автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизация испытаний комплексовмехатронных объектов на основепрограммной средыУНИКОН

ММИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И

ИНФОРМАТИКИ

Стефанович Александр Евгеньевич

Автоматизация испытаний комплексов мехатронных объектов на основе программной среды УНИКОН.

Специальность: 05.13.07 Автоматизация технологических процессов и производств.

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997

Работа выполнена в Московской Государственной Академии Приборостроения и Информатики

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, почетный работник высшего образования России Аршанский М.М.

Научный консультант:

кандидат технических наук, профессор Королев А.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Васьковский А.М.

кандидат технических наук, профессор Маднев А.П.

Ведущая организация:

Институт Конструхторско-Технологической Информатики Российской Академии Наук.

Защита состоится 997 г. в _£^часов

на заседании диссертационного совета К.063.93.03 при Московской Государственной Академии Приборостроения и

Информатики

по адресу: 107076 Москва, ул. Стромынка, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии.

Автореферат разослан " "_ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент Богданова А.]

Общая характеристика работы.

Актуальность темы.

Повышение эффективности и качества автоматических испытаний комплексов мехатронных объектов (КМО), имеющих структуру, показанную на рис. 1, является актуальным направлением машиностроения. Большую помощь в развитии этого направления в свете проводимой в стране конверсии может оказать опыт, накопленный при автоматизации систем научных исследований (АСНИ) в приоритетной до недавнего времени области космических исследований.

Развитие АСНИ в нашей стране и за рубежом привело к созданию на базе передовых достижений электроники, вычислительной техники, информатики информационных измерительных систем (ИИС) космического назначения, которые представляют собой комплексы аппаратных, программных и организационных средств, полностью обеспечивающих проведение научных исследований (экспериментов). В ИИС можно выделить три части (рис. 2):

- Комплекс управления экспериментом (КУЭ),

включающий центр управления полетом (ЦУП), наземные измерительные пункты (НИП), наушо-иследовательские центры (НИЦ);

- Космический аппарат (КА);

- Комплекс научной аппаратуры (КНА), предназначенный для получения данных об объекте исследования и устанавливаемый на КА

ИИС в целом обеспечивает проведение эксперимента, с целью получения данных об объекте исследований, их обработку средствами КНА до передачи по линиям связи, передачу научных данных с КНА и служебных данных с КА по линиям связи, централизованную обработку данных средствами КУЭ по разделам ЦУП, НИП и НИЦ, осуществление обратной связи с КНА и КА, представление результатов обработки данных экспериментаторам в удобной для анализа форме.

КУЭ наиболее стабильная, медленно меняющаяся часть ИИС, обеспечивающая работу со всеми типами КА и КНА Техническое, программное и организационное обеспечение ЦУП и НИП универсально, рассчитано на годы однотипной работы. Соответствующее обеспечение НИЦ также довольно консервативно. Процессы, связанные с испытанием систем, в целом хорошо отработаны.

КА более подверженная изменениям часть ИИС. Вместе с тем, один и тот же тип КА в течение ряда лет может использоваться для установки совершенно различных КНА, при разработке новых типов КА сохраняется преемственность в техническом, программном и организационном обеспечении. Это приводит к тому, что испытательная база специализированных предприятий, выпускающих КА довольно стабильна.

КНА очень разнообразны по решаемым задачам и составу мехатронных объектов (МО) и подвержены быстрым изменениям взависимости от прогресса науки и техники. КНА собираются из МО, изготовленных в разных организациях, часто в КНА входят МО, выполненные в разных странах по разным стандартам, имеющие разную научно-техническую идеологию. Ввиду этого проведение автоматических комплексных испытаний различных КНА на универсальных испытательных комплексах представляет собой сложную научно-техническую задачу. Долгое время эта задача не была решена в общем виде. Для каждого КНА практически заново создавался испытательный комплекс, состоящий из разнообразной контрольно-испытательной аппаратуры (КИА), которая в лучшем случае была выполнена в виде пультов, поставляемых вместе с приборами, входящими в КНА Проблемно-ориентированная универсальная программная среда (ПС) отсутствовала.

Переломный момент в организации автоматических комплексных испытаний КНА в СССР совпал с выполнением международного космического проекта "Интершок", предназначенного для комплексного изучения параметров межпланетной среды. Запуск ИСЗ "Прогноз-Интеркосмос-10" по этому проекту, состоялся 26.04.85. МО, входившие в КНА, представляли собой не отдельные приборы, а взаимосвязанный КМО, управлявшийся встроенной ЭВМ. МО обменивались информацией друг с другом, включали и выключали друг друга, переключали диапазоны датчиков магнитных полей и заряженных частиц взависимости от регистрируемых событий в изучаемой среде. Этот КМО в принципе не мог быть подготовлен к полету без создания системы автоматического управления (САУ) испытаниями и соответствующего проблемно-ориентированного програмного обеспечения. В 1984 г. в Институте Космических Исследований АН СССР был создан первый в СССР испытательный комплекс, предназначенный для автоматических испытаний КНА. В качестве математического обеспечения управления этим комплексом были приняты предложенные и разработанные автором проблемно-ориентированные язык (ПОЯ) и операционная система (ОС) АВТОТЕСТ.

В 1985 г. автор разработал техническое задание, по которому ИКИ АН СССР и Научно-технический комплекс Институт Кибернетики им. Глушкова АН УССР создали ОС АВТОТЕСТ-ДЕЛЬТА, предназначенную для испытаний КНА межпланетных КА по международному проекту "Фобос" (запуски 7 и 12.07.88). Идеи, заложенные в ПОЯ и ОС АВТОТЕСТ, использовались в международных проектах "Интербол" (запуски 3 и 29.08.96) и "Марс-96" (запуск 16.11.96).

В 1985 году ПОЯ АВТОТЕСТ и ОС АВТОТЕСТ использовались при создании участка для автоматического выходного контроля промышленных роботов на заводе " Красный Пролетарий" в г. Москве. Это доказало, что мощные испытательные системы космического назначения могут найти успешное применение в народном хозяйстве.

; Мехатроиные объекты в комплексах космического назначения.

Рис. 2

Цель и задачи исследования.

Создание САУ АВТОТЕСТ и АВТОТЕСТ-ДЕЛЬТА было продиктовано актуальными практическими задачами, стоявшими в космических исследованиях и в народном хозяйстве. Это наложило свой отпечаток на соответствующие решения, которые иногда носили характер ad hoc (для этой цели).

Цель данной работы - исследование проблемы автоматизации испытаний КМО, разработка проблемно-ориентированных универсальных САУ и соответствующего программного обеспечения, предназначенных для автоматических испытаний КМО, решение вопросов, связанных с подготовкой и проведением испытаний КМО на автоматических испытательных комплексах.

Для достижения поставленной цели необходимо:

1. Провести обзор существующих методов автоматических испытаний КМО.

2. Поставить задачи разработки проблемно-ориентированных универсальныхСАУ, предназначенных для автоматических испытаний КМО.

3. Провести анализ этих задач и выработать принципы их решения.

4. Наметить цели автоматизации испытаний КМО.

5. Разработать проблемно-ориентированную программную среду, предназначенную для обеспечения автоматических испытаний КМО.

6. Определить этапы подготовки автоматических испытаний КМО.

7. Рассмотреть технологию проведения автоматических испытаний КМО.

8. Решить вопросы, связанные с автоматизированной обработкой результатов и автоматизированным документированием испытаний.

9. Оценить технико-экономическую эффективность предложенных методов автоматических испытаний.

Методы исследования.

Теоретические исследования проблемы автоматизации испытаний КМО проводились с использованием основных методов теории автоматического управления, основ электроники и микропроцессорной техники, основ информационно-измерительной техники, программного обеспечения микропроцессорного управления, теории алгоритмических языков.

Экспериментальные исследования проводились на автоматических испытательных комплексах ИКИ АН СССР и на участке, предназначенном для автоматического выходного контроля промышленных роботов, завода "Красный пролетарий".

Научная новизна.

Научно-техническая новизна заключается в создании методологии решения актуальной научно-технической задачи разработки и эксплуатации проблемно-ориентированных универсальных САУ, предназначенных для испытаний КМО, с использованием разработанной автором программной среды УНИКОН (UNIversa) CONtroI-Универсальное управление), включающей ПОЯ, интегрированную среду (ИС) подготовки программ управления и ОС.

Практическая ценность.

На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны основные положения, позволяющие создавать проблемно-ориентированные универсальные САУ и соответствующее программное обеспечение, предназначенные для автоматических испытаний КМО, проводить эти испытания и осуществлять обработку их результатов.

Реализация работы.

Материалы диссертационной работы явились основой для методического и программного обеспечения САУ АВТОТЕСТ и АВТОТЕСТ-ДЕЛЬТА, предназначенных для испытаний КНА по международным космическим проектам "Интершок" и "Фобос". На основе САУ АВТОТЕСТ был создан участок для автоматического выходною контроля промышленных роботов на заводе "Красный пролетарий". Идеи, предложенные автором при разработке САУ АВТОТЕСТ и АВТОТЕСТ-ДЕЛЬТА, в дальнейшем использовались при создании программного обеспечения для проведения автоматических испытаний КНА в международных космических проектах "Интербол" и "Марс-96".

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались

в ИКИ АН СССР на международных научно- технических совещаниях, посвященных подготовке космического проекта "Интершок" в 1984-1985 г.;

в Научно-техническом комплексе Институт Кибернетики им. Глушкова АН УССР (г. Киев) на научно-технических совещаниях, посвященных созданию САУ АВТОТЕСТ-ДЕЛЬТА в 1984-1985 г.;

в Польской Академии Наук (г. Варшава), Польском Институте Авиации (г. Варшава), на польской фирме, производящей компьютерную технику и программное обеспечение MERASTER (г. Катовице) на научно-технических семинарах, посвященных подготовке совместных экспериментов по изучению космического пространства в 1985 г.;

в Физическом Институте Венгерской Академии Наук (г. Будапешт) на научно-техническом семинаре посвященном подготовке совместных экспериментов по изучению космического пространства в 1985 г.;

на IV Международном семинаре "На>чное космическое приборостроение" (г. Фрунзе), в 1985 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, восьми глав с выводами, общих выводов и списка литературы. Диссертация содержит 179 страниц машинописного текста, 18 рисунков на 42 листах, 10 приложений на 57 страницах машинописного текста. Список литературы состоит из 104 наименований.

Содержание работы.

Во введении, рассматривается структура ИИС космического назначения; освещаются причины, приведшие к возникновению автоматических испытательных комплексов для предполетной подготовки КНА, устанавливаемых на КА; излагаются основные идеи, положенные в основу таких комплексов и ПОЯ, предназначенных для управления такими комплексами; приводятся примеры использования автоматических комплексов при подготовке больших космических проектов, а также в народном хозяйстве для выходного контроля промышленных роботов; отмечаются некоторые недостатки выполненных разработок; делается заключение о возможности и целесообразности создания САУ с высокой степенью универсализации, способных испытывать в автоматических режимах сложные комплексы взаимодействующих между собой МО; в качестве математического обеспечения таких комплексов предлагаются разработанные автором ПОЯ, ОС и ИС УНИКОН, в которых обобщены и развиты оказавшиеся плодотворными идеи, положенные в основу ранее разработанных автором ПОЯ и ОС АВТОТЕСТ, и учтены принципы, используемые при разработке языков программирования, интерпретаторов таких языков и ИС подготовки программ, написанных на таких языках.

В разделе 1 делается обзор методов автоматических испытаний КМО. Описывается впервые испытанный в СССР в автоматическом режиме КНА "Интершок", установленный на ИСЗ "Прогноз-Интеркосмос-10", его назначение, состав, принципы функционирования.

Рассматривается испытательный комплекс для автоматических испытаний КНА "Интершок", идея которого заключается в следующем. К ПА научных приборов, выполненная в виде пультов, объединяется интерфейсной магистралью с бит параллельным, байт последовательным обменом информацией (скорость обмена 1 Мбит/с) ГОСТ 26003-80 (стандарт СЭВ IMS-2,

стандарт МЭК IEC 625.1-79, стандарт США IEEE 488-1978, стандарт ФРГ DIN IEC 66.22 и др.). Системы КА, с которых на КНА подаются питание, сетка синхронизирующих частот, код бортового времени (КБВ), управляющие кодовые слова (УКС), функциональные команды (ФК) и к которым подключаются информационные выходы КНА, заменяются соответствующими имитаторами служебных систем (ИСС), которые подключаются к той же интерфейсной магистрали. Таким образом моделируется система КНА-КА. С информационных выходов данные идут на обработку в специальную ЭВМ, что в определенной степени моделирует связи с КУЭ. К интерфейсной магистрали подключаются две ЭВМ, одна для выдачи команд (контроллер магистрали), другая (универсальный слушатель) для регистрации информационного обмена в интерфейсной магистрата на дисплее и принтере.

Излагается суть ПОЯ и ОС АВТОТЕСТ, описывается структура управляющих предложений, из которых состоят программы, написанные на ПОЯ АВТОТЕСТ. Основная идея ПОЯ АВТОТЕСТ заключается в следующем. Независимо от характера МО, находящегося на магистрали, он имеет уникальный адрес и участвует в отдельных актах информационного обмена, происходящих в определенное программой испытаний время. События информационного обмена делятся на небольшое число типов (выдача команды на МО, прием ответа МО, выдача массива на МО, прием массива с МО и т.п.), каждому типу ставится в соответствие определешшй оператор. Программа испытаний представляет собой последовательность управляющих предложений, в каждом из которых указывается время выполнения оператора, оператор (т.е. тип информационного обмена, который должен быть выполнен) и адрес МО, который необходимо задействовать в данном типе информационного обмена. В ПОЯ АВТОТЕСТ также введены по аналогии с языками программирования операторы условных и безусловных переходов, оператор цикла, что позволяет создавать хорошо структурированные программы и динамически управлять ходом выполнения программы путем анализа событий. Основной частью ОС АВТОТЕСТ является интерпретатор ПОЯ АВТОТЕСТ, который дешифрует управляющее предложение и включает системную программу, соответствующую указанному оператору, которая в свою очередь через программы драйверы осуществляет в магистрали требуемый тип информационного обмена с заданным адресом в заданное время. ПОЯ АВТОТЕСТ дает возможность писать все программы для всех МО, как входящих в состав КНА, так и входящих в состав ИСС КА, на едином языке. Это позволяет создать общую программу управления полностью автоматическими испытаниями КНА.

Освещается использование ПОЯ и ОС АВТОТЕСТ для автоматических испытаний промышленных роботов на заводе "Красный пролетарий" (Рис. 3); рассматриваются этапы развития испытательных комплексов для автоматических испытаний КНА космического назначения в ИКИ АН СССР; на основе обзора проводится в общем виде постановка задачи разработки проблемно-ориентированных универсальных САУ.

?

' Испытательный комплекс для автоматических испытаний промышленных роботов.

Группа контроллера Группа универсального слушателя.

Перфостанция

-F

Дисплей

Перфостанция

ЭЕ $М

1 I

^-

Принтер

-F

Дисплей

ЭВ! M

ï-

Принтер

STANDARD BUS 1ЕС-625.1-79

Робот 2

Робот

N

Интерфейсная карта

Рис 3

В разделе 2 рассматриваются цели и принципы создания универсальных САУ для автоматических испытаний КМО.

Цели:

- испытания КМО в режимах максимально приближенных к штатным;

- получение моделей КМО на основе анализа откликов на воздействия;

- получение качественно новых результатов испытаний на основе применения

экспериментально-статистических методов;

- проведение испытаний КМО, характеризующихся множеством состояний, управляемых встроенными ЭВМ, которые в принципе не могут быть испытаны в неавтоматическом режиме;

- проведение испытаний КМО по заранее отлаженным процедурам;

- проведение испытаний КМО различных типов на универсальном комплексе;

- управление технологическими процессами, выполняемыми КМО;

- сокращение сроков получения экспресс информации по результатам испытаний (автоматическое документирование);

- сокращение сроков полной обработки результатов испытаний;

- интенсификация использования испытательного оборудования;

- повышение производительности и улучшение условий труда испытателей;

- уменьшение продолжительности испытаний.

Принципы:

- стандартизация интерфейсов;

- магистральность;

- модульность;

- программное управление модулями;

- интерактивностъ взаимодействия человек-система;

- виртуальность;

- типизация решений;

- расширяемость;

В разделе 3 подробно описывается разработанный автором ПОЯ УНИКОН (Рис. 4, 5, 6). Рассматривается структура программ, написанных на этом языке; описываются поля управляющих и описывающих предложений; дается понятие циклограммного времени; рассматриваются идентификаторы операторов, выполняемые и невьшолняемые (описывающие) операторы, аргументы операторов, формальные и фактические аргументы, формальные и фактические адреса, адреса ячеек памяти (Soft-адреса /адреса виртуальных объектов/) и адреса объектов управления (Hard-адреса), типы Soft и Hard адресов; описываются типы управляющих и описывающих предложений языка и их форматы; приводится большое число поясняющих примеров, иллюстрирующих использование языка для написания программ управления.

В разделе 4 рассматривается предлагаемая автором ИС подготовки программ управления УНИКОН. Дается понятие ИС подготовки программ; кратко излагается история возникновения стандартов программных сред; дается понятие пользовательского интерфейса; рассматривается технология проектирования таких сред; освещаются проблемы унификации диалога программиста с программной средой; описывается программная архитектура ИС УНИКОН/ рассматриваются функции, обеспечивающие работу с файлами программ управления автоматических испытаний КМО, редактирование, компиляцию и запуск таких программ, а также настройку ИС подготовки

программ управления и запуск отладчика.

- ,

Cmdc (to command - управлять)

Answ (to answer - отвечать)

Send (to send - посылать)

Rccv (to receive - принимать)

Tmn (to translate - передавать)

lump (to jump - прыгать /безусловный переход/)

Bran (to branch - ответдлять/безуслошый переход с выдержкой времени/)

I icq (if equivalent - /условный переход/ если равно)

Ifne (if пе - /условный переход/ если не равно)

W (if great - /условный переход/ если больше)

Lfge (if great or equivalent - /условный переход/ если больше или равно)

m (If little - /условный переход/ если меньше)

№ (if little or equivalent - /условный переход/ если меньше или равно)

Sign (signal - сигнал)

Gate (gate - ворота /допусковый контроль/)

Asgn (to assign - назначать, присваивать значение)

Cycl (cycle - цикл)

Cdos (command dos - команда дисковой операционной системы DOS)

Freq (frequency - часгога следования УП и ОП)

Ysrq (yes service request - да обслуживанию запросов)

Nsrq (no service request - нет обслуживанию запросов)

- /тире/ (комментарий)

/подчеркивание/ (комментарий с подчеркиванием)

'list (listing - листинг)

Line (line - линия /управление интерфейсом/)

Stop (останов программы);

End (конец программы);

Soil (описание Soft объектов /переменных, хранящихся в памяти/).

Hard (описание Hard объектов /МО, подключенных к интерфейс, магистрали/).

. г . : Аргументы ПОЯ УЛИКОЙ? —"" ; : : ;;

Dst адрес объекта управления приемника (Destination);

Src адрес объекта управления источника (Source);

Com команда, выдаваемая на объект упраачения;

File имя файла в стандарте DOS;

Label метка (циклограммное время) безусловного перехода;

True метка (циклограммное время) перехода, если истина;

False метка (циклограммное время) перехода, если ложь;

Rounds число циклов;

Counter переменная номера цикла (счетчик циклов);

Const константа;

Int тип прерывания (поле значений аргумента определяется разработчиком);

Device устройство (дисплей, принтер, асинхронный коммуникаионный канал...);

Regime режим работы ОУ (поле значений аргумента определяется работчиком);

Comstr командная строка DOS;

Txt вывод текста в листинг.

Рис. 4

iQ

Структура, управляющих предложений ПОЯ УНИКОН. ;;

. Цккло- . грамшюе-' время ;;;

-12

символов.-

Илетчь ; фикдтор оператора-

1-31

символов."

ЯР,

ся,

и,

ТаЬ.

Илеити-ф! ¡кагор.

аргумента"

1-

символов:.

Значения аргумента

1 ^ 1-64

символов.

ЯР,

ся, и,

ТаЬ.

Идентификатор аргумента 2

символов.

ЯР, Значения

ся, аргумента

и, : 2

ТаЬ. 1 £Д

СИМВОЛОВ."

.. Идентификатор .• аргууента

1-

символов.

ер,

ся, и7,

ТаЬ.

-Значения аргумента

■. й

1-|

символов-.

Рис 5.

Структура описывающих предложений ПОЯ УНИКОН.

Описание Soft объектов.

. Никло-

lpUMMHOC

время V

4-12

СИМВОЛОВ.;

Ияешг-'фикатор ' •оператора

SP, CR, LF, Tab.

r I Тазе списка ;. описываемых •;

(öeftÄyfevnP^^fi

"" принятые в языке ' программирования i

. СИ).

Описание Hard объектов.

ЦиКШЗ-' граммнос. Идентификатор оператора SP, CR, LF, Tab. • Поле списка, описываемых. Hard Идентификатор конца • • >

Hard объектов (действуют правила, поля списка

принятые при разрабогке Hard-зависимых • End

-'-W-hy-- ' программ-драйверов).

Рис 6,

В Разделе 5 подробно описывается предлагаемая автором С УНИКОН. Рассматривается ее назначение; файловый состав; описывает! библиотека системных программ верхнего уровня, запускаемых выполняемыми невылолняемыми операторами ПОЯ УНИКОН; выделяются группы системш программ этой библиотеки, обеспечивающих информационный обмен с М управление испытательными или технологическими программами, выход в

для использования ее ресурсов; описывается библиотека программ драйверов нижнего уровня, предназначенных для управления МО, находящимися на интерфейсной магистрали; описывается библиотека интерпретатора ПОЯ УНИКОН и обслуживающих ее вспомогательных программ; рассматриваются команды настройки ОС; вводятся понятия о трех типах времени ОС; реальном, операционном и циоограммном; рассматривается работа интерпретатора; описываются диалоговый и автоматический режимы работы ОС и способы перехода из одного режима в другой; рассматривается порядок обработки ошибок и выдачи сообщений.

В разделе 6 рассматриваются основные этапы подготовки автоматических испытаний КМО на основе ПОЯ, ОС и ИС УНИКОН: постановка задачи автоматического управления в общем виде с использованием параметрической модели КМО; разработка методики автоматического управления; разработка алгоритмов автоматического управления и запись их на ПОЯ УНИКОН с использованием ИС УНИКОН для подготовки программ управления; отладка программ управления на реальных или виртуальных МО с использованием ОС УНИКОН; работа САУ в штатных режимах.

В разделе 7 рассматривается практика проведения автоматических испытаний КМО. Дается понятие МО в общей форме; подробно рассматривается в качестве примера конкретный МО ультрафиолетовый спектрофотометр УФС-М, входящий в состав КНА, установленного на КА "Марс-96", описывается назначение этого МО, его устройство, режимы работы; подробно рассматривается в качестве примера испытательный комплекс, предназначенный для подготовки к полету КНА, установленного на КА "Марс-96", его состав, режимы работы; описывается технология проведения автоматических комплексных испытаний; рассматриваются комплексы программ, выполненных автором и предназначенных для автоматизированной обработки результатов автоматических испытаний.

В разделе 8 рассматривается технико-экономическая эффективность предложенных методов испытаний.

Общие выводы и результаты работы.

- Основной вывод - создана методология решения актуальной научно-технической задачи разработки и эксплуатации проблемно-ориентированных универсальных САУ, предназначенных для испытаний КМО, с использованием разработанной автором программной среды УНИКОН, включающей ПОЯ, ИС и ОС.

- Предложены и разработаны ПОЯ и ОС АВТОТЕСТ, предназначенные для автоматических комплексных испытаний на первом в СССР автоматическом испытательном комплексе, созданном для подготовки к полету КНА "Интершок", установленного на ИСЗ "Прогноз-Интеркосмос-10", а также созданы на языке Ассемблер системные программы и на ПОЯ АВТОТЕСТ программы управления, обеспечившие проведение этих испытаний.

- Разработано техническое задание, по которому ИКИ АН СССР и Научно-технический комплекс Институт Кибернетики им. Глушкова АН УССР создали ОС АВТОТЕСТ-ДЕЛЬТА, предназначенную для испытаний межпланетных КА " Фобос-1, 2".

- Проведены работы по внедрению ПОЯ и ОС АВТОТЕСТ в народное хозяйство при создании участка выходного контроля для автоматических испытаний промышленных роботов на московском заводе "Красный Пролетарий", а также созданы на языке Ассемблер системные программы и на ПОЯ АВТОТЕСТ программы управления, обеспечившие проведение этих испытаний.

- Проанализировано развитие технических решений, положенных в основу автоматического испытательного комплекса, созданного для подготовки к полету КНА "Интершок", при последующей разработке автоматических испытательных комплексов, предназначенных для подготовки к полету КНА по космическим проектам "Фобос", "Интербол", "Марс-96", а также при создании участка выходного контроля для автоматических испытаний промышленных роботов на московском заводе "Красный Пролетарий"; сформулированы в общем виде постановка задачи, цели и общие принципы при разработке таких комплексов.

- Исследовано развитие идей, заложенных в ПОЯ и ОС АВТОТЕСТ, при создании программного обеспечения для автоматических испытательных комплексов, предназначенных для подготовки к полету КНА по проектам "Фобос", "Интербол" и "Марс-96", а также при создании участка выходного контроля для автоматических испытаний промышленных роботов на московском заводе "Красный Пролетарий", и предложена в качестве универсального программного обеспечения таких комплексов разработанная автором программная среда УНИКОН., состоящая из ПОЯ, ИС и ОС.

- Создан по типу языков программирования высокого уровня машиннонезависимый, объектонезависимый и магистраленезависимый универсальный ПОЯ УНИКОН предназначенный для написания программ автоматического управления КМО, объединенных общей интерфейсной магистралью (интерфейсными магистралями) между собой и со средствами управления, отображения и связи (управляющей ЭВМ, присоединяемым к ней периферийным оборудованием, контрольно-измерительной аппаратурой, сетями), который может в принципе реализовать, отобразить и документировать любой алгоритм автоматического управления КМО:

- Рассмотрены ИС подготовки программ, основанные на концепции стандартного интерфейса пользователя, ставшие обязательным атрибутом современных систем разработки программ (например, Borland С++), операционных диалоговых сред (например, Windows) и программ, работающих в таких средах (например, Word for Windows, Exel и др.), а также хорошо зарекомендовавший себя и повсеместно используемый стандарт CUA (Common User Access) фирмы IBM, определяющий правила проектирования текстовых и графических пользовательских интерфейсов, и на основе этого рассмотрения предложена ИС УНИКОН, предназначенная для подготовки программ автоматического управления с использованием ПОЯ УНИКОН.

- Предложена проблемно-ориентированная ОС УНИКОН, предназначенная для программного обеспечения САУ КМО, и представляющая собой комплекс программ, позволяющий в принципе реализовать, отобразить и документировать

любой алгоритм автоматического управления КМО. В ОС УНИКОН проводится четкое разделение всех программ на программы машиннонезависимые, магистраленезависимые и объектонезависгоше и программы, зависящие от применяемой в конкретном автоматическом КМО интерфейсной магистрали. Такой подход позволяет сделать ПОЯ УНИКОН и интерпретатор ПОЯ УНИКОН машиннонезависимыми, объектонезависимыми и магистраленезависимыми, т.е. в высокой степени универсальными, оставив магистралезависнмыми только программы драйверы, что в принципе невозможно избежать..Возможность работы с библиотеками верхнего и нижнего уровня переменного состава позволяет значительно экономить память и увеличивать быстродействие в тех САУ, в которых не используется полный набор операторов ПОЯ УНИКОН и вводить новые операторы в тех САУ, где это необходимо, а также не менять программу интерпретатор при всех этих изменениях.

- Сделан вывод, что основным принципом работы автоматического испытательного комплекса является принцип последовательного проведения аналогии между организацией автоматического вычислительного процесса на современных ЭВМ и организацией автоматического управления КМО. Это прежде всего означает, что автоматический испытательный комплекс должен без существенной перенастройки обеспечивать проведение испытаний максимально широкого диапазона разнообразных КМО. В качестве основных этапов подготовки такого комплекса к испытаниям КМО рассмотрены в общем формализованном виде постановка задачи, создание методики, разработка алгоритмов, написание и отладка программ автоматического управления.

- Рассмотрены понятия 'мехатронный объект' и 'мехатроника' и место мехатроники среди других технических дисциплин. В качестве примера конкретного МО рассмотрен входящий в КНА, установленный на КА "Марс 96", семиканальный ультрафиолетовый спектрофотометр УФС-М, являющийся типичным исследовательским прибором космического назначения, для управления которым используются все основные и общие для всех МО современных типов КА виды входных сигналов (УКС, КБВ, ФК), и с выходов которого снимается телеметрическая информация в обычной и общей для всех МО современных типов КА цифровой и битовой формах.

- В качестве примера конкретного испытательного комплекса для автоматических испытаний КМО рассмотрен испытательный комплекс, предназначенный для предполетной проверки КНА установленного на КА "Марс 96". Освещены вопросы, связанные с архитектурой испытательного комплекса, функционированием управляющей и информациотшой интерфейсных магистралей, работой ИСС, формированием и выдачей управляющих сигналов, сбором и передачей телеметрической информации, формированием измерительных и статусных телеметрических кадров, переключением режимов работы, программным обеспечением управления.

- На примере испытаний прибора УФС-М рассмотрена технология автоматических испытаний КМО.

- Описаны пять комплексов программ AUTONOMUOS, COMPLEX, DIGITAL, IMITATORS, INCLUDES, написанных автором на языке Си и предназначенных для обработки результатов автоматических испытаний УФС-М.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В.М. Балебанов, Е.М. Васильев, В.И. Лазарев, А.Е. Стефанович

" Проблемно ориентированная универсальная система автоматического управления испытаниями комплексов научной аппаратуры АВТОТЕСТ " ВН 152 , Препринт ИКИ АН СССР, Москва 1985.

2. V.F. Babkin, А.Е. Stefanovich.....

" Ground-based automated comprehensive tests of the INTERCHOCK scientific instrumentation". "Interchock Projet".

Publication of the Astronomical Institute of the Czechoslovak Academy of Sciences,

Publication No. 60 1985

В.Ф. Бабкин, А.Е.Стефанович и др.

"Наземные автоматические испытания комплекса научных приборов космического проекта ИНТЕРШОК". "Интершок проект". Публикация Астрономического института Чехословацкой АН N 60, 1985.

3. В.М. Балебанов, Б.М. Васильева, В.И. Лазарев, C.B. Лубман,

A.Г. Макаров. А.Е. Стефанович. Т.А Чугаринова, В.И. Шевченко

" Развитие АСНИ в ИКИ АН СССР на базе микропроцессорной техники" ВН 198 , Препринт ИКИ АН СССР, Москва 1986.

4. В.М. Балебанов, А.Е. Стефанович. В.И. Лазарев, А.Г. Макаров, Б.М. Васильева.

"Испытания комплексов научной аппаратуры с использованием системы автоматического управления АВТОТЕСТ" ПР-1187, Препринт ИКИ АН СССР, Москва 1986

5. АН СССР, Институт Космических исследований

Сборник статей "Научная аппаратура для космических исследований" Издательство "Наука", Москва 1987

B.М. Балебанов, Е.М. Васильев, В.И. Лазарев, А.Е. Стефанович "Использование проблемно-ориентированной универсальной системы автоматического управления испытаниями комплексов научной аппаратуры АВТОТЕСТ для наземных испытаний"

6. АН УССР Научно-технический комплекс Институт Кибернетики им.Глушко "Управляющие системы и машины", Научно-производственный журнал 3,1987 Издательство "Научная Мысль"

М.И. Дианов, Е.М. Васильев, В.И. Лазарев, А.Е. Стефанович

"Система АВТОТЕСТ-ДЕЛЬТА для проведения автоматических испытаний

комплексов научных приборов"

7. В.Ф. Гапель, Т.В. Корчагина, В.И. Лазарев, C.B. Лубман, А.Г. Макаров, Е.А. Мельникова, А.Е. Стефанович.

"Система автоматического управления реального времени АВТОТЕСТ". Доклад на IV Международном семинаре "Научное космическое приборостроение". Фрунзе, 1989.

8. Б.М. Васильева., Т.В. Гречко, В.И. Лазарев, А.Г. Макаров, А.Е. Стефанович. "Операционная система ОС АВТОТЕСТ, проблемно-ориентированный язык ПОЯ АВТОТЕСТ. Методическое руководство"

ПР-1316, Препринт ИКИ АН СССР, Москва, 1987.