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
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