Файл: Судовые системы автоматического контроля (системный подход к проектированию)..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 125
Скачиваний: 0
и 60г- — неизвестной частью (а следовательно, неисключаемой) си стематической погрешности, обусловленной погрешностями тех средств, при помощи которых аттестовывались образцовые сред ства. Учитывая это, в общем случае можно записать
Д/ = До<+ во| + е/, |
(6.5.14) |
где е, — случайная составляющая погрешности, обусловленная слу
чайными флюктуациями данного измерения.
Имея в виду, что известны Д0г- и границы ± 6 0<) в которых нахо
дится неизвестная часть систематической погрешности (60г), а также
известна оценка среднеквадратической случайной погрешности б (ег), можно на основании (6.5.13) и (6.6.14) записать
^ н / = ^ « + Д0( + 6о1. |
(6.5.15) |
Величину систематического отклонения параметра /'-го элемента
можно вычислить по формуле
где |
ДД/ = |
Xqi ■ До/ = (Дн / |
До/) До/ 60г, |
(6.5.16) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
|
У'I |
|
|
|
|
Д „ / = - ^ 4 ------* |
(6.5.17) |
||
п — число |
измерений /'-го параметра комплекта. |
|
|||
Введя |
частное отклонение |
|
|
||
|
|
Д Д „ / к = Д о / - Д „ / к , |
(6.5.18) |
||
выражение (6.5.18) |
можно |
переписать |
в виде |
|
|
|
|
ДДг. = |
ДДН(. - Д 0(. - б 01, |
(6.5.19) |
|
где |
|
|
|
|
|
£ ДДн/к k=l
Д Д н / =
Теперь следует оценить флюктуации (рассеивание). Пользуясь выражением (6.5.13), можно написать
D (Xxi) = D (Xqt) + D ( Д,),
D (Xq t) = D (Ди г) — D (Дг),
и переходя к среднеквадратическим отклонениям, получить
"1 / |
i j |
(Д^н / к — Дн /)2 |
|
|
« ( * * / ) = Г |
— |
------— j--------------------- |
6 2 (Д ,) . |
(6 .5 .2 0 ) |
16 З а к^з 797 |
24] |
Если при проверке результат измерения каждого параметра пред
ставлен в виде относительных погрешностей, т. е.
L . - |
X H i - X o t |
(6.5.21) |
v Xi |
X oi |
|
|
|
|
где До,- = |
бог |
|
Дог ' |
|
|
Л 01 |
|
то
б ( М = - т ^ |
- - |
(6.5.22) |
АО/ |
|
|
Зная бХ 1 и б (8 Х1), теперь можно перейти к определению погреш ности проверяемого комплекта или тракта.
На основании уравнения (6.5.20) можно установить математи
ческое ожидание и среднюю квадратическую погрешность, которые
будут равны
т т т т
|
м ф у) = |
Е |
КФХ 1 = Е |
КФХ H i - E |
- |
Е W , |
(6.5.23) |
|
|
i = 1 |
г=1 |
t'=l |
|
i=I |
|
|
|
т |
|
т |
т . |
|
|
|
D (6,) = |
Е |
D (/C,6Xi) = |
Е K]D (8 xt) + |
2 Е |
АгА/Яг/, |
(6.5.24) |
|
|
г=1 |
|
*=1 |
/=1 |
|
|
где |
= М [ДА,- kX y] — корреляционные моменты. |
|
|||||
|
Если отклонения параметров независимы, то корреляционные мо |
||||||
менты Rtj = 0. |
Такая оценка погрешности дает наибольшее прибли |
||||||
жение к действительному значению измеряемой величины проверяе мого тракта.
Дальнейшая оценка зависит от характера измерений. Если ком плект или тракт предназначены для измерения с однократным отсче том (т. е. типичный случай каналов измерения САК), то необходимо определить предельную погрешность. В случае, если при измерении проводится несколько отсчетов (при исследованиях или контроль ных проверках) и за результат принимают математическое ожидание (среднее арифметическое), то погрешность такого тракта следует
представить, кроме математического ожидания (6.5.23), еще и средне
квадратическим отклонением показаний.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Повышение сложности и ответственности задач, решаемых систе
мой комплексной автоматизации технических средств судов, а сле довательно и САК, способствовало появлению новых методов про
ектирования таких систем. Использование агрегатированных средств
позволяет повысить модернизационную способность систем, в зна
чительной степени автоматизировать работы, выполняемые при
внутреннем проектировании, сократить сроки и стоимость проект
ных работ. Вместе с тем, с повышением сложности разрабатываемых систем возрастает ответственность ранних этапов проектирования,
на которых в основном определяются основные показатели системы,
характеризующие ее эффективность. Особенности этих этапов—воз
можность большого количества вариантов исполнения системы, от
сутствие формальных методов принятия оптимальных решений, не
достаточное информационное обеспечение в сочетании со сжатыми
сроками проектирования привели к появлению новой методологии
проектирования сложных систем, называемой системным подходом.
Использование системного подхода позволяет более четко про
анализировать взаимодействие разрабатываемой системы с осталь
ными комплексами судна, провести декомпозицию системы и воз никающих при ее проектировании проблем на ряд связанных
между собой задач. Решение этих задач представляет собой единый процесс, качество которого определяет эффективность разрабаты ваемой системы.
Внедрение системного подхода связано с решением ряда как
научных, так и организационных задач. Разработку, изготовление,
испытания, эксплуатацию, модернизацию системы — все эти этапы
следует рассматривать как единый замкнутый процесс. Это позволит
в значительной степени облегчить решение одной из основных про блем проектирования сложной системы — информационного обес печения разработчиков. Имеющиеся в настоящее время отделы тех нической информации, научно-технические библиотеки не могут по ставить разработчикам информацию, необходимую для выполнения
конкретного проекта. Для этого необходима специальная служба,
сотрудничать с которой должны разработчики проекта и привлекае
мые для решения конкретных вопросов высококвалифицированные
эксперты различных специальностей. Одна из основных задач ин формационного обеспечения — получение качественной информации, представление ее в формализованном виде, оценка ее достоверности
и привязка к конкретному проекту. Неполнота информации вызы вает значительные трудности в процессе оптимизации принимаемых
16* |
*243 |
Гфйектнкх решений. В настоящее врекя задача оптимизации слож
ных судовых систем в основном решается с помощью эвристических
методов, однако это приводит иногда к существенным ошибкам.
Разработка способов агрегации частных показателей в единый кри
терий эффективности при рациональном сочетании методов мате матического программирования и эвристики позволит решить по добные задачи с большей степенью точности.
Расширение функций судовых САК приводит к возрастанию
роли их математического обеспечения. Решение таких сложных
задач, как диагностика неисправностей контролируемого оборудо
вания, включая системы автоматического управления, прогнозиро
вание хода контролируемых процессов, и ряда других требует раз
работки специального математического обеспечения, ориентирован ного на контроль широкого класса объектов. При этом необходимо учитывать, что судовые САК и используемые в них вычислительные устройства существенно отличаются от универсальных ЭВМ спосо
бом фиксации алгоритмов, требованиями по надежности, необходи
мостью работы в реальном времени и другими особенностями. Важ
ной задачей является разработка методики алгоритмизации задач
контроля с учетом особенности судовых САК.
Одно из основных направлений в проектировании судовых САК — разработка и использование агрегатных средств контроля и регу лирования, совмещаемых с выпускаемыми промышленностью агре гативными средствами вычислительной техники (АСВТ). Разработка набора АСКР, отвечающего требованиям полноты и минимальности,
позволит проектировать САК с высокой модернизационной способ ностью, сократить сроки и стоимость проектирования. Разработка
агрегативных средств значительно облегчит решение автоматизации
проектно-конструкторских работ. Решение этой проблемы ставит широкий круг вопросов: информационное обеспечение в форме до ступной для машинного использования, формализация метода по иска оптимальных решений, разработка новых форм проектной до
кументации, правовые вопросы. Имеется и целый ряд проблем, свя
занных с реализацией методов машинного проектирования: разра
ботка математического обеспечения, создание возможности диалога
между разработчиком и ЭВМ.
Перечислены далеко не все проблемы и задачи, возникающие при разработке сложных судовых САК и систем комплексной автомати зации технических средств судна. Необходимо учитывать, что слож ность и взаимосвязь всех этих проблем требует системного подхода к их решению.
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ И ПОНЯТИЙ
Предлагаемый читателю словарь представляет собой свод терминов и понятий, используемых в литературе по автоматическому контролю и смежным дисциплинам, а также их толкование.
Агрегатированная система (к-система) — математическая модель сложной си стемы, состоящей из взаимодействующих агрегатов.
Агрегатирование — принцип построения сложной системы из более простых устройств — агрегатов, класс которых ограничен.
Аддитивность — свойство критериев (сигналов), определяемое их функциональ ной независимостью и непротиворечивостью.
Алгоритмическая разрешимость — возможность решения задачи путем приме нения некоторого формального алгоритма.
Аппаратурная избыточность — характеристика, определяющая, насколько состав данной аппаратуры превышает минимально необходимый.
Ассоциативная память — устройство для хранения данных, позволяющее производить выборку этих данных по какому-либо признаку (не обязательно по адресу).
Базовый вариант — один из возможных допустимых вариантов системы, отно сительно которого производится сравнение альтернативных вариантов.
Буферный накопитель — устройство для временного хранения данных, имеющее разные частоты обращения при их записи и выборке.
Внешнее проектирование — стадии проектирования, связанные с уточнением требований ТЗ и условий функционирования системы, построением ее стандартной модели структуры.
Внутреннее проектирование — стадии проектирования конкретного варианта аппаратуры, входящей в состав системы.
Временной канал — время обслуживания одной точки контроля.
Глубина прогноза — величина промежутка времени, на которое осуществляется прогноз.
Граф причинно-следственных связей — графическое изображение зависимости между параметрами системы или событиями, возникающими в системе.
Декомпозиция — разделение системы на подсистемы (структурная декомпози ция — разделение с выделением функциональных связей; пространственная — раз деление на приборы и устройства; временная — разделение процедуры обслуживания по временным каналам).
Дерево вариантов — графическое изображение совокупности возможных альтер нативных вариантов решения задач проектирования.
Диагностический контроль — часть процедуры контроля, заключающаяся в определении причины и места неисправности.
Динамические потери информаций — потери информации при временных пре образованиях в процессе решения задачи.
Допусковый контроль — часть процедуры контроля, заключающаяся в изме рении сигнала и сравнении его с уставкой (допуском).
Иерархическая система — A-система с отношением частичного порядка между составляющими ее агрегатами. Отношение частичного порядка .в данном случае обозначает «В получает информацию от С».
245