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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 168

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Лим Тр на N p частей.

Теперь отметим первую начальную

точку

И

через

Т ( я * ) -1 вторую

точку этой

последовательности и дадим

им

номер

1. Затем разделим все

множество точек периода

Тр

на

число

и пометим номером

2

все точки, начиная

со

второй,

которые отстоят друг

от друга на

(я *)-1 частей периода

Т*. Про­

делав такую процедуру для всех точек до точки пъ получим очеред­

ность подключения

точек

с повторяющимися

номерами на периоде

регулярности. Сшивка любого числа периодов

не представляет зат­

руднения.

простой пример. Пусть имеется пять точек и

Рассмотрим

[п5\ =

10;

[nl] =

7;

[яд] = 5;

[п2] =

2;

[nl] = 1.

Полное число эффективных точек контроля

будет

|Aj] = 25. Изоб­

разим период Тр в каком-либо

масштабе (рис. 3.10)

и разделим его

на Np частей,

где

Np должно быть

общим

наименьшим кратным

всем [я)], т. е.

равно 70.

Отметим момент

первого подключения

точки 5 и со сдвигом на Топт

 

момент первого подключения точки 4,

период повторения точек Л1Уя* и т. д. до точки 1. Снесем затем все

номера на одну ось и получим процедуру подключения точек в виде последовательности

[1,2, 1,3, 2, 1,5, 1,3,2, 1,4, 2, 1,3, 1,2, 1, 3, 2, 1, 2, 1, 4, 3!

причем, если две точки выпадают в один момент, сдвинем все моменты

одной из точек на Топт.

Однако часто приходится менять процедуру обслуживания в за­

висимости от состояния контролируемых объектов. Так, например,

за величиной, подходящей в процессе изменения к критическому

значению, желательно следить несколько чаще, чем за величиной неизменной.

Для возможности оперативного изменения процедуры вводится

система приоритетов, которая заключается в следующем. При насту­ плении события в САК процедура обслуживания изменяется таким образом, чтобы можно было чаще осматривать совокупность неко­ торых точек, которые могут быть потенциальной причиной возник­ новения этого события. Система приоритетов имеет в своем составе несколько процедур, соответствующих различным событиям, которые

могут возникнуть в контролируемой системе или САК. При одновре­

менном возникновении нескольких событий отдается предпочтение (приоритет) тому, которое может повлечь наиболее тяжелые послед­

ствия. Поэтому все приоритеты в системе следуют в порядке их важности:

1)выход параметра за аварийный предел;

2)выход параметра за предупредительный предел;

3)авария или неисправность в САК;

4)вызов параметра оператором;

5)исполнение нормальной процедуры.

116


Синтез процедуры

Тр

 

I

 

 

 

7

1

1

 

1

1

1

1

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

?

?

2

5"

 

 

 

7

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-

 

 

 

 

 

Г

'

 

 

 

 

 

 

4

 

 

Г

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

■г

Синтезированная процедура

1 2 1 3 2 1 5 1 3 2 1 ^ 2 1 3 1 2 1 3 2 1 2 1 4 3


В системе приоритетов могут произойти изменения в зависимости от круга задач, выполняемых САКТак, при включении САК в СКАС четвертый и пятый пункты меняются местами (оператор получит вызываемую информацию после подключения вызываемой точки в процессе выполнения нормальной процедуры обслуживания). Если число уровней в системе приоритетов СКАС достигает не­

скольких десятков, то появляется проблема расчета приоритетов

и проверки оптимальности регулярного периода обслуживания.

Если число приоритетов не более 10, возможен предварительный

расчет процедур для каждого события с выполнением условий опти­

мальности и регулярности. При этом в постоянной памяти хранится микрограмма процедуры, и в случае наступления одного из преду­

смотренных событий выбирается соответствующая микрограмма,

засылка которой в местное устройство управления подключением

каналов обеспечивает выполнение нужной процедуры.

Будем считать, что каждое из возможных событий в системе

возникает независимо от других. Поток событий ординарен и под­ чиняется закону распределения Пуассона. Далее допустим, что воз­ никновение каждого из событий, записанных в системе приоритетов, влечет за собой увеличение плотностей потока заявок. Сохранение

требования е-оптимальности приведет к уменьшению Т* и Топт, что, в свою очередь, повлечет усиление требований к аппаратуре в САК-

Таким образом, для обеспечения возможного изменения процедуры

обслуживания в САК с несколькими уровнями в системе приорите­

тов необходимо иметь аппаратурную избыточность. Среднее значе­ ние избыточности, очевидно, будет при этом определяться матема­ тическим ожиданием наступления событий, записанных в системе

приоритетов.

Назависимо от того, какое обслуживание выбирается (нормаль­ ное или по системе приоритетов), необходимо обеспечить подключе­

ние каждой точки контроля на время измерения к измерительной

аппаратуре САКЭто достигается соответствующим выбором струк­

туры САК, а именно — введением коммутатора (или системы комму­

тации).

Какова бы ни были процедура обслуживания, подключение кана­ лов для реализации этой процедуры должен обеспечивать входной коммутатор САКОбщее число точек контроля задает нам число

пространственных каналов. Для эффективного использования быстро­

действия измерительной части САК необходимо уменьшить число пространственных каналов с помощью введения поочередного обслу­ живания в соответствии с процедурой. Тем самым пространственные

каналы преобразуют во временные. Рассмотрим процесс этого пре­

образования.

Пусть число пространственных каналов равно п*. Время, затра­

чиваемое

на

подключение одного

канала с помощью конкретного

коммутатора

 

0~ + еи>

 

 

 

7’к = 0 к +

(3.3.4)

где 0К

время переключения коммутатора

с канала на канал;

118


0~ — время установления переходного процесса в

измерительной

цепи; 0И— время измерения входной величины.

 

 

В большинстве случаев вследствие технических

причин Тк >

>> Топт. Следовательно, каков бы ни был коммутатор,

он

уменьшит

число пространственных каналов только до величины

 

Ш

Ф -

 

(3.3.5)

 

* ОПТ

 

 

В каждом из этих каналов возникнет очередь

на

обработку,

состоящая из

 

 

 

 

И

 

(3.3.6)

временных каналов. Практически это означает, что мы получили

число входных коммутаторов первого уровня [«*] и число каналов,

подключенных к каждому коммутатору [n*j. Для дальнейшего

уменьшения числа пространственных каналов необходимо ввести коммутаторы второго уровня, затем третьего и т. д ., до тех пор, пока число пространственных каналов не станет равно наперед за­ данному числу пг.

На каждом уровне число коммутаторов уменьшается в \ п раз.

Следовательно, при применении уровней v должно выполняться

условие

 

или [«*] m

(3.3.7)

Учитывая (3.3.6), получим

 

 

[«*]

пг, или ( т ^ Г ; пг [п* 1 0 — 1

(3.3.8)

[ п *

Возьмем логарифм от обеих частей (3.3.8) и проведем некоторые преобразования

 

 

 

т

\ *

lg

[гс*

 

 

 

*

ОПТ 1'*•

 

НО

Т’опт\п*

К]'

следовательно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ylg-

lg

 

[ п *

lg[ra*] — lg/n

(3.3.9)

119


— число

уровней

коммутаторов,

Общее

число коммутаторов

равно сумме

 

 

 

 

 

 

 

K L Ж + ... +

И

.

V— 1

[пх] +

щ 2 ( п ;г ! • (з.з.ю )

 

К ]

'

[п<]

1/7r<J

 

t=o

Назовем

производительностью коммутатора

величину

 

 

 

 

А = К ] - 7 ’к.

 

 

Из формулы

(3.3.6)

следует, что

 

 

 

 

 

 

Д = [«*]■

То т.

 

 

Равенство правых

частей — основное

условие выбора коммута­

торов. Процедура обслуживания точек определяет микроструктуру адресной части коммутаторов и подключение каждой точки к ком­

мутатору.

Рассмотрим конкретный пример. В системе (рис. 3.1) со струк­

турой, соответствующей рис. 3.4, на ПСИ4 подключено 68 точек

контроля с параметрами (ес = 2,5%):

 

 

Pi — р8 =

11,7;

Рзо — р42 =

74,10;

р57 — pS2 == 244,92;

Щ =■ Р21=

24,96;

р43 -г- р51 =

78,78;

рвз -f- р^ =

397,80;

р22-нр29 =

28,86;

р53-f-р5е =

202,80;

р66 ч -р 68 =

546,00.

Произведем расчеты:

— эффективное множество точек в целых числах будет

 

 

 

1; п*;о

П42 =

7;

п5 7 =- «62 =

21;

Щ-= «21 3;

«43 -= п51 =

7;

«бз -г- «ю =

34;

«22-5- «29 =

3;

«52 -j- «56 = 1 8 ;

«66 -г- «68 =

47;

— полное время обслуживания всего эффективного множества

точек

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М = [«*] р =

р4 £

n*k=

11,7 -664 =

776,88;

 

 

 

 

 

k=i

 

 

 

 

 

Т

с

^опт .

ес

_

0.1

 

0,25

0 0 . Л_б .

опт' "

м

1— 8С

776,68 1-0,25

~ 3’3 ' 10 с >

 

 

Т" — Топт [«*] =2191,2 -10-6 с;

 

характеристика

коммутатора

на

реле

РЭС-43 0К = 10 “ 3 с;

_время

установления

переходного

процесса в

измерительной

цепи АЦП, входная цепь которого построена на интегральных уси­

лителях постоянного тока типа УТ-402,

= 2 -10 ~6-

минимальное время преобразования величины’ в АЦП, по­

строенном на элементах 417 серии

0„ 50-10 6с и 7 \ = 1052• 10- 6 с;

120