Файл: Судовые системы автоматического контроля (системный подход к проектированию)..pdf

а следовательно, и требуемые sc и ед. Эго может быть сделано с по­ мощью номограммы (рис. 3.8). Если точность первичных датчиков ес задана, то, проведя через точку соответствующего значения точ­ ности на оси абсцисс линию, параллельную оси ординат, до пересе­ чения с линией е (ес) и отметив ординату точки пересечения, получим количество суммарных потерь. Далее можно получить количество

суммарных потерь в измерительном тракте как разность е (ес) — ес

и ед. Заметим, что уменьшение потерь в измерительном тракте с по­

мощью каких-либо мероприятий не имеет смысла, так как в силу

(3.2.11) при этом снижается эффективность обслуживания. Далее по графику (рис. 3.7) определяется значение Допт.

^ fee)опт

Параметры ес, ед и Допт, а также значения п* позволяют опре­ делить основные структурные характеристики САКПрежде чем приступить к определению структурных характеристик, необхо­ димо пояснить физическую сущность параметра R. Как видно из формул (3.2.6)—(3.2.7), он через р выражает запас по быстродей­ ствию сверх условия (3.2.1), который надо иметь в САК, чтобы вы­ полнялось условие максимальной е-эффективности. Критерий е тре­ бует также, чтобы при кодировании первичных выборок во внутрен­

ний код САК точность его имела значение, которое учитывается в R

Одной из них является длина слова внутреннего кода вычислитель­

ной части САКДля определения длины слова рассмотрим подроб­

ней процесс контроля и анализа значений выборок. В общем случае

любые два параметра, измеренные с точностью в (ес), могут быть использованы для некоторых вычислений. Причем результат полу­

чится с ошибкой, которая связана с процессом округления, вслед­

ствие конечной длины разрядной сетки вычислительного устройства.

Для того чтобы суммарная накапливающаяся ошибка округления

106

йё превышала среднеквадратичной ошибки измерения, необходимо выполнять условие

Здесь q — основание системы счисления, в которой работает вычи­

слительное устройство; N0 — число разрядов, выбранных для ком­

пенсации ошибок округления; I — длина цепочки вычислений (в эле­ ментарных операциях вычислительного устройства). Это условие

выполняется, если выбрать

q~N° j / " = ° ,5ед(ес).

107

Следовательно,

С другой стороны, введение данных с помощью аналогоцифро­

вого преобразователя (АЦП) требует для обеспечения точности sc

выполнения условия

Здесь необходимо оценить значения I. Минимальная предваритель­

ная обработка данных заключается в усреднении и выравнивании показаний, при этом каждый результат измерения участвует по

крайней мере в 4 операциях [75]. Очевидно, это заниженная оценка.

Более высокую оценку можно получить, если предположить, что ищется экстремум функции п переменных на дискретной области

объема

Е = (D -- &Ы

причем скобки означают, что рассматривается ближайшее большее

целое число, т. е. ищется экстремум функции, заданной в конечном числе точек n-мерного пространства. Эти п переменных являются контролируемыми параметрами, а экстремум ищется для оптимиза­ ции состояния контролируемой системы. Если поиск осуществляется

спомощью случайной процедуры, то максимальное число операций,

вкоторых участвует один результат, будет

Здесь п — число физических точек контроля в контролируемой системе.

Другая оценка исходит из необходимости использования интег­ рала свертки при прогнозировании состояния объекта или фильтра­ ции с помощью дискретного преобразования Фурье (его «быстрой»

модификации [95]).

Таким образом, оценка длины цепочки вычислений, в которой участвует одно измерение, в принципе возможна на стадии выбора

108

структуры. Эта оценка является также одной из структурных харак­

теристик САК-

Рассмотрим в качестве примера выбора длины слова случай,

Так как каждый разряд десятичной системы счисления обычно

кодируется, по крайней мере, четырьмя двоичными разрядами, то

требуется, как минимум, 24 двоичных разряда, т. е. двоично—деся­

тичное кодирование усложняет аппаратуру.

Следующая структурная характеристика САК — удельный объем памяти на одну эффективную точку контроля. Для определения этой характеристики необходимо предварительно найти величину

оптимального периода обслуживания всего потока заявок плот­ ностью М. Из выражений (3.2.6), (3.2.7) и (3.2.1) получим неравенство

информации плотностью М. Неравенство (3.2.1) нестрогое, но по­

109

памяти, чтобы сохранить результат первичной обработки входной информации.

где Сп — объем памяти на все точки.

Поскольку необходима дополнительная память для хранения

С = -^г(1 -г ТоО-

Кроме того, в памяти должна храниться программа вычислений. Для программы без циклов эта часть памяти равна, очевидно, /,

для цикличных программ — меньше /. Введем коэффициент циклич­

ности программы Уц такой, что

г

Если в программе имеется только одна команда, которая выпол­

няется циклически I раз, то достаточно всего одной ячейки памяти для хранения этой программы. Если же в программе из I операций нет циклов, то для хранения программы необходимо I ячеек памяти

дополнительно. Тогда объем памяти на одну эффективную точку будет равен

ного буферного накопителя данных для какого-либо судового цен­

но в этом случае рл*Топт ■ < 1, так как в таком режиме достаточно

условия (3.2.1). Следовательно, ближайшее целое

Сп* — п* + 2.

Таким образом, буферный накопитель должен иметь п* -f- 2 ячеек памяти.

110