Введение к работе
Актуальность темы исследования.
В настоящее время общепризнанны преимущества использования ЭВМ в системах управления и контроля научными и промышленными установками, при проведении исследований в различных областях науки и техники. Это дает возможность значительно повысить эффективность и качество работы установок и систем. В случае управления большими объектами, когда число контролируемых и управляемых параметров достигает нескольких сотен, лишь использование вычислительной техники позволяет обеспечить функционирование объекта и контроль его состояния человеком. Использование систем автоматизации особенно актуально для экспериментальной ядерной физики, где значителен объем регистрируемой и обрабатываемой информации, высока сложность и стоимость экспериментов. При этом системы автоматизации исследовательских установок позволяют разрабатывать качественно новые методы проведения экспериментов и обработки их результатов.
Система управления и контроля является неотъемлемой частью разрезного микротрона непрерывного действия НИИЯФ МГУ. Диссертация посвящена как общим вопросам алгоритмического программного обеспечения систем автоматизации, так и конкретным методам его реализации в системе управления и контроля ускорителя.
Целью работы является: выработка подходов к созданию алгоритмического программного обеспечения для управляющих систем реального времени;
применение разработанных средств в автоматизированной системе управления и контроля ускорителя.
В диссертации решены следующие основные задачи:
-
Реализована среда реального времени для функционирования алгоритмов в составе системы управления ускорителя.
-
Реализованы полнофункциональные драйверы измерительных и исполнительных устройств, тщательно адаптированные к управляющей среде и позволяющие легко встраивать в профаммную систему различные алгоритмы управления.
-
Запущены в работу алгоритмы управления, основанные на методах прямого цифрового регулирования, а также одномерных и двумерных процедурах оптимизации. Эти профаммы составили базовый набор
алгоритмов, реализованный непосредственно в подсистемах управления ускорителя.
Новизна работы.
-
Предложены и реализованы способы создания среды реального времени для функционирования алгоритмов в составе системы управления.
-
Предложена и реализована методика написания драйверов измерительных приборов и исполнительных устройств, позволяющая легко встраивать в программную среду алгоритмы управления.
-
Разработан и запущен в работу ряд алгоритмов управления, основанных на методах прямого цифрового регулирования и процедурах оптимизации.
-
Разработан набор программных средств, позволяющих использовать различные модельные алгоритмы в составе системы управления, включающей в себя несколько ЭВМ.
Научная и практическая ценность. Большинство результатов данной работы не привязано к конкретной реализации экспериментальной установки. Программные алгоритмы, применяемые в системе управления микротрона, являются универсальным средством автоматизации научных исследований. Высокая степень надежности и особая тщательность доводки алгоритмов, используемых в управляющей среде, позволяют рекомендовать алгоритмическое программное обеспечение системы управления ускорителя для широкого применения как в области автоматизации физических исследований, так и в других приложениях.
Апробация результатов работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Ее материалы опубликованы в 50 печатных работах (в т.ч. 14 статей, 12 докладов, 4 препринта, 20 тезисов), получено одно авторское свидетельство. Материалы диссертации также докладывались на Семинаре НИИЯФ МГУ "Электромашитные процессы и взаимодействие атомных ядер" (г.Москва, 1988, 1990, 1991 гг.), на IX, X, XI и XII Всесоюзных совещаниях но ускорителям заряженных частиц (Дубна, 1984, 1986, 1988 г.г. и Москва, 1990 г.) на Международных конференциях по системам управления ускорителей и больших экспериментальных установок ICALEPCS'9l (Япония, КЕК 1991 г.) и ICALEPCS'93 (Германия, Берлин, 1993 г.).
Объем и структура работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержание работы изложено на 117 страницах, включая 15 рисунков и список литературы из 64 наименований.
