автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Алгоритмическое и лингвистическое обеспечение автоматизированного управления бортовыми системами ЛА на основе иерархических моделей

с* **

\ " УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ГОНЧАР Лада Евгеньевна

АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ И ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

БОРТОВЫМИ СИСТЕМАМИ ЛА НА ОСНОВЕ ИЕРАРХИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Специальность 05.13.06— Автоматизированные системы управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА 1995

Работа выполнена в Уфимском государственном авиационном техническом университете.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент В. В. МИРОНОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Г. Н. ЗВЕРЕВ, кандидат технических наук, доцент С. М. ИБАТУЛЛИНА.

Ведущее предприятие: Научно-производственное объединение «Молния» (г.Москва).

Защита состоится «_»_1995 года

в '«___» часов на заседании диссертационного совета

К.-063.17.03 Уфимского государственного авиационного технического университета по адресу: 450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан «-»___—1995 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

профессор В. И. Васильев

.'■■•Т.'

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Сойрвыошшо пилотируемые авиационные и космические летателыше аппараты (ЛА) содержат большой тело бортовых систем (БС), состйшшиад. многоуровневую структуру с большим количеством взаимодействуют!* я ззанмосвязмншя яломэитов м разнообразном режимов функционирования*

Сложность кошшвкоа бо])тои!1х систем обусловливай1 трудности, возникающие при практической разработке алгоритмов управления, используемих для формирования управляющих воздействий. В основу управления комплексом НС ДА- целесообразно положить п- -нцин удрав. ления но модель, : согласно которому, управлений, осуществляется на . основе обработки (иитср* гри •¡•ащг.:) встроенной в систему удравлшНш модели высокого кбнцеитуальиого (ситуационного) уровня, адекватно отражающей процессы управления.

В настойщев: ррамя известны иерархические евтуациошшз модели процессов управления» позволяющие достаточно эффективао задавать алгоритмы управления БС ЛЛ в виде иерархической совокупности ситуаций управления, условий пер< .одов ситуаций. команд управления и других действий, предусмотренных в ситуациях. Однако практической применение этих моделей затруднено в виду определенной абстрактности математического аппарата иерархических моделей и отсутствия средств реализации и интерпретации моделей в бортовом вычислитель -ном комплексе. Для аффективного применения иерархических моделей необходимы дополнительные средства, позволявшие достаточно легко:

- задавать внешнее представление иерархических моделей ситуаций в .удобной для разработчика форме в процессе проектирования системы УИГ)»ЫЮШ«! комплексом ВС ЛА;

- производить перевод иерархической модали управления во внутреннее представление вычислительного комплекса (8К) на этапе реализации модели п системе управления ВСЛА;

- производить обработку иерархической модели для организации автоматизированного управления БС ЛА (выдачи команд переключения режимов Функционирования бортовых систем к сообщений «ишаку) в процессе эксплуатации системы управления ВС ЛА.

В .связи с этим возникает важная и актуальная задача исследования и разработки лингвистического» алгоритмического и ' программного обеспечения иерархических моделей управления БС ДА.

Тема диссертационной работа -связана'с выполнением работ по

г

ЯИГ * а-.1?,':-'-8'6 (№3 АС 12-86-ОГ) и .'< Йс-З-Ы-91/95, проводим!«.. в Уфимское-гасударственирм авиационном техническом университете по заказу ШО "Молния* (г. Москва), а также с внгюлнеивем работ . поддержанных государствениш грантом по фундаментальным исследованиям, в- области" авиацисяшой и ракетно-космической техники (шифр 94 -4.5-44 но направлению' "йс^усставкний интеллект в информационных и управляющих комплексахлетателышх аппаратов"},

.Цель и задачи исследования. Целью .работы является создание алгоритмических и языковых средств разработки ситуационних. моделей управления комплексом $ортовцх систем ЛА и их реализация . в форме программного Ьбеспечёния щ^рмациошю-управлящеЙ, системи (МУС). Для достижения данной цели вошалщрь слодуквдо задачи: .

- ршраф^а-.'лийгвиетчвекого• обеотечодея:яля задание гздащйе-га нрадсуделещя'моделей сетуаций; .

- разработка внутренней 'Структуры иерархических ситуационных-моделей, реализуемых б состава систему управления ЕС ла;

- разработка и реализация методов, трансляций внешнего преде• тавдейш иерархической модели во шугр'ешее представление;

> разработка и'реализацр методов шиерпретаиии внутреннего ^дс*ааввнкяш^5з«1Чо6коЯ.'м6д&яв.-дий организации автоцатирвро-ванного управления комплексом ВС М в ре алыюм времени;

- исследование Технических .характеристик реализации и эфрк-тввиостк использования языка иерархических моделей при практическом применении для. управлении <5ортоьими системами ЛА.

Методика исследования. Разработка языка иерархических моделей асущестщшлаеь на основе методов заданий формалышх языков (синтаксиса и семантики). Внутреннее представление моделей управления разрабатывалось на основании теории структур данных. Транслятор и интерпретатор иерархических моделей разработаны на оонови применения методов программирования.

Научная новизна. В работе впервые предложен спишализиронаи шй непроцедурный язык, позволяющий на высоком концептуальном уровне енкенвать иерархические модоли ситуаций управления ЕС ЛА, задавая •'ие^^^й^/вдашен^рл. 'вюту'аций, переходе между ситуациями, взаимодействие процессов управления и т.д. Язык базируется на аппарате иерархических моделей управления, расширенном в направлении повышения удобства и эффективности практического использования в системе управления бортошми системами ЛА, для чего предложены:

общедоступные, процессы, массивы процессов, рекурсивные процессы и т:д<- Кроме того, новыми являются:

- структур» данных, позволяющие адекватно отображать иерархические модели в памяти ЭВЙ, обеспечивая компактность представления наряду с эффективностью обработки;

- • метода автоматического перейода иерархических, моделей» заданных во внемцем щюдстэвлыти, основанные на макроподстановке. с последующей настройкой параметров 'адресации модели,, выполняемой рекурсивной процедурой настройки;

. - методы Интерпретации, основанные на контроле .текущего 'обо-; тоянич иер^вхической модели и рекурсивном обходе внутреннего представления йитуацийнной модели,. ..

• На защиту вниосятсй:

1) :Язцк. иерархических моделей управления.

2) Структура внутреннего прсдстаалетм иерархической модели.

3) 1'ранслятор языка иерархических ырдслой уйравлешгя.

4) Интерпретатор языка иерархических-моделей управления.

Б) 1'оаультати исследования техническая, характеристик и эффективности лингвистического и программного обеспечения управления б' ртоЕыми системами ЛД. .

Практическая ценность. Практическую цешюсть имеют : йшк внешнего представления ситуационной,иерархической . модели, .управления как средство задания.алгоритмов управления Сортовыми системами ДА, транслят'ор иерархических , моделей как средство; автоматизация реализации моделей в системе У5равле.га1я,. .№терпретатор моделей ситуаций как сродство автоматизации обработки. -иодбЛвЯ' в процессе ФмшсциошЬ рования системы .управления БС ЛА. :.

основные практические результате диссертационной работа используются в. составе тренакерш-исштателшого стенда Научно-щюизводетвешюго обьединеийя ''Молния'' (г. Москва): комплекс «(оде -. лей иерархических процессов для имитации работа и управления ЕС издолйя ПФ35, комилек.с яаыковах, алг'оритшческих и прогркшмшх средств для резлизагдо! моделей йераряяееках процессов управления БС лА. Перечислен? результаты тфедпазначоны для встрой и .качественной разработки и внедрения алгоритмов удранлоиая комплексом ЕС ЛА как в штатных, так и в .нештаушх ситуациях, а также для проверки их работоспособности и эффективности нри проведении тренажерных испытаний с участием-з.кшгакз.

Техиичеокио решения,.сеязушнй с организацией ■иифбрмашгангаго

сопровождения зкяпайа р кроцессе управления' комплексом КС ЛА, за-., щищены.; авторскими сшдетельствами на изобретения Ш' .1807785, 1832992. Разработанное программное обеспечение (транслятор и интерпретатор ие:рарш|еекйх 'Vйбде-яей) зарегистрированы в Реестре . программ для ЭВМ РосАГЮ (per. №.340430,. 9-10431}. ..- ' . -

Апробация работ. Оаношто результата и положения работы об-еуздалие& н1п Всероссийской. научной конференции "Система ■ автоматического регулированияя .уфо^&ш техтшческши объектами" : (Уфа, ISS9), Всесоюзных Гагнр;:нск;:х чтениях (Москва, 1989),./ Всесоюзной наушо-тохничсслой ксп;;юренц;;и "Гйзрзоотка систем технического зрёгош и их применениев..йррмг.лилегп'юсШн (Уфа, 1993), Шидайной научш-технической .конфере!?цик "Актузлыше проблемы ашастроедая" (Уфа, J?Ш у, 3-й мегаедомственной иаучно-^ехиической конференции "Проблему,- управления и наггйгаики авйациоаю-косшчесщх. систем" (Киев, 1994),. ВсеросЬ>тйском..сСгюща1Цэд "¡¡роояеш создания нацкода-яьшхакадеШ'Лссквд сетей баз данных я баз .знаний" (Уфа, 1995)..

'• -Цр;'1 ;оп5{0да»£сша&р• 12 работ,

в том числе L степи, получено 2 аиторекчх свидетельства на изобретения.'ii. I цолоМтельное. решеще но заявке im изобретение.

ОО'адм работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, излежешшя на .172 листах машинописного текста, сикска литераторы и приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе обсуждаются особетюсти процессов управления комплексом ВС ЛА , рассматриваются известние модели, используемые при организации ггетомэгизкроваиного управления 6С, исследуется процесс проектирования информационно управляющей системы БС ЛА, а такие нанковые средства, применяемые при разработке ЙУС.

Проведенный анализ пока&ал, что особенностью многих бортовых систем ЛА является дискретный (переключательный) характер управления. Управление подобным» системами целесообразно осуществлять в соответствии с ситуационным подходом, на основе использования встраиваемой модвда управления высокого концептуального уровня.

■Существующий сиособы моделирования дискретных процессов в большинстве своем основана нэ теории графов. Проведенный анализ выявил недостатки таких моделей, связанные со сложностью непосрод

ственнай реализадаи а ВК. Извесище ■, иерархические; ситуационные ШтЩ й алгоритмы, йх обработки падволяМ ;е : .явном виде задавать айгоритщ управлешм бортбвМйй системами-.'ДА,', но имеют; ряд особенностей, обусловленных аддтрак'щбс^ью математического аппарата .иерар>даескйх.; мЬдедеЙ и затрудпявдах юс практическое .йс-йользовавйе йрй рршшзадаи автэдатй&^овадаого управления ВС ДА. вт сделай.,я тоШШ^ направлегйи повышения эффективности использования а системе убавления. :

ЛЙЩтйчэжай реаШзуцйй ейстей: зпфавленйй бс . А

средств, позйолЯйрЩс ё^ктййцо задавать внешнее .;-р^дстайлвние мололи в ггроДос^о;;;йроектаровв:1щя,' ятоматичееки трщёжроватаь его воваутрадгее' иредсмвйеШе на э'гайв реадазацда.модалеД; в,' ешгтей'е управления, обрабатывать внутреннее 9 процессе утфй-

влёййя. Йсгользованйе. ййвеейМх яЭы^овВХ средств ;херакт®|ИЗДе;?йя ; длительность»: й трудОЕ1всос|ьй, рйзрабо^йй, отлздгсв и мад^мсгнда системы управ'ле,йй». ; создания

еледуйц'рго Ащвисймвского .

: спр1(йдЛизйроваЙною йей{г ^11вд5фио1,0; я|нка задах^я йерархиче-ских моделей ситуаций, позволяющего проектировщику сиетеми управления Ь'С ЛА задавать внешнее представлегаш модели на высоком концептуальном уровне;

внутреннего представления иерархической модели, реализующего внешнее представление в НК систешупрайленияВСЛА;

- транслятора внешнего представления иерархической модели во

••• интерпретатора внутреннего предстэвлс—ш для форшррванйя сообщений: экипажу й команд управлении Ш М в реальном

В. сос!Тйет^10!ЙЙ;-,со;. 0дела1!дак!Ёи цель й

основные задачи исследования. ■■ .*"

г.чгба содержит описание и обсуждение разработанного языка иерархических моделей для гграктического задания сктуащкяшы* моделей процессов управления при организации автоматизированного упраейения. бартовдайТейсфемЭйгяд^ ■ . : рассматриваются теяовйые; йорпешии ^зжа й вопросы йнтерпре тации его конструйций на; примеру . ;нро;утдЙ,:. модеди!. ешвольное. (с использованием разработанного язнка. иерарв^ёских моделей) и графическое, иредотавлст-н. которой приведено на рксЛ.

'-.•• МоЫль/еасШит-'йё ;р||з;авлй&г': дедоедир».'пфуМлаттяг которь-н в

ROOT Example . . :.

PROCESS pi STATE si p i ,.■ ACTION _:eval'p l'_

JUMP s,2pl \fHEN _csip 1_ STATE s2pi ACTION;

JUiP felpi ^YIIEN _сз2р!_ . ¡>;vk p% ■

DIVE p3

process -

STATE s'3p2 •■■'■■

ЛЛЛРк2о2 VI i F.N _п1тэ2_ STATS s2p8

". №MF. slpS >VHE}f „сайра,.

PROCESS p3 SiP&TE IpS '

дшр mm _.cs

ЙТЛГЗ s2p3 JUMP aip3 WHEN _Cb'2p3_ E№> ;

Scu. I',. Сййадыше й.г^

: ежзй е^едь «^ ::Штщ> ', щ&гт- ^шшт^я с

йОШ-рвздеда:'(шшса^шкдасжольй®:^ ^

ЧоЗШ; ц зфймэрав^ обращается к

модели Spi ©брз&ййе в дроцеесе уфШт&У. Далее :йДуt . 1'ilOCBSS-

РЗ). Ъ .теле.: ггро-'

цссса располагаются БТАГК-раздели, соответствующие состояниям модели (например, для модели Р7 - состояшя S1F1 и S2Vi) и содержащие описание действий, связанных с этой ситуацией; акций (ACTION), переходов (ЛШР), погружений (DIVE)«

Аса'10Н-преДложе|шя задают действия, которые-должны бить выпо -жени в определенных условиях. Эта может быть вызов внешней проце дуры (как в примере) или выполнение каких-лисо внутренних действий (вычислений). JUMP-ггредаозкешя задают смену текущих состояний модели и условия, при которых это происходит. DIVfi-предложешя обеспечивают погружение со внутренние «одели Данного состояния. Модель всегда заканчивается END-првдложением, указывающим конец модели. Среди всех опций наиболее важными являются: WHEN-опция, зада; щзя условия шпо.тшоиия действия (в примере вызовы пнсиниу. ара-. Цедур, 'iiWHcyiHWitHx услошяэ, ЖМ- эгида», п.озволяадая задавать спи-

сок аргументов при погружении во внутреннюю модель, и йТАТ1&-оиция, задающая активность действия в зависимости от значения статусе -системной -переменной, значение • -которой определяет характер .текущей обработки модели. Статуе может .принимать .следующие значения: ШТ - при • инициализации-модели; i'ROLOG - при. первом цикле литерирата-цт - данного.:состояния?. aSHSMl -- при последующих- циклах обработки; EPILOG - при аналоговая обработке перед сменой данного состояния.

В работе ;:г.кводитсй полняя спецификация языка iописание с$ш-.таксиса и. •сем-'штики-вс4*;- -конструкция. .нзцка ■>которая содержит еяе-дуищг» информацию для-каждого раздела; • .иредвокеийя или опции:

- назначение соство^стпующеЕо: о&екта .языка;

• - структуру--млн; ..-Формат., показывающие -состав и гоеледоват&ль-ность входящих а я&т ооы'кгоп:

~ ограничений, дополнявдие структуру им формат в определении того, что - штг- йш?ь - в лшх «ашеано-;

- правила интерпретации. оцредеяяшще сшсл назначения.-и особенности обработки- -раздела» -иредаюшия- уж опция. ••

Обсуждаются основные приемы использования язика: управление ■активностью-.действий; организация взашодеЯстви-л и синхронизации гарадлельшх процессов; использование, перетащих и параметров, повторно ветальзуеймх и рекурошта процессов, массивов процессов.

В третей глдёе ой йувдавтея вопросы, связашшв с разработкой шюрттчестго. .и. -программного• обеспечения ■автоматизированной система управления ВС ЛА» Оеновше зтагш разработки программного обеспечения представлен« т.рис.й. -

На концептуальном уровне управления разрабатывается ь .зшнее представло!ше модели уцраблвдая ВС M средствами языка иерархических модглей, которое затем автоматически транслируется во внутреннее представление, реализуемое в вычислительном комплексе састемь управления, при помощи специализированного транслятора.

Логический уровень управления предполагает интерпретацию внутреннего проставления иерархической модели, циклически обрабатываемого интерпретатором во внешнему сигналу запуска, в процессе доработки происходит смена текущего состояния модели, фиксируемого в памяти текущего состояния хранения Между циклами интерпретации.

При обработке моделей управления s реальном времени возникает необходимость выполнения задаваема* модель« действий (<|шический уроьонь управления) для организации автомагшифовадаго управления но JIA. Эти действия (акции) описываются внешними Процвдуучш и

сишсэаии процессов '

Внешне п^адедагшшк йерДОЕИЗДСКОЙ, иоделл

. /'TpBflünsTßf^x '

■. ■/;,- nüéüiikfú у

Щ'вд.жшлетш

\ ; ВО ikvifi^^';/-

Конценгуаяьиий уровень управления

Згап фртщонвроваавя

Память Teijî^éro eocToatiâs

' Внутреннее

ПрбДг;Г<ШЯ<шИ& модели 7;

/Heiipnjieiarcp, 1 .Йераредчесвдй,

Л,

Кезудагау(uctjuffiofett - предр.кс.тсв

UKTBBHCSÎH) :

Лолвдсшй уровень

Проверка

X

Ш^орааДнонно-afcîHîMniS система

Фигичесшй уровеш уирашшниа

Сиглаяц и иадйаЦйй

■-—¿у'

Экипах

' Кокарды: ттоиатИческогс

; " уПОТВП'НИа

Бортовое . tir ЛЙИ:

Рис.2. Этапы разраОрт!® программно!'« обеспечении оистёмьг управлений.

могут быть четырех тинов:

выдача команд автоматического управлении, поступающих на БС; выдача сигналов индикации и оповещения экипажа; - обработка команд экипажа, поступающих от экипажа через ор гани вцаи^де^да ггри^

проверка измеряемых параметров функционирования Ь'С М, контролируемых информационно-измерительной системой. •

При' интерпретации иерархической модели необходими контроль и коррекцйя текущего состояния мрдели, Между циклами обработки информация о текущем состоянии модели хранится в оперативной памяти вычислительного комплекса, названной .' й^ятью. текущего состояния (ИТС). Предложена функция адресации, которая каждому элементарному процессу иерархической модели ставит в соответствие адреса ячеек ИТС. Докапано, что полученная функция адресации обесточивает минимальный оогем ПТС" при корректном отображении адресов. Практическая

^чктШае^ .т и ..

повторно испсл'.зуемнх ;мрделей'путем даяедеёнщ рассмотренной схемы механизмом динамического выделения участков ЦТС.

Введено понятие массива иерархических процессов для множества внутренних процессов, имокетх идентичную структуру. Рассмотрено эквивалентное представление массива процессов, принципы контроля текущего состояния отдельных экземпляров:массива, вопросы программной роалипчзш массива вЖ:. аДр6с,а;1Ш: йозбо-ляет рассчитать адреса плем---г:'п экземпляра процесса:

.. 'г, о

: ; А(Х„)) = / I лца.<0), ШК) *..

+ ИСГ){Х,«^)), Ш) > О

где М{Х.) - функция нумерации, определяющая порядковый номер масси ва среди массивов Ор&тьев (Я(Х)-О для корневого массива); их, Л) функция, определяющая вершину-предка массива; 1ЦХ„Л функция, задающая предыдущий экземпляр массива; х фактеристическое число массива процессов. Внешнее представление иерархической модели, заданное в виде совокупности предложений на разработанном языке пректировщиком систем» управления, должно быть преобразовано во внутреннее преде тавлешю, реализуемое -.«■ вычиелитбльном кейидакее. Внутреннее иред-■ екг-чение ра-ралятивалось в соответствий со следующими принципами: !)рои;5!водит©ль1|ости, подрааумонакадим обеспечение до ст а точно быстро . к> поиска блемздтй',1з; шде;ггрбдийлУ^юдаяй''- доста

точность имеющихся элементов я связей для обработай модели; .дамна^-ктшетк, направленного: .иа - уменьшение ■ объема- .памяти» занимаемого моделью, Иа рис. "3 представлена обобщенная структура модели, пояс-; нявдая организацию внутреннего представления. Модель размешается в четырех сегментах: основном, где размещены основные элементы моде-ля, дополнительном, в котором располагаются списки аргументов поопределенней длины, сегменте внешних процедур, дщюмичоских сегментах СГС« Разработали структур! данных, соответствующие' элементам иерархической модели управления. Внутреннему представлений АСТХОН-предлолйШЗД соответствуют две структуры данных: АС51СШ (длй описания внутренних акций) и КЛ01Ч0Я (дот описания апошних акций). Определены процедура доступа из основной модели к еписку аргументов, к внешцим процедурам, к состояниям, к нижестоящим и вышестоящим элементам модели.

Разработан трапелятор внешнего представления иерархической модели, задаваемого разработчиком системы управления ВС ЛА» во

У.-шгеэн

РИС. 3.

представление зрархичеокой модели

У

н

внутреннее представление,'.реализуемое* в ВК. Предложен способ рев-ачйэщй! .трансляции на . основе исподьзоозщт .ма'сросредств стщвдрт-.. IKifo транслятора: а. оршшвбйого. языка/(ШД .ЕСйользозав . йакроас-: сомйяер: !}A$li ¡ЩрозоН) для 'генерация внутрвших. стуктур элементов и установки связей. В результате: транелйдаи .получается оёъвтчшй модуль с незаиодаешши полгал! : параметров адресации, занблненке: которых осуществляется сиэциал^ной процедурой; настройки . HPft^í«адйaл^í&aшш.ш^вJЙ¡в 'щкщваов' дотернрв^ацйи,-.'"'

Разработан и^.Ийвгаяеф.-иерри^ееййй ъщвял.,: Ы&сш*жзаювий

■ вШШ сооощвчай - экипажу if ттш пврвюцач&щя режяшв бордовых скстегл «aoc.i.tope. обработка внутреннего йредсуавлеа-гя чоделн улрав--да11ия в. Bgs^biiawr врзмещь Шйоркре^атор; шшднея в Asms.. .комплекса программ' ка языке сн, . '•.адфвгае®:. • пдедашяенйе иерархической Шд&ж? в • еовтветаШм.; с. хфавиламк кнтернретащш, yCTSHOBAeBr'ijvta ЙШКОМ- ЙрдатаБЛШШу .

'••'.'. 8 чтВефов, главе. . . ^айШЧ^садав''' .• .'

и зф&зкт;й5насть ядай» «юдолей-щэа* организаций

¡.йдагаированного уирзшюнШ.коикоз®Шад1ЁО ДА*..

; Произведена оценка- -Шсгдад^йсгиш- к Щта^ЩяШ,'. Нэо(Шт-■м "о для хранения и оораоа.йсн ШряфтвШ^жтШМ'npb,#cc»-,-.jFtt-равлейЗД. Для''очешет1,-р-йзмвра-П'ГС е. учэ^о'л- датамичветш блоков,.

■ в.нделяе,-?(!ш: в: процессе щгаергфета'июг'жодеш Для разыощвхШй дшШйк-чешой' ирбц^еой-,'. 'Йздчейа-- сда^уинЙи-'фо^Ла-:' • '

' М(х) Fix} / ;vxxv OAs), ":'''' '■' ..'■■'■■ Bf.LiZ)

,№(£},ееж 3ii ¿г, е В{Х}-':■' Щ : если R(3) - 0 £'(X)~i ' ■ Q(3У=<

О, в пробивном случае, | J Ml у),в противном случае.

S/eWaJ .

где 3(xj > модафиднрованное характеристическое 4kcj?o МЙ-вешйда х, определяющее максимально размер 1ГГС: для, донного процесса . с учетом динамичоских доддеревьер; , , .

F(xi - размер блока памяти, выделенного для рззмещетп максимального активного подпроцесса с -корном. в вершине х;

■ QI3J - характеристическое -число й-вершиш :

Рассматривается процесс проектирования моделей управления бортовыми системами М на этапе спуска ийос&дки о использованием разработанного лингвистического й программного обеспечения для организации троняжерннх -йспнтанйй 1«1(|э^?ййЬн1аОгУг1р.а!5Ляотой Снеге Мы ВС М т тхтафо-мйттошЫ с^мде транажйрё. В качество

сквозного првдюрё при ра^айотМ ;еи?узш©нймх у^айяййя

использовалась бортовая система наДдува и разгерметизации, обеспе чияающая поддержание задатюго уровня давления воздуха х. гермокабине экйпажа, что нопосредствещю влияет на безопасность полета, в соответствии с сйтуаМониш подходом, разработка МУС для управления комплексом г,С ДА ввдючает следующие этапы:

• оггисанив модели упра&шиа на основе ц^лей, задач и программ функционирования комплекса БС М с учетом возможных нарушений;

- формализация моделей ситуаций с использованием разработанного лингвистического и программного обеспечения;

- испытание и отладка моделей па тренажерном стенде с учас тием экипажа для пастр~лкя параметров модели.

Проведено исследование эффективное1?» разраОотагдеого жнгвис тического и программного обеспечения при проектировании информа штошю--управляющей еастеШ^ЙА!;. ЙедамьзоэМе высокого кбййе-

пту&дьного уровня» соотоететву одего концептуальному уровню мышле пия проектировщика системы управления, й автоматическая трансляция ситуационных моделей управления во внутреннее представление снижает трудоемкость и время проектирования, отладки и дальнейшей моди фикации систомы управления в среднем в 2-2,5 раза. ,

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан «зык, предназначенный для задания внешнего про Оставления моделей ситуаций проектировщиком системы управления ВС ЛА. Язык базируется на аппарате ситуационных иерархических моде лей, кроме того, введен ряд дополнительных конструкций, повышающих удобство его практического исиользовашя. Проведена спецификация языковых конструкций. Рассмотрены способы применения языка для организации взаимодействия процессов, использования общедоступных и рекурсивных процессов и т.д., предназначение для эффективного проектирования иерархических моделей управления реальными БС ЛА.

2. Разработана общая структура внутреннего представления иерархической модели в системе управления, состав й структура ,от-дельных элементов ; с одной стороны, корректно и компактно отразить в структурах данных внешнее представлен«" моде: глей ситуаций, с другой стороны;; .о^фектйвно/<К[1Терпретировать внутреннюю модель'■'а процессе ^ порядок олемонтов й указатели,' в/самой юдоли.,, ■ так :к ■■

формируемые динамически.в процессе рекурсивной обработки модели.

3. Разработан транслятор иерархической модели для автоматической трансляции внешнего представления, задаваемого разработчиком, во внутреннее представление, реализуемое в системе управления ВС ЛА. Транслятор выполнен в виде системы макросов стандартного макроассемблера и формирует объектный модуль модели, обрабатывая внешнее представление как последовательность макрокоманд.

4. Разработан интерпретатор ситуационных моделей, осуществляющий обработку моделей ситуаций в реальном времени и выдачу на этой основе сообщений: экипажу и команд переключения режг .гав БС ЛА. Интерпретатор реализован в виде программы, осуществляющей как настройку (инициализацию) внутренней модели, так и ее интерпретацию на основе рекурсивной обработки модели, коррекции ее текущего состояния и вызова предусмотренных моделью внешних процедур.

5. Проведено исследование технических характеристик и аффек-тивнасти языка иерархических моделей при практическом использовании для организации автоматизированного управления БС М в ходе тренажерных испытаний информационно-управляющей системы на пилотж-но-динамическом стенде-тренажере. Применение разработанного лингвистического и программного Обеспечения снижает трудоемкость и время проектирования, отладки и данышйшйй. мидифшсации смстуми управления г- среднем в 2 -2,5 раза. Кроме того, сокращается требуемой объем памяти ВК (постоянной - в 3- 4 раза и оперативной - на 20-25%) при сохранении требуемого быстродействия.

■Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Петрова Л.В. организация выдачи сообщений оператору при управлении бортовыми системами ЛА в нештатных ситуациях // Систеда автоматического регулирования и управления техническими объектада: Тез. докл. i'"epoc. лаучн. конф. Уфа, 1989. - С.ЬЬ.

2. A.c. 1807785 (СССР). Устройство для выдачи сообщений. / Миронов В.В., Каримов А.Г., Ларченко П.Ф., Молю В.Г., Петрова Л.Е., Юсупова Н.И., Ярцев P.A., 1990, ДСП. '

3. A.c. 1832992 (СССР). Устройство для выдачи, сообщений. / Миронов В.В., Петрова Л.К., Юсупова Н.И., Ярцев P.A., 1990, ДСП.

4. Миронов В.В., Петрова Л.В. Лингвистическое обеспечение для моделирования иерархических процессов U Разработка систем техни-

ческого зрения и их применение: в- ирамьйИешюсти'; Тез. докл. Все-союзн, научно-техн. Кайф. - .Уфа, 19т. -.. С. 142..

Б. Миронов В.В., Петрова Л.Е., Массиву иерархических процессов в моделях, управлении // Актуальные проблемы авиастроения: Тез. докл. Юбилейной научно-техн. коя§. - У^ш, 1992. ~ С.70.

. 6.: Мйроноё В.В.;, Юсупова .Н,М» , Гончар Л.Ё.,. Лш!гвистйческйе . средства моделирования иерархических процессоь // Проблемы, управления и НаШтши-.авйщйойн^яое^в'ских. систем: ,Тез. докл. 3 Межведомственной научно-техн. конф. - Киев, 1994. - С. 30.

7., Миронов'В.В», Юсупова Гончар Л.Е. ^{йнгвисти^еское

обеспечение 7/ Иерархические модели . процес-

сов управления: Монография - Уфа: УГАТУ, 1994. - С. 82-149.

8. Н,Й., Гончар Л.Ё.. Лйгвйстйческие

средства моделирования иерархических процессов -управления // Управление в экономических системах: Межвуз. научи. сб. - Уфа: УГАТУ, 1994. - С. 44-49.

. 9. Свидетельство об официальной регистрации программ»! для ЭШ й 940430, Транслятор моделей : иерархических, процессов (ТгапЙ1р) /Миронов В.В., Юсупова Н.И., Гончар Л.К., 1994.

10. Свидетельство об официальной регистрации программы для . ЭВМ И 940431. Интерпретатор моделей иерархических процессов (1пгегН1р) /Миронов В.В., Юсупова И.И., Гончар Л.Е., 1994.

11. Миронов В.В., Юсупова Я.И., Гончар Л.Ё. Транслятор и интерпретатор иерархических моделей./ Рукопись депонир. в ВИНИТИ 24.03.95, N 800-В95.

Гончар Лада Евгеньевна

АДГОРГОЮГЧЕСКОЕ И ЛИКГШСТЙЧШКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОШ'ИЗЛРОВАКНОГО УПРАВЛЕНИЯ БОРТОВЫМ СИСТЕМАМИ М НА ОСНОВЕ ИЕРАРХИЧЕСЙХ

Ав...¡реферат диссертации на соискание ученой стшени кандидата технических наук

Подписано к печати 12.0В.95. г. Бумага оберточная. Печать плоская. Усл.кр. отт. 0,9 Уч.-изд. л. 0,9 Заказ ЦНЗ •

Формат 60X84 1/16 Усл. печ. л. 1,0 Тираж Юо экз. Бесплатно.

У4ШСКИЙ государственной авиационный технический универстет

450000, Уфа-центр, К.Маркса,1Я