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

В табл. 4.3 в вербальном виде даны алгоритмы контроля и 0СН08'

ные требования к ним. Здесь определяются основные формулы пре­

образования входных последовательностей в выходные.

Как видно из приведенных таблиц, здесь содержатся предложения по общей форме выполнения функций контроля, без учета особен­

ностей структуры данной конкретной САКЗадачей разработчика

математического обеспечения является выбор метода воплощения

этих предложений в конкретный вычислительный процесс, создание

служебных алгоритмов для выполнения основных процедур, оптими­ зация математического обеспечения по критериям информационной

надежности, затратам времени и аппаратурным затратам. Основной

особенностью алгоритмов судовых САК является необходимость учета специфики объектов контроля и структуры САКРазработчик математического обеспечения и разработчик аппаратуры всегда долж­ ны согласовывать свои решения. Таким образом, процесс разработки

математического обеспечения неотделим от разработки самой САК-

§ 4.2

АЛГОРИТМЫ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ

В данном параграфе рассматриваются методы построения и раз­ личные модификации алгоритмов допускового контроля. Все описа­

ние будет вестись на языке граф-схем [12] и логических схем алго­ ритмов [46].

Основные символы граф схем (рис. 4.2) следующие:

— операторы Аг, в том числе Н — начальный и К — конечный операторы;

— сложные логические условия (операторы) а, = а у-(рх; р 2\ . . .

. . Р(), где рь — элементарные двоичные логические условия (от­

ношения) типа «и», «или», «разделительное или». Значения логических условий любого вида определены на множестве, эквивалентном {0; 1},

— стрелки, показывающие последовательность выполнения опе­ раторов и проверки логических условий, а также их взаимосвязи

(стрелки могут быть пронумерованы).

Основными символами ЛСА также являются операторы и логи­

ческие условия, но их взаимосвязь определяется либо путем после­ довательностей записи, либо при помощи верхних и нижних стрелок с индексами. Верхняя стрелка | k означает, что при значении логи­ ческого условия 0 выполняется оператор с номером k, а при значе­ нии 1 выполняется соседний справа оператор. Для каждой верхней стрелки ( к в ЛСА всегда найдется одна, и только одна нижняя стрелка | т , где индекс т равен индексу k того логического условия,

из которого выходит верхняя стрелка. Такая запись позволяет ис­

ключить графические работы и вести экономную строчную запись

алгоритма. Кроме того, для ЛСА имеется возможность использовать

каноническую систему преобразований, что позволяет осуществлять формальные операции над операторами и алгоритмами [12, 40].

Использование стрелок с номерами возможно лишь при после­ довательной нумерации операторов, обозначенных буквами с число­

150

выми индексами. Однако часто операторы обозначаются различными буквенными и смешанными (цифро-буквенными) индексами. Это бы­ вает вызвано необходимостью ввести наглядную символику или мне­ монические обозначения, раскрывающие содержательную сторону алгоритма, записанного на ЛСА. В таком случае следует вместо циф­ ровых индексов у верхних стрелок ставить символ оператора, к ко­

торому адресуется стрелка, а у нижних стрелок символ оператора,

от которого приходит стрелка.

Считается, что для рассмотрения алгоритмов произвольной длины

любая часть ЛСА, удовлетворяющая определенным условиям, может

быть и оператором. Например, выделяют участки ЛСА, называемые

линейными (ЛУ). Л У — это совокупность операторов и логических

ные будут в свое время действовать);

—автономности (переход по значению логических условий в дру­

гой ЛУ осуществляется оператором, принадлежащим данному ЛУ);

—полноты (ЛУ нельзя расширить за счет включения еще одного

оператора).

Выделяют также участки ЛСА, являющиеся циклами (Ц). Циклом называется участок, в котором последним оператором является ло­ гическое условие с верхней стрелкой, причем индекс верхней стрелки совпадает с номером первой команды участка.

Каждый элементарный (низшего уровня) оператор должен иметь

описания, отражающие особенности при преобразовании входной информации в результат. Для сложных (обобщенных) операторов опи­

санием является их ЛСА, составленное из элементарных операторов и логических условий.

Перейдем к рассмотрению алгоритмов допускового контроля.

Подключение датчиков первичных сигналов. Алгоритм подключе­ ния датчиков первичных сигналов (рис. 4.3) включает операторы:

—формирования адреса подключаемой точки (1, 2, 3, 7, 8 , 9).

—дешифрации адреса в унитарный код (4);

—переключения коммутатора (5);

—формирования задержки между временем появления унимо­

дального кода адреса и временем разрешения начала измерения (6 ). В свою очередь, оператор формирования адреса может иметь не -

сколько модификаций:

—циклическое формирование адреса ( 1 , 2, 3);

151

На к о м м у т и р у ю щ и е э л е м е н т ы

Рис. 4-3,

—кодовое (программное) формирование адреса (8 , 9);

—формирование адреса по сигналу от оператора САК (7, 8 , 9). В сложных САК обычно присутствуют все три модификации.

Здесь сложное логическое условие а х формирует приоритет при одно­

временном поступлении запросов из ПуО, САК и запроса при наличии циклического формирования адреса (нормальная процедура) а г зависит от заданной системы приоритетов. Обозначив заявку из САК через Р ъ заявку при циклической процедуре через Р 2 и заявку из

ПуО через Р 3, получим при системе приоритетов

рис. 4.4 приведена обобщенная граф-схема алгоритма функциони-

рования аналого-цифрового пре­

ния некоторых операций; N (х) — кодированное значение U (х).

Операторы Ф, М, В и А являются обобщенными и содержат, на­

ряду с операторами низших уровней, логические условия различной сложности, конкретный вид которых зависит от алгоритма кодиро­ вания.

Если через а 2 обозначить обобщенный логический оператор, вклю­ чающий логические условия операторов Ф и В, а через К — оператор останова процесса преобразования, то получим ЛСА

(4.2.2)

Здесь через Ф х и В х обозначены Ф и В после выделения из них ло­ гических условий. Такая запись позволяет выделить линейные уча­ стки алгоритма преобразования в виде операторов Ф ъ М, В ъ А,

а цикличность самого алгоритма определять только внешним опера­

тором а г.

Алгоритм кодирования входных сигналов, представленный в виде (4.2.2), не позволяет рассматривать функционирование конкретных структур, но по нему можно компактно построить ЛСА частного

вида. Если каждый оператор из (4.2.2) представить определенной композицией операторов второго уровня, то можно получить любой

из известных частных алгоритмов АЦП.

153

F(у) — то же, но с уменьшением на единицу;

3 — задержка на постоянное время;

а— формирование U (х) — Ux в комбинированных струк­

турах, где Uх — напряжение получения на регистре

числа перед переходом к кодированию по другому принципу;

ту — наблюдение за временем. Проверка t < Т (t — теку­ щее время).

Комбинированные структуры преобразователей функционируют на стадии грубого кодирования по одному алгоритму (менее точному,

но более быстрому), а на стадии уточнения значения кода по другому

алгоритму (более точному, но медленному). Такое построение пре­ образователя позволяет достичь компромисса между требованием точности и быстродействия.

Посредством таких наборов можно описать все известные алго­ ритмы АЦП [3J. Для иллюстрации рассмотрим АЦП с двойным

интегрированием, реализующий прямой интегрирующий квазицик-

лический алгоритм (граф-схема алгоритма представлена на рис. 4.5):

Нормализация сигналов. Задача нормализации — эффективное

использование длины слова, выбранного для внутреннего кода САК-

Нормализация может быть как первичная, так и вторичная (послед­ няя для кодированных сигналов). Первичная нормализация обычно

выполняется структурно на специальных нормирующих усилителях, которые приводят различные шкалы сигналов перед подачей их

154