по мере совершенствования своих профессиональных навыков [13]. При разработке методов проектирования квалифицированному инженеру-проектировщику необходимо предоставить в распоряжение набор разнообразных средств, облегчающих создание и доводку проекта, соответствующих его опыту и не противоречащих физическому смыслу, дать возможность проектировщику полностью использовать свою интуицию, квалификацию и опыт и в то же время эффективно применить мощные теоретические методы, широко использовать возможности ЭВМ для решения частных задач, с которыми приходится сталкиваться проектировщику. Подобное проектирование должно включать в себя и анализ, и синтез, поэтому при разработке методов проектирования чрезвычайно важным оказывается рассмотрение вопросов человеко-машинного взаимодействия. Требуется найти оптимальное разделение работы между ЭВМ и проектировщиком, чтобы в итоге добиться наилучших результатов.

Проектировщик взаимодействует с ЭВМ через соответствующий интерфейс, который позволяет ему интерпретировать полученные результаты и формулировать последующие цели. В самом общем виде все данные, получаемые инженером от ЭВМ в процессе проектирования называются показателями. Проектировщик действует всегда в соответствии с определённой концептуальной структурой, поэтому любой диалоговый пакет проектирования должен предоставлять ему весь набор показателей, необходимых для формулировки задач и интерпретации результатов.

Способы представления схем взаимодействия элементов систем

При моделировании сложных объектов, особенно, объектов не полностью определенных (когда отсутствует информация о некоторых параметрах или о характере связей между ними), следует учитывать, что поведение такой системы во многом определяется ее структурой (причинно-следственными связями между переменными). Следовательно, модель сложной системы должна содержать информацию о структуре объекта. Необходимая эффективность моделирования может быть достигнута применением топологических методов, основанных на построении топологических структур, соответствующих исследуемой системе, и на введении определенных правил, позволяющих найти решение непосредственно по виду этих структур.

Как показано в работах [27,39,50,59], наиболее полное представление о системах различной физической природы можно получить с помощью линейных графов.

В самом наглядном представлении граф представляет собой схему, состоящую из узлов (точек), соединенных ветвями. Узлы графа соответствуют переменным (параметрам), а ветви - коэффициентам или функциональным связям при этих переменных.

Рассмотрим общие топологические свойства графов и связь этих свойств со структурой проектируемой системы [9,26,35,40,57].

Граф задан G=(X,r), если даны непустое множество X и отображение Г множества X в X. Если число элементов X конечно, то граф G называется конечным, в противном случае имеем бесконечный граф. Различают также ориентированные (орграфы), неориентированные (не орграфы) и смешанные графы. При синтезе систем управления используются конечные орграфы. Граф G=(X,r) можно задать геометрически. С этой целью элементы множества X изображаются точками плоскости, а пары точек х,- и xj, для которых XjeFXi, соединяют непрерывной линией со стрелкой, направленной от х, к Xj. Каждый элемент множества X называют точкой или вершиной графа, а пару элементов (х,-,ху), в которых х,єГх„ - дугой, причем х/ - начало дуги, а х,- конец дуги. Если в графе G=(X,r) для любой дуги (х,-,ху) существует дуга (х,,х,), то говорят, что граф G не ориентирован. В этом случае дуги (х,-,ху) и (xjjc,) объединяют одной линией без стрелки и называют ребром графа. Две различные вершины х,- и х,- называются смежными, если существует, по крайней мере одна соединяющая их дуга. Вершина х,- и дуга tc=(xitXj) инцидентны, если дуга и заходит или исходит из вершины х,-. Две дуги щ и щ называются смежными, если существует хотя бы одна инцидентная им обеим вершина.

Пусть дан конечный граф G=(X,r), имеющий п вершин с номерами 1,2,...,«. Поставим графу G в соответствие квадратную матрицу A(G) п-го порядка, составленную из 0 и 1 по следующему правилу: если имеется дуга, идущая из вершины с номером / в вершину с номером j, то ау полагаем равным 1, в противном случае- нулю. Элемент лц равен 1, если при вершине с номером і имеется петля, и равен нулю в противном случае. Полученная матрица называется матрицей смежности графа G=(X,r). Г 1, если Xj є Гх,; A(G)=(a,y) : аі} = \ I 0, если Xj Гх,- . В таблице 2.1. показаны три эквивалентных способа задания графа: аналитический, геометрический и матричный. Орграф может быть представлен с помощью матрицы инциденций. Таблица 2.1. Матрицей инциденций Н=(Л )ЯіЖ графа G называется матрица, построенная по следующему правилу: число строк равно числу вершин графа, число столбцов равно числу дуг; причем, если j-тая ветвь заходит в /-тую вершину, то на пересечении /-той строки и /-того столбца записывается +1; если /-тая ветвь исходит из /-той вершины, то на соответствующем пересечении записывается -1; если, j-тая ветвь не инцидентна /-той вершине, то соответствующий элемент матрицы равен нулю. { 1, ЄСЛИ Xie(xiyxJ), ГДЄ XjeTXt, Н=(/7;у): hy = \ -1, если XiG(xijCj), где я/єГ Ьсу, І О, ЄСЛИ X; (xiyXj). Для анализа и синтеза структур непрерывных линейных систем используется несколько типов ориентированных графов. Для составления уравнений, соответствующих заданной схеме управления, используются следующие предпосылки. Каждому узлу / соответствует узловой сигнал х{ (переменная). Ветви (x J), начинающейся в /-том узле и заканчивающейся в /-том, присваивается величина передачи Ту (9). Согласно определению, граф Мезона (М - граф) включает в себя: совокупность вершин {х1ух2,.. . „ отображающих искомые переменные, и совокупность вершин-истоков {x„+],...jcn+r}, отображающих задающие переменные; совокупность дуг (XjjCj), /=1,2,...,n+r, /=1,2,...,п, каждая из которых направлена в вершину xj из вершины х, и имеет вес, определяемый коэффициентом ttj при /-той переменной в/-том уравнении. Графу Мэзона соответствует уравнение: xj 2-і о х Граф Коутса (К-граф) непосредственно соответствует системе линейных уравнений, записанной в наиболее общем виде: n+r tij-xt = 0, i=i и включает в себя: а) совокупность вершин, отображающих переменные х(; б) совокупность дуг, отображающих коэффициенты fy, при этом дуга (xiyXj) направлена ву -тую вершину из /-той и имеет вес Ц.

Рассмотренные типы графов довольно эффективно применяются для целей анализа систем управления и частично могут применяться для синтеза. Сравнивая рассмотренные топологические структуры, можно сделать вывод, что каждая из них имеет свои слабые стороны. Для графа Мэзона таковой является необходимость приведения исходных уравнений к причинно-следственной форме, что ограничивает практические возможности применения графа, а для графа Коутса - сложность определения знака слагаемых. Вместе с тем, каждая из рассмотренных структур имеет и свои достоинства. Для графа Мезона - это предельная простота определения знака слагаемых в случае отсутствия петель; для графа Коутса - возможность представления системы уравнений в наиболее общей форме.

Таким образом, возникает необходимость введения топологической структуры, которая объединяла бы в себе достоинства рассмотренных структур и, вместе с тем, была бы свободна от свойственных им недостатков.

Данным требованиям удовлетворяет новый метод структурного синтеза сложных многомерных многосвязных систем [5], основанный на введении понятия структурного графа. Анализ метода структурных графов позволяет выявить следующие его особенности: - метод изначально ориентирован на использование ЭВМ; - итерационность метода; - поддается алгоритмизации; - проводятся операции над матрицами большой размерности. Современный уровень развития вычислительной техники и программного обеспечения предполагает возможность полностью реализовать метод синтеза систем с помощью структурных графов на ЭВМ, что позволяет существенно сократить время проектирования системы, уменьшить количество ошибок и сделать труд проектировщика более производительным, избавив его от рутинной работы. Крутилиным Д.А. разработан пакет прикладных программ «Синтез», который обеспечивает выполнение наиболее трудоемких операций [32] и выполняет следующие функции: предоставляет возможность графического ввода С-графа; формирует матричное уравнение компонент X = В Хвх; формирует матричное уравнение узлов А X = 0; формирует матричное уравнение узлов Н -Хвх = 0; понижает порядок матричного равнения Н -Хвх = 0; находит значение неизвестных компонент. Однако процедура идентификации объекта управления остается не автоматизированной. Поэтому предлагается создать пакет прикладных программ «Идентификация», который обеспечивал бы выполнение следующих функций: предоставлять возможность ввода факторов, оказывающих влияние на состояние объекта управления, и указания взаимосвязей этих факторов; формировать сигнальный граф исследуемого объекта; формировать структурную схему объекта управления; строить С - граф объекта; Написание пакета программ требует выбора инструмента разработки приложений. Данный инструмент должен отвечать следующим требованиям: предоставлять гибкие, мощные и удобные средства для обработки базы данных, иметь возможность построения отчётов, строить приложения типа клиент -сервер, поддерживать механизм OLE 2 Automation и обладать возможностью создания удобных форм ввода данных. В качестве инструмента разработки программы «Идентификация» наиболее подходит MS Access, который относится к СУБД реляционного типа, где сбалансированы все средства и возможности, типичные для современных СУБД.

Построение структурной схемы

Для получения математической модели строится структурная схема объекта управления. Структурные схемы можно рассматривать как топологический объект и, следовательно, для них можно сформулировать топологические формулы. При построении структурных схем используют: линии, представляющие переменные; прямоугольники, представляющие передаточные функции; кружки, представляющие "действие суммирования (вычитания)" и точки - места разветвления переменных. Номер узла функциональной схемы (FGNumNode), имеющий тип данных Counter, используется при построении структурной схемы в тех случаях, когда необходимо выполнить преобразование № 3 - последовательная цепь звеньев (табл. 3.2.). Номер дуги (StrGNumArc), имеющий тип данных Counter, используется для идентификации дуг структурной схемы во внутреннем информационном пространстве. Номер выходного узла (StrGNumOutNode), имеющий тип данных Counter, хранит номер узла структурного графа, из которого выходит дуга. Если этот атрибут принимает значение ноль, это значит, что при построении структурной схемы началу соответствующей дуги не будет сопоставлен ни один узел (вход системы). Такая ситуация соответствует преобразованию № 1 - вход системы в табл. 3.2. Номер входного узла (StrGNumlnpNode), имеющий тип данных Counter, содержит номер узла структурной схемы, в который входит дуга. Если этот атрибут принимает значение ноль, это значит, что при построении структурной схемы концу соответствующей дуги не будет сопоставлен ни один узел (выход системы). Такая ситуация соответствует преобразованию № 8 - выход системы в табл. 3.2.

Следует пояснить необходимость создания в таблице "Узлы структурной схемы" (TStrGNodes) двух полей "Номер узла функциональной схемы" (FGNumNode) и "Номер дуги функциональной схемы» {FGNumArc). Узел структурной схемы может быть порожден либо узлом функциональной схемы (суммирование и ветвление), либо дугой функциональной схемы (передаточная функция). Поэтому для установления соответствия между компонентами функциональной и структурной схем с целью поддержания целостности данных введены атрибуты FGNumNode (Номер узла функциональной схемы) и FGNumArc (Номер дуги функциональной схемы). При этом если узел порождается от узла функциональной схемы, то в атрибут FGNumNode записывается номер соответствующего узла, а в атрибут FGNumArc записывается ноль. Если узел порождается дугой функциональной схемы, то в атрибуте FGNumArc указывается номер соответствующей дуги, а в атрибуте FGNumNode - ноль.

Целостность данных таблиц "Узлы структурной схемы" (TstrGNodes) и "Дуги структурной схемы" (TstrGArcs) обеспечивается путем установления между ними связей, показанных на рис. 3.1. Рассмотрим элементы структурной схемы с точки зрения разработки пользовательского интерфейса (рис. 3.2.). В структурной схеме имееются три типа узлов. И хотя их внешний вид отличается, положение любого типа узла можно задать двумя координатами X и Y. Положение других компонент зависит от положения узлов и может быть вычислено в процессе построения структурной схемы. Таким образом, для хранения координат узлов, рационально расширить таблицу TStrNodes, добавив в нее два поля: X и Y. рис. 3.1. Связи между таблицами TStrGNodes и TStrGArcs " „ Графическое Подпись к узлу г W, ппелгггявпйнин ЛУГИ +% -Xg) Графическое представление узлов рис. 3.2. Элементы частей структурной схемы Следует отметить, что однозначного соответствия между элементами структурной схемы и функциональной схемы нет, как это имеет место при преобразовании таблицы взаимодействия параметров в функциональную схему. Это усложняет задачу, поскольку необходимо предусмотреть все возможные варианты соответствия компонентов структурной и функциональной схем, указанных в табл. 3.2. Приведем краткие пояснения к алгоритму построения структурной схемы: Сначала преобразуются все узлы, а затем дуги функциональной схемы в соответствующие элементы структурной схемы. Узлы функциональной схемы, представляющие одиночные входы и выходы системы не учитываются и в структурной схеме непосредственно не отражаются. Множественный вход преобразуется в дугу и узел ветвления структурной схемы. Множественный выход преобразуется в узел суммирования и дугу структурной схемы. Узел функциональной схемы с одним входом и одним выходом преобразуется в дугу структурной схемы. Узлы ветвления и суммирования функциональной схемы трансформируются в аналогичные компоненты структурной схемы. Узел функциональной схемы с несколькими входами и выходами представляется на структурной схеме как последовательная цепь узла суммирования и ветвления, соединенные дугой. Дуги функциональной схемы преобразуются в узлы структурной схемы соответствующие передаточным функциям.

Этапы работы программы «Рїдентификация» при идентификации лесного объекта

Для работы с программой необходим компьютер, работающий под управлением операционной системы Windows 98 и установленным пакетом MS Access версии 7.0.

Разработанная программа состоит из файла САПР систем управления и библиотеки графических образов, хранящихся в папке рисунки. Библиотека графических образов используется для построения графических моделей объекта управления: функционального графа, структурной схемы и структурного графа. Файл САПР систем управления занимает на диске 1.6 Мб, а библиотека графических образов - 3,1 Кб. Рекомендуется на диске создать специальный каталог для хранения файлов программы «Идентификация».

Для того, чтобы начать работать с программой необходимо запустить файл САПР систем управления. После начала работы с пакетом разработчику предоставляется возможность создать новый проект или открыть существующий. Каждый создаваемый проект сохраняется в отдельном файле и может использоваться в дальнейшем.

Запускаем программу. На экране появляется окно программы, представленное на рис. 4.1. Окно программы имеет стандартный вид, используемый для приложений Windows. В панели инструментов имеется набор пиктограмм для выполнения различных операций при построении таблицы взаимодействия параметров, функциональной схемы, структурной схемы и структурного графа.

Например, в окне «Новый параметр» вводим имя «А», переходим в окно «Комментарий» и вводим название параметра - «влажность воздуха». Затем нажимаем на кнопку «Добавить». В результате в таблице взаимодействия параметров добавляются новая строка и новый столбец с именем «А».

Также вводим все остальные параметры. Если имя нового параметра совпадает с ранее введенным, тогда будет выдано сообщение об ошибке, представленное на рис. 4.3. рис. 4.3. Сообщение об ошибке ввода В случае, если имя параметра было введено не верно, нужно нажать на кнопку я+в «изменение параметра». В появившемся окне, изображенном на рис. 4.4 , ввести имя выбранного параметра, затем ввести новое имя параметра и комментарии. В ситуации, когда один из ранее введенных параметров оказался лишним, нужно нажать на кнопку Ш «Удаление параметра» и в появившемся окне, изображенном на рис. 4.5., ввести имя удаляемого параметра. После ввода всех параметров можно вводить связи между параметрами. Для чего нужно поместить курсор в ячейку таблицы взаимодействия 135 параметров на пересечение строки с именем параметра, из которого выходит связь, и столбца с именем параметра, в который входит связь. BE Изменение параметра Выбранный параметр Новый параметр Комментарий Давление воздуха! Отмена рис. 4.4.Окно диалога «Изменение параметра» ВБ Удаление параметра В ыбранный параметр Удалить» Отмена рис. 4.5. Окно диалога «Удаление параметра» Для установления связи между параметрами можно воспользоваться кнопкой Я в соответствующей ячейке таблицы и выбрать «+» или изменить признак связности параметра двойным щелчком левой кнопки мыши. Если связи были введены не верно, тогда можно удалить все связи одновременно с помощью инструмента \ «Удаление всех связей» и повторить ввод признаков связности параметров вновь.

Затем нажимаем на пиктограмму & «С-граф». В результате в окне программы появится форма «Структурный граф», представленная на рис. 4.12 и можно расположить узлы С-графа по своему усмотрению.

Структурный граф лесного объекта представлен на рис. 4.13. На этом построение С-графа закончено. Теперь можно определить какие сигналы С-графа Xj соответствуют параметрам, введенным в таблицу взаимодействия параметров. Для чего в меню «Сервис» выбираем команду «Сигналы графа» и вводим имена параметров. В результате будет выведена таблица, в которой указывается соответствие между именем параметра и именем переменной С-графа.

После формирования С-графа можно приступать к формированию матричных уравнений системы. Для чего данные о С-графе экспортируем в программу «Синтез» с помощью меню «Файл». Предварительно определим размерность матриц, для чего в меню «Сервис» выбираем команду «Размерность матриц». Для С-графа лесного объекта размерность матрицы В -102 х 59, матрицы А - 49 х 102, матрицы Н - 49 х 59.

Похожие диссертации на Автоматизированная подсистема идентификации многосвязных объектов управления