автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Дистанционный эксперимент на основе совмещения телекоммуникационных и измерительно-управляющих систем

На правах рукописи

КИРСАНОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

ДИСТАНЦИОННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ НА ОСНОВЕ СОВМЕЩЕНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ И ИЗМЕРИТЕЛЬНО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ

Специальность 05 12 13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

/

Казань - 2007

003059405

Работа выполнена на кафедре радиоэлектроники и информационно-и ¡мерительной техники Казанского государственного технического университета им АН Туполева

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Евдокимов Юрий Кириллович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор Ибатуллин Эмир Аминович,

кандидат технических наук, Насыров Ильдар Заурович

Ведущая организация Московский государственный институт

радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА)

Защита состоится «?д » мая 2007 г в 15СЮ часов на заседании диссертационного совета Д 212 079 03 в Казанском государственном техническом университете им АН Туполева по адресу 420111, г Казань, ул К Маркса, 10 E-mail kai@kstu-kai ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ им А Н Туполева

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета

Автореферат разослан « 27 » апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, к т н , профессор

Г И Щербаков

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Современный уровень развития телекоммуникационных технологий и средств предоставляет широкие возможности, связанные с передачей данных на большие расстояния, создание распределенных приложений, работающих через сеть, обмен аудио и видео информацией и многое другое Подобные достижения в последнее десятилетие стали возможными благодаря интеграции компьютерных систем с сетевыми техно погиями

Настоящее время характеризуется стремительным появлением и развитием новых информационных технологий Одной из таких новых и революционных технологий является технология виртуальных приборов, позволяющая создавать системы измерения, управления и диагностики различного назначения практически любой производительности и сложности Суть этой технологии состоит в том, что измерительная и управляющая часть приборов и систем реализуется на аппаратной основе (устройств ввода-вывода аналоговых и цифровых сигналов), а их функциональная часть и пользовательский интерфейс - программными способами

Преимущество и эффективность виртуальных измерительных технологий состоит в возможности программным путем, опираясь на мощь современной компьютерной техники, создавать разнообразные приборы, измерительные системы и программно-аппаратные комплексы, легко перестраивать их к изменяющимся требованиям, уменьшить материальные затраты и время на разработку При этом создаваемая измерительная система может быть оптимальным образом адаптирована для решения поставленных задач с учетом их особенностей

Использование виртуальных измерительных технологии в современных автоматизированных измерительных системах является устойчивой мировой тенденцией последних лет Об этом свидетельствует огромное количество разработок, а также множество зарубежных и отечественных публикаций, посвященных решениям задач в области автоматизации измерений, контроля и управления техническими и технологическими системами

При использовании виртуальных измерительных технологий ЭВМ становится неотъемлемым компонентом автоматизированных измерительных и управляющих систем Это дает возможность аппаратно-программного совмещения измерительных систем с телекоммуникационными сетями и обеспечения дистанционного доступа к измерительному и управляющему оборудованию Подобная интеграция двух современных информационных технологий, а именно, телекоммуникационных сетевых технологий и технологии виртуальных приборов, качественно и количественно расширяет функциональные возможности систем, построенных на их основе Позволяет связывать в единую систему большое число различных измерительных и управляющих устройств, удаленных друг от друга на большие расстояния, а также строить системы дистанционного управления (СДУ) различного назначения

Весьма важным является продвижение дистанционных технологий в лабораторные практикумы и в учебный эксперимент как с целью повышения

эффективности, так и снижения материальных затрат на обучение в сфере инженерного образования При этом достигаются стедующие принципиальные преимущества дистанционной учебной лаборатории круглосуточная автоматическая работа, индивидуализаг^ия и повышение качества обучения, доступность дистанционной лаборатории из любой географической точки

Возможность и эффективность использования СДУ для решения тех или иных задач в значительной степени определяется структурой СДУ, временными задержками управляющей и измерительной информации, возникающих в телекоммуникационной сети, а также качеством процессов управления через сеть в реальном масштабе времени Существенное значение в этом отношении имеют вероятностно-временные характеристики задержки и обусловленная ими статистическая динамика системы дистанционного управления Анализ литературных источников выявил отсутствие систематических данных как по построению и выбору структур дистанционных автоматизированных лабораторий, так и по экспериментальным исследованиям вероятностно-временных характеристик реальных систем дистанционного управления физическим и учебным экспериментом

Важность развития и исследования технологии совмещения современных телекоммуникационных и измерительно-управляющих систем, обеспечивающей возможность дистанционного управления физическим экспериментом определяет актуальность данной темы

Цель и задачи работы

Целью диссертационной работы является разработка системы дистанционного управления физическим экспериментом на основе аппаратно-программного совмещения телекоммуникационных и измерительно-управляющих систем, повышающих доступность к образовательным ресурсам и расширяющих образовательное пространство ВУЗов

Основная задача научных исследований — создание системы многопользовательского доступа и дистанционного управления физическим экспериментом через телекоммуникационные сети общего пользования (локальные сети, Интернет)

Решаемые задачи:

1) разработка и обоснование структуры системы дистанционного управления, совмещающей телекоммуникационные и виртуальные измерительные технологии,

2) разработка алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения системы дистанционного управления,

3) разработка методики экспериментальных исследований вероятностно-временных характеристик системы дистанционного управления,

4) экспериментальное исследование и статистический анализ динамики работы системы дистанционного управления,

5) разработка и создание статистической модели динамики системы дистанционного управления,

6) разработка и реализация аппаратно-программного обеспечения типовой автоматизированной учебной лаборатории с дистанционным многопользовательским доступом на основе системы дистанционного управления

Методы исследовании

При решении поставленных задач использовались методы leopiin вероятностей и математической статистики, теории систем массово! о обслуживания, теории автоматического управления, методы компьююрною моделирования, методы виртуальных измерительных технологий, а также методы экспериментальных исследований в телекоммуникационных се1ях

Научная новизна работы

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем

- предложена и разработана структура системы дистанционно!о управления, на основе аппаратно-программного совмещения телекоммуникационной и измерительно-управляющей системы,

- экспериментально исследованы вероятностно-временные характеристики статистической динамики системы дистанционного управления при работе в локальной и глобальной сетях,

- предложена обобщенная статистическая модель динамики системы дистанционного управления,

- на основе предложенной статистической модели исследованы показатели качества работы дистанционного ПИД-регулятора и получены соответствующие критериальные динамические соотношения,

- на основе положений и рекомендаций диссертационнои работы разработана и создана типовая дистанционная автоматизированная лаборатория, а также ее аппаратно-программное обеспечение с поддержкой многопользовательского доступа через телекоммуникационные сети (Интерне!, ЛВС)

Практическая ценность работы

Созданная система дистанционного управления позволяет обеспечить доступ удаленных пользователей к реальным учебным и научным лабораторным ресурсам в многопользовательском режиме с разделением времени через телекоммуникационные сети (Интернет, ЛВС)

Экспериментально полученные вероятностно-временные характеристики и предложенная на их основе обобщенная статистическая модель динамики системы дистанционного управления могут использоваться для синте ia дистанционных автоматизированных систем, а также для прогнозирования и анализа поведения дистанционных систем при различных режимах работы в реальном масштабе времени При этом исключается необходимость проведения трудоемких и сложных натурных экспериментов

Возможность использования модели показана при исследовании особенностей и качества работы дистанционного ПИД-регулирования через телекоммуникационную сеть Выработаны практические рекомендации для выбора динамических параметров дистанционно! о ПИД-регулятора с учетом динамики сети

Созданное клиентское приложение «Distant Lab I 0» благодаря гибкости пользовательского интерфейса позволяет повысить качество выполняемых дистанционных учебных экспериментов

Реализация результатов работы

Теоретические и практические результаты диссертации использованы при выполнении

1) хоздоговорной НИР № 1560 «Автоматизированная система измерения полей температуры поверхности холодильной камеры», выполненной в НИЧ №15 КГТУ им А Н Туполева,

2) НИР по программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмме 209 «Информационно-телекоммуникационные технологии», по теме «Разработка виртуальных лабораторий и электронных учебников для подготовки специалистов в области радиотехники и связи», № 01 200 305533, Казань, 2003-2004,

3) НИР по iранту АН РТ в рамках программы развития приоритетных направлений науки в РТ по теме «Разработка и внедрение автоматизированной учебной лаборатории дистанционных экспериментов по радиоэлектронике в режиме реального времени для обучения студентов по сети ИНТЕРНЕТ на территории Татарстана», № 05-5 2-329, Казань 2005-2006,

4) НИР Центра дистанционных автоматизированных учебных лабораторий КГТУ им А Н Туполева

Результаты диссертационной работы также используются в учебном процессе ИРЭТ КГТУ им АН Туполева на кафедре Радиоэлектроники и информационно-измерительной техники

Научные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие научные положения, выдвигаемые на основе полученных в диссертационной работе результатов

1 Структура системы дистанционного управления, совмещающая современные телекоммуникационные и виртуальные измерительные системы

2 Результаты экспериментальных исследований статистической динамики системы дистанционного управления при работе в локальной и глобальной сетях

3 Статистическая модель системы дистанционного управления, моделирующая задержки обслуживания потока входных запросов

4 Особенности и качественные показатели работы дистанционного ПИД-регулятора через телекоммуникационную сеть

5 Структура типовой вузовской автоматизированной учебной лаборатории, а также ее аппаратно-программное обеспечение с поддержкой дистанционного многопользовательского доступа через телекоммуникационные сети (Интернет, ЛВС)

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и представлялись на следующих конференциях

1. Международная научно-практическая конференция «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments» Москва 14-15 ноября, 2003, 15 ноября, 2004, 18-19 ноября 2005 17-18 ноября, 2006

2. XI международная научно-методическая конференция «Наукоемкие технологии образования» Таганрог ТРТУ, 2003

3. Всероссийская научно-техническая дистанционная конференция «Информационно-телекоммуникационные технологии» Москва, 8-15 декабря, 2003

4. Всероссийская научно-техническая конференция «Информационно-телекоммуникационные технологии» Сочи, 19-26 сентября, 2004

5. XII Международная молодежная научная конференция «Туполевские чтения» Казань, 10-11 ноября 2004

6 Казанский научно-технический семинар «Методы моделирования» Казань, Россия 15 декабря, 2005

Публикации

Основные научные и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 21 работе, в том числе в 2 статьях, 11 - в трудах конференций, 6 — в тезисах докладов, 2 - в отчетах о НИР

Структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и восьми приложений Она изложена на 150 страницах и содержит 90 рисунков и 11 таблиц Список литературы включает 138 наименований

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель работы, представлены основные защищаемые положения Показана научная новизна и практическая значимость работы

В первой главе рассмотрены современные тенденции в области информационно-телекоммуникационных технологий, заключающиеся в развитии и широком испочьзовании виртуальных измерительных технологий, позволяющих выполнять совмещение телекоммуникационных и измерительных систем, создавая системы дистанционного управления учебными и научными экспериментами

Дистанционный доступ к измерительному оборудованию обеспечивается за счет создания распределенных приложений, взаимодействующих через телекоммуникационные сети Для сетевого взаимодействия таких приложений существуют различные технологии, к наиболее популярным из которых на сегодняшний день можно отнести ActiveX/DCOM, CGI-сценарии, Java-апплеты, CORBA-архитектура, протокол Data Socket

В первой части главы проведен аналитический обзор современного состояния систем дистанционного управления Был проведен сравнительный анализ существующих зарубежных и российских систем дистанционного управления учебными и научными экспериментами Среди них AIM-Lab, LAB-on-WEB - г Хьеллер, Норвегия, СДУ - г Турин, г Падова, Италия, Cybet Lab - г Стенфорд, США, Remote Lab - г Балтимор, США, Remote Lab -Г Берлин, Германия, PEARL - г Дублин, Ирландия, RVLabX - г Монреаль, Канада, REMOTE - ВУЗы Европы, uCV-Lab - г Новосибирск, Россия

Необходимо подчеркнуть существенное отставание дистанционных технологий и их единичные применения в России

К основным недостаткам существующих систем следует отнести I) отсутствие системного подхода и обоснованных принципов выбора струк1уры дистанционного доступа и управления физическим экспериментом построение большинства систем отражает частные или конкретные подходы ра$рабо1чиков, 2) преимущественно монопольный режим управления экспериментом, либо наличие существенных ограничений по числу удаленных пользователей, 3) ограниченные возможности для наращивания в системе дистанционных лабораторий

Кроме того, обзор литературных источников выявил фактическое огсугсчвие систематических экспериментальных данных по режимам работы в сетях систем дистанционного управления, которые позволили бы получить обобщенные оценки вероятностно-временных характеристик динамики системы дистанционного управления

В заключительной части главы для исследования динамики СДУ обоснован выбор метода экспериментального исследования реальных дистанционных систем и метод имитационного моделирования

В заключении главы сформулированы цель и задачи исследований

Вторая глава посвящена разработке и созданию программной модели статистической динамики системы дистанционного управления

Предложена структура системы дистанционного управления физическим жспериментом, совмещающая современные телекоммуникационные и измерительные технологии, а также обеспечивающая многопользовательский доступ к измерительным ресурсам дистанционных лабораторий Данная структура представлена на рис 1 Она имеет трехуровневую архитектуру

компонентами которой являются

1) удаленные пользователи, 2) главный

| Удаленные пользователи (УП) Интернет, ЛВС

I Средства взаимодействия с УП

I 3

'«■а «§

| Б Я

I га з о. о. | о. е

Блок обработки запросов

0

-вдт- Обработчик счереди

Блок обработки

результатов --

--ЛГ----

1 I Средства взаимодействия с ДЛ\

улвс

1Дистанционные лаборатории (ДЛ)\ Рис I Сгруктурнля схема системы дичанционного управления фимчсским экспериментом

Сервер сервер, 3) дистанционные лаборатории

Взаимодействие удаленных почьзовате-лей с главным сервером, предоставляющим доступ к измерительному оборудованию, осуществляется по сети Интернет или локальной сети в зависимости то места расположения каждого пользователя

Пропускная способность СДУ определяется главным образом задержками, возникающими при передаче данных (входящих и обслуженных запросов) через телекоммуникационные сети на участке «сервер-пользователь» С целью исключения потери запросов, поступивших в момент занятости требующегося измерительного ресурса (обслуживающего прибора) дистанционной лаборатории предусмотрена очередь

Для повышения пропускной способное in СДУ может параллельно использоваться несколько обслуживающих приборов

IIa рис 2 представлена информационная модель статистической динамики СДУ Составными компонентами модели являются тенератор входною потока (ГВГ1) запросов с интенсивноегыо Хвх и имитатор задержек обслуживания Т

Моделирование задержки обслуживания осуществляется па основании эмпирических распределений р\т,"к), представляющих собой базу статистических характеристик Т

Исходными данными модели являются 1) поток входных запросов (ПВЗ), 2) тип пинии «сервер-пользователь» Результатами моделирования являются 1) поток обслуженных запросов (ПОЗ), 2) распределение плотности вероятности времени обслуживания p(l) 3) среднее время обслуживания (для заданных параметров) Тср, 4) средняя интенсивность ПОЗ Хаых

Рис 2 Информационная модель статистической динамики СДУ

Алгоритм моделирования статистической динамики СДУ состоит из следующих шагов 1) формирование ПВЗ о г п--пользователей (блок ГВП), 2) оценка текущего значения интенсивности ПВЗ Я, (блок 2), 3) формирование плотности распределения /?(г] (блок 4), по данным базы статистических

характеристик 2 (блок 3), 4) генерация нормированных значений Т в соответствии с законом распределения р{т\ (блок 5 — генератор случайных

чисел (ГСЧ) с равномерным законом распределения, блок 6 - нелинейный преобразователь), 5) преобразование нормированных значений Т в действительную задержку Т (блок 7), 6) формирование ПОЗ путем управления задержкой Т (блок 8), 7) оценивание параметров характеристик

Предусмотрена возможность выполнения моделирования п темпе поступления запросов в режиме реального времени, а так же в ускоренном темпе

Третья глапа посвящена экспериментальным исследованиям статистической динамики СДУ Сформулированы цель и задачи эксперимента, рассмотрено экспериментальное оборудование, разработана методика экспериментов Получены и проанализированы экспериментальные вероятностно-временные характеристики статистическои динамики обслуживания р(т) СДУ при различных условиях работы

При проведении экспериментов были задействованы однотипные лабораторные установки, позволяющие обеспечить задание требуемых

значений длительностей (,, процедур управления (конфигурирование измерительной системы и лабораторной установки, коммутация и выполнение измерений и т.д.). Предполагалось, что длительности !с намного меньше времени задержки Т(1,.«Т). Источником потока запросов на обслуживание являлись удаленные пользователи, которые могли быть подключены к СДУ как посредством локальной вычислительной сети, так и через соединения сети Интернет различной производительности.

Для статистической состоятельности оценок исследовалась зависимость вероятностно-временных характеристик обслуживания СДУ от следующих факторов: быстродействия информационной сети (скорости передачи данных на участке сервер-пользователь); дней недели (рабочие дни с понедельника по пятницу); времени суток,

Экспериментальные измерения были проведены для следующих типов сечей «сер в ер-пользователь»: 1) сеть Интернет с использованием модемного подключения через телефонную линию (максимальная скорость передачи данных —31 кбит/с; местонахождение удаленного пользователя — г. Казань); 2) сеть Интернет с использованием выделенной линии 10 Мбит/с (местонахождение удаленного пользователя - представительство КГТУ в г. Актаныш); 3) ЛВС 10 Мбит/с; 4) ЛВС 100 Мбит/с.

Иаблюдйлись четыре временных суточных интервала: 8.00-12.00; 12.0015.00; 15.00-18.00; 18.00-21,00. Для каждого временного интервала выполнялся цикл измерений, состоящий из шести серий, В каждой сер™ осуществлялось формирование потока, состоящего из п — 250 запросов при фиксированном значении интенсивности X m const. Значения ?■. поочередно задавались равными 0.!; 0 2; 0.4; ); 2; 4 запросов/с.

Общий объем экспериментальной статистики составил результаты 192 серий по 250 измерений в каждой.

С целью накопления экспериментальной статистики для каждого запроса фиксировались моменты времени прохождении определенных контрольных точек. На рис, 3 представлена диаграмма последовательности прохождения запроса от удаленного пользователя при обслуживании в СДУ.

1'ис. 3. Диаграмма последовательности прохождения запроса от удаленного пользователя в СДУ: 1 - поток входящих запросов: 2 - попок обслуженных запросов; Q - передаваемые данные; О - вновь записываемые данные

Методика измерения величины задержки обслуживания Т состояла в фиксации момента (, отправки запроса и момента f-lt, яолучения результата обслуживания. Величина задержки Г определялась из соотношения:

О)

На рис 4 представлены графики зависимости среднего времени задержки от интенсивности входного потока требований Т = /(Х)У полученные для различных типов сетей «сервер - пользователь»

а) линейный масштаб оси ординат, б) логарифмический масштаб осеи.

Рис 4 Графики Т= f(x) для различных типов сетей «сервер - почмовдтель» с

различными масштабами оси ординат--модемное соединение »-»-«- Интсрисг-

соединение 10 Мбит/с, «-•-• - ЛВС 10 Мбит/с, •—-- ЛВС 100 Мбит/с

Для нормировки разномасштабных экспериментальных распределений было использовано соотношение Литтла, соответствующее режиму обслуживания с одним запросом в СДУ

ХТ= 1 (2)

Данное соотношение определяет предел стационарного состояния системы При >.Г > 1 СДУ переходит в нестационарный режим (происходит переполнение очереди запросов)

Значения нормирующих множителей Хкр и Гкр, удовлетворяющие условию (2), можно определить графически по точкам пересечения нагрузочных кривых Т = /(>.), представленным на рис 4, с гиперболой (2) Такая нормировка приводит к относительным величинам X = Х/Хкр и Т = TjTKp

Анализ полученных результатов показал, что для сетей первых трех типов изменение величины Г с ростом X имеет сходный характер При значениях Х<Хкр, изменение задержки Т происходит в относительно небольших пределах При Х>Хкр наблюдается быстрый рост величины Т Из графиков также видно (рис 4, а), что отличие характера динамики работы СДУ в сети первого типа от сетей второго и третьего типов заключается в том, что рост величины Г начинается при более малых значениях X Очевидно, это обусловлено низкой скоростью передачи данных через модемное соединение В сети четвертого типа при увеличении X рост задержки Г незначителен (система не переходит в нестационарный режим) из-за достаточно высокой пропускной способности ЛВС

На рис 5 представлены обобщенные графики функции плотности вероятности р(Т), вычисленные на основании накопленной экспериментальной статистики Полученные обобщенные оценки р(Т) являются основным экспериментальным материалом, необходимым для работы статистической модели динамики обслуживания СДУ

Для определения характера экспериментальных зависимостей р(Т), соответствующих стационарному режиму работы СДУ, была осуществлена проверка статистических гипотез на основании критерия согласия I lupcoua ф . В результате, для каждого из экспериментальных распределений р(Т), представленных на рис. 5, а, была определена соответствующая модельная (теоретическая) функция р„(Т). Экспериментальные функции плотности вероятности ¡AT), полученные для интенсивноОГей X =0,1 и 0,2 могут быть описаны экспоненциальным законом распределения, а для ш$енсив]юстей X 0,4 и 1 - нормальным и логнормапьным законами соответственно.

Сие. 5. Обобщенные графики плотности вероятности !>(!')- порученные при различных значениях X : а стационарный ; б нестационарный режим работы СДУ

Па основании найденных модельных распределений р0(Т) построен график обобщенной двумерной функции плотности вероятности ра(Т,Х), представленный на рис. б.

Рис. 6.1 рафик двумерной

функции 1jjio [ ПОСТ и вероятности задержки обслуживания /1(|(7Д) Сплошные кривые являются сечениями р§{Т,Х) при

^ 0.1: 0.2; 0.4; 1. где

1 модельные и

2 экспериментальные

распределении р(У')

Анализ полученных результатов показал, что при малых значениях интенсивности потока запросов X, соответствующих малым загрузкам СДУ, характерным является экспоненциальный закон распределения р(Т). С ростом А. происходит вырождение закона распределения р(Т) н нормальную форму, что является характерным для работы СДУ при средних нагрузках 0,2<Х<1. При работе СДУ на пределе стационарного состояния % =) характерен

логнормалышй закон распределения /;('/') При увеличении 0,1 < X < 1 помимо изменения закона распределения р(Т) происходи) рос! величины м.и ожидания, а также величины дисперсии для нормальною и лш нормальною законов р(Т)

В четвертой главе проведено моделирование скиисшчсскои динамики обслуживания СДУ на основе экспериментальной обобщенной сииисшческои базы р(гд) Показано применение разработанной модели па примере исследования качества дистанционною ПИД-риулироиания мерс I телекоммуникационную сеть

Для моделирования динамики обслуживания СДУ исполыонался пуассоновский поток запросов, состоящий из 1рех областей, каждая и5 коюрых имеет свою интенсивность X 0,1, 0,5, 1, стуиспчагос ишенспис коюрои показано на рис 7, а Лвх 1-

0,750,5 0,25 0

Лв»'х 0.2

I а) 1рпфик ciyiicii'iaioiо

' и)мс11спи!1

i и111снсишюс1и

нходиот нотка 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 1 ЗаНрОСОИ

6) модемное Инн рисI-соединение.

0,750,50,250-

10 20 30 40 so 60 70 80 90 100 110 1?0 130 140 i

0,5' 0,25 0

ых 1' 0,750,50,25-О

10 ?0 30 40 50 60 70 во 90 100 110 170 130 140 /

в) пыдслсшмя линия Ишсрпс! 10би|/с,

г)ЯПС 10 Мбш/с

AAuWV

............... <))ЛЖ 100 Мбш/с

0 10 20 30 40 50 60 70 ео 90 100 110 120 130 140 / Рис 7 1 рафики изменения текущих X, и усредненных Х\ шачепий ишеисишюыи входного (а) и обслуженною потоков (б-д) ; количеств и)мсрсини

Моделирование выполнялось для гех же чешрех шноп ccien «серпср пользователь», задействовавшихся при экснсримсшалт.пых исследованиях В

результате моделирования для каждого типа сети получен случайный процесс изменения величины задержки обслуживания Т, а также сформирован поток обслуженных запросов Показано, что для всех четырех случаев характер изменения Т является аналогичным, отличие заключается лишь в диапазоне изменения Т, обуславливаемом быстродействием соответствующей сети

Диаграммы изменения текущих X, и усредненных значений

интенсивности смоделированного потока обслуженных запросов представлены на рис 7, б-д

Так как в стационарном режиме интенсивности входного и обслуженног о потоков равны, то согласно приведенным графикам изменения интенсивности обслуженного потока, при использовании сети первого типа стационарный режим работы сохраняется лишь при интенсивности входного потока X = 0,1 При использовании сети второго типа стационарный режим работы сохраняется при Я. = 0,1 - 0,5 Использование сетей 3 и 4 типов обеспечивает сохранение стационарного режима работы СДУ во всем выбранном диапазоне изменения X = 0,1 - 1

Полученные результаты моделирования качественно соответствуют закономерностям статистической динамики СДУ, выявленным в результате экспериментального исследования

Во второй части главы показана возможность применения разработанной модели статистической динамики СДУ на примере исследования качества дистанционного ПИД-регулятора

Рассмотрен контур дистанционного управления с центральным ПИД-регулятором, который взаимодействует с объектами управления посредством сетевой связи и осуществляет групповое обслуживание объектов путем последовательного обращения к ним Полагается, что объекты регулирования являются независимыми и однотипными, состояние каждого из которых измеряется и управляется локальными контроллерами полевого уровня с сетевым интерфейсом по командам хост-контроллера Хост-контроллер централизованно реализует алгоритм ПИД-регулирования

В отличие от типового контура управления локального ПИД-регулятора, в контуре дистанционного регулятора будет присутствовать звено задержки, обусловливаемое процессами передачи данных через сеть (рис 8)

ОУ

ИМ

уип

ПИД

Контроллер >., ли - 'и'

Сетевая задержка

УС

Рис 8 Функциональная схема дистанционного ПИД-регулятора ИМ - исполнительный механизм, ОУ - объект управления, Д - датчик, УИП - унифицирующий измерительный преобразователь УС - устройство сравнения

На основании разработанной программной модели контура дистанционного ПИД-регулятора, работающей совместно со статистической моделью динамики обслуживания, показаны зависимости показателей качества регулирования от интенсивности потоков данных и быстродействия сети

Для состоятельности получаемых результатов моделирование осуществлялось при различных настройках ПИД-регулятора, критерии выбора которых следующие 1) обеспечение требуемой длительности переходного процесса аналогового регулятора /, 2) обеспечение апериодического характера

переходного процесса контура аналогового регулятора

При моделировании, в качестве объекта управления было использовано инерционное звено первого порядка

Для получения нормированных результатов используются следующие соотношения

~(а=1а/т, Т = Т/ т, ДГ = ДГ/т, (3)

где т - постоянная времени объекта управления

Последовательно задавались три варианта настроек ПИД-регулягора, соответствующие значениям (а, равным 5, 10 и 15 Моделирование осуществлялось для случаев использования в контуре регулирования телекоммуникационных сетей с различным быстродействием, задаваемым диапазоном изменения Т 1) 0,1 - 2,5, 2) 0,2 - 5, 3) 0,4 - 10

Графики изменения выбранных показателей качества работы дистанционного ПИД-регулятора представлены на рис 9

Рис 9 Графики изменения величины показателей качества дистанционного

ПИД-регулятора при работе через сеть с различным быстродействием Т--0,1 - 2,5,

»-»--0,2 -5, 10 при 1а= 10

Результаты моделирования показали, что зависимость выбранных показателей качества от величины АТ имеет три характерные области (см рис 9), соответствующие 1) резкому ухудшению качества регулирования из-за больших задержек в сети при высокой интенсивности запросов и потока данных (при относительно малых АТ), 2) наилучшему качеству регулирования - оптимальное соотношение пропускной способности сети и интенсивности потока данных, 3) почти монотонному линейному ухудшению показателей качества с возрастанием АТ

В результате моделирования динамики дистанционного ПИД-регулятора показано, что оптимальное качество регулирования (по длительности переходного процесса и интегральной оценке регулирования) имеет место при выполнении следующих соотношений

Т/АТ < 0,1 - 0,2 (4)

и

ДТ < 0,1т, (5)

где AT интервал дискретизации регулятора; 7 — временная задержка в сети; -t постоянная времени объекта управления. Соотношения (4) и (5) предьшишот жесткие требоншия к б ы етродей еттп о с ети, величина -задержек Т которой не должна превышай, значений (0,01 : 0,02)т .

1Î имгой глнис рассмотрены вопросы практической реализации СДУ. (.'формулированы основные требования, предъявляемые к системе листан ни oí inoro управления физическим учебным и научным экспериментом. К основным из них относятся: обеспечение многопользовательского доступа к диештиошюй лаборатории в режиме разделения времени; организация и обработка очереди запросов; возможность интегрирования в единую систему нескольких, дисгаиниотшх лабораторий, распределенных на территории ВУЗа.

í 1а рис. 10 показала структура СДУ, реализующая принцип трехуровневый архитекторы, бдашдаря которой появляется возможность интегрировать в одну систему территориадыю разнесенное множество дистанционных лабораторий, 1иаимо;юйствующих с главным сервером через телекоммуникационную сеть, Образуя распределенную измерительную систему. Основой СДУ является главный сервер, осуществляющий предоставление удаленным пользователям доступ к измерительным ресурсам лабораторий в многенользовательском режиме. Посредством главного сервера осуществляется контроль распределенной измерительной системы построенной на основе дистанционных лабораторий.

У'дйпенные

пользователи

вычислительные центры ВУЗа,

компьютерные классы

Интернет

Системный вОми! íистретор

Дистанц ионная лаборатория

Измерительный сервер

Ф

- устройство ввода-вывода шитогошм и цифровых сигнолов;

- /шбораторная установка:

Рис. 10. Структурная схема СДУ

Подобно представленной аппаратной структуре, программное обеспечение (ПО) системы дистанционного управления также состоит из трех основных компонентов, как показано на рис 11 ПО удаленных пользователей, ПО главного сервера, ПО измерительных серверов дистанционных лабораторий

Возможности СДУ определяются преимущественно программным обеспечением главного сервера, к основным функциям которого относятся 1) взаимодействие с удаленными пользователями через телекоммуникационные сети предоставление доступа к дистанционным лабораториям, 2) обработка очереди запросов, 3) контроль работоспособности дистанционных лабораторий, 4) мониторинг работы и централизованное управление системой

ПО измерительного сервера обеспечивает автоматическое управление лабораторным измерительным оборудованием дистанционной лаборатории и выполнение требуемых измерений по запросам удаленных пользователей поступающих через главный сервер

| Программное обеспечение удаленных пользователей

Ж

Разделы взаимодействия с удаленными пользователями

Обработка запроса

I Обработчик I очереди

Библиотека ВЛР

Формирование результата

Пользовательский интерфейс администратора СДУ

:

Передатчик запросов

у* »

И—

Монитор работы СДУ Т

Накопление статистики работы СДУ

Монитор активности ИС

Приемник результатов

Разделы взаимодействия с измерительными серверами (ИС)

I

ПО главного сервера СДУ

Приемник запросов

"ЧГ

Накопление статистики работы ИС

I

Передатчик результатов

ЗЕ

Уровень управления измерительными процессами

Управление устройством ввода/вывода

ПО измерительного сервера

Рис 11 Структура программного обеспечения СДУ

- запросы на измерения,

- результаты измерений,

• • • * - параметры и настройки СДУ, -"4- - служебные

данные

Предусмотрена возможность интеграции системы дистанционного управления с мультимедийными средствами, показанная на примере созданной системы передачи аудио и голосовых данных, применяемой в процессе выполнения дистанционных экспериментов

Созданное ПО удаленных пользователей Distant Lab 1 0, обеспечивает возможность выполнения дистанционных лабораторных работ по

общетехническим инженерным дисциплинам, обеспечивая полноценность дистанционного лабораторного практикума в методическом плане

В соответствии с предъявленными к системе дистанционного управления учебным и научным экспериментом требованиями создана дистанционная лаборатория по курсу «Электроника», состоящая из четырех лабораторных работ

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Предложена и разработана структура дистанционного управления, совмещающая современные телекоммуникационные и виртуальные измерительные технологии, которая обеспечивает возможность дистанционного управления реальными (учебными либо научными) экспериментами в многопользовательском режиме с разделением времени Выбранная трехуровневая структура системы дистанционного управления (удаленный пользователь, главный сервер, измерительные сервера), позволяет создавать сеть дистанционных лабораторий, распределенных в рамках ВУЗа

2 Разработана методика экспериментального исследования вероятностно-временных характеристик динамики обслуживания системы дистанционного управления при различных значениях интенсивности потока запросов, различных типах сетей «сервер-пользователь», различных временных суточных и недельных интервалах

3 Проведен широкий спектр экспериментальных исследований статистической динамики обслуживания системы дистанционного управления при различных режимах и условиях ее работы Получен обширный экспериментальный материал по статистической динамике дистанционного управления На основе статистического анализа экспериментальных данных установлены три характерных закона распределения вероятностно-временных характеристик задержек (экспоненциальный, нормальный, логнормальный), возникающих в системе дистанционного управления Анализ позволил построить обобщенное эмпирическое двумерное распределение функции плотности вероятности в зависимости от интенсивности потока запросов и значений задержек

4 На основе построенной статистической базы предложена и реализована статистическая моде аь динамики системы дистанционного управления Разработанная модель позволяет исследовать вероятностно-временные характеристики и качество обслуживания систем дистанционного управления

5 На основе обобщенной статистической модели выполнено исследование качества работы дистанционного ПИД-регулятора Найдены существенные зависимости изменения показателей качества регулирования от интенсивности потока измерительных и управляющих данных Определены оптимальные соотношения (по качеству регулирования) величин задержек в сети и интервала дискретизации регулятора, которые могут быть рекомендованы при разработке распределенных телекоммуникационных систем управления

6 Разработано и реализовано практически алгоритмическое, программное и аппаратное обеспечение системы дистанционного управления через телекоммуникационные сети общего пользования Разработана и создана типовая автоматизированная лаборатория с дистанционным

многопользовательским доступом через телекоммуникационные сети (Интернет, ЛВС) Создано клиентское программное обеспечение Distant Lah I 0, предназначенное для выполнения лабораторных работ по обще1ехническим инженерным дисциплинам

4. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ, ОТРАЖАЮЩИХ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Кирсанов АЮ Методика экспериментального исследования динамики рабоп.1 системы дистанционного управления экспериментом через информационные сети общею пользования // Электронное приборостроение Научно-практический сборник Выпуск 3(44) -Казань ЗАО «Новое знание», 2005 -С 42-49

2 Евдокимов Ю К, Кирсанов А Ю Экспериментальное исследование и с1а1ис1ическая модель системы дистанционного управтения // Вестник KI ТУ им А Н I уполева - 2006 №3, С 31-36

3 Евдокимов ЮК, Кирсанов АЮ Организация типовой дистанционной автоматизированной лаборатории с использованием LabVIEW-технологий в техническом вузе // Сб тр Междунар науч практич конф «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVlEW и технологии National Instruments» Москва 14-15 ноября 2003 С 15-17

4 Кирсанов А Ю Структура типовой лабораторной станции для системы инженерною образования // Сб тр Междунар науч практич конф «Образовательные научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments» Москва 14-15 ноября, 2003 С 88-90

5 Щербаков Г.И, Евдокимов ЮК, Линдваль BP, Кирсанов А Ю Ор1анизация и построение типовой дистанционной автоматизированной лаборатории на основе LabVlFW-технологии для общетехнических инженерных дисциплин технического универешаа // Сб тр XI междунар науч метод конф «Наукоемкие технологии образования» Таганрог 2003 С 177-179

6 Кирсанов А Ю Разработка измеритетьного комплекса для автоматизированной системы дистанционного инженерного образования // Сб тр XI междунар науч метод конференции «Наукоемкие технологии образования» Таганрог 2003, С 183-184

7 Евдокимов Ю.К, Кирсанов АЮ Моделирование динамики сис1емы дистанционного управления автоматизированной учебной лабораторией // Сб тр Междунар науч практич конф «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments» Москва 15 ноября, 2004 С 51-57

8 Евдокимов ЮК, Кирсанов АЮ. Трибунских А В Автоматизированная дистанционная лаборатория по курсу «Электроника» алгоритмическое и аппаратное обеспечение, методическая поддержка // Сб тр Междунар науч практич конф «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVlFW и технологии National Instruments» Москва 18-19 ноября, 2005 С 31-38

9 Кирсанов АЮ Экспериментальное исследование динамики работы сис!емы дистанционного управления в глобальной и локальной сетях // Сб тр Междунар науч практич конф «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде I abVILW и технологии National Instruments» Москва 18-19 ноября 2005 С 213-220

10 Евдокимов ЮК, Маливанов НН, Кирсанов АЮ Разработка и еоувние региональной дистанционной автоматизированной учебной паборагории кол [екгивною пользования по общетехническим дисциплинам дтя ВУЗов и средних учебных «ведений республики Татарстан на базе технологии National Instruments // Сб тр Междунар науч практич конф «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVlTW и технологии Nationallnstraments» Москва 17-18 ноября, 2006 С 5-10

11 Кирсанов АЮ , Евдокимов Ю К Разработка программной модели и исследование качества работы дистанционного ПИД-регулятора//Сб тр Междунар науч пракшч конф

«Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVlEW и технологии National Instruments» Москва 17-18 ноября, 2006 С 353-3S9

12 Салахова А.Ш., Кирсанов А Ю. Применение измерительной станции N1 Elvis дня создания автоматизированного лабораторного практикума по курсу «Теория электрических цепей» // Сб тр Международной научно-практической конференции «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments» Москва 17-18 ноября, 2006 С 105-107

13 Хайрутдинов И П., Евдокимов Ю К, Погодин Д В, Кирсанов А Ю Автоматизированная система измерения динамических параметров двшателей внутреннего сгорания // Стенды для исследования двигателей при неустановившихся нагрузках / Юлдашев А К , Хайрутдинов И Н - Казань Издательство «Фэн», 2002 - Гл 7 - С 189-206

14 Кирсанов АЮ, Евдокимов ЮК Автоматизированная система исследования параметров двигателей внутреннего сгорания и их динамической модели // Сб тез докт всероссийской науч техн конф «Информационные системы и технотогии» 2002 С 156-157

15 Евдокимов ЮК, Кирсанов АЮ, Линдваль BP, Щербаков Г И. Разработка виртуальных лабораторий и электронных учебников для подготовки специалистов в области радиотехники и связи // Сб тез докладов Всероссийской науч технич дистанционной конф «Информационно-телекоммуникационные технологии» Москва, 8-15 декабря 2003 С 41

16 Евдокимов Ю.К., Щербаков Г.И., Линдваль В Р., Кирсанов А Ю Разработка и создание комплекса лабораторных работ для системы инженерного дистанционного образования // Сб тез докладов Всероссийской науч -техн конференции «Информационно-телекоммуникационные технологии» Сочи, 19-26 сентября 2004 С 217-218

17 Кирсанов А Ю Разработка системы управления распределенными лабораторными ресурсами ВУЗа для организации дистанционного инженерного образования // Сб тез докл Всероссийской научно-технической конференции «Информационно-телекоммуникационные технологии» Сочи, 19-26 сентября 2004г С 221-223

18 Кирсанов АЮ Автоматизированная система > прав тения распределенными измерительными средствами для организации дистанционного инженерного образования в техническом ВУЗе // Сб тез докл Междунар молодежной науч конф «XII Туполевские чтения» Казань, 10-11 ноября, 2004 С 41-42

19 Кирсанов А.Ю., Трибунских А.В Разработка системы передачи данных для решения задачи дистанционных измерений и управления // Сб тез докл Междунар молодежной науч конф «XII Туполевские чтения» Казань, 10-11 ноября, 2004 С 43-44

20 Евдокимов Ю К, Щербаков Г.И, Линдваль В Р, Султанов Э И, Кирсанов А Ю, Трибунских A.B., Едельсков А Е. «Разработка виртуальных лабораторий и электронных учебников для подготовки специалистов в области радиотехники и связи» // Отчет о НИР №01 200 305533, Казань, 2004 С 127

21 Евдокимов ЮК, Султанов Э И., Кирсанов А Ю, Трибунских А В. Разработка и внедрение автоматизированной учебной лаборатории дистанционных экспериментов по радиоэлектронике в режиме реального времени для обучения студентов по сети ИНТЕРНЕТ на территории Татарстана // Отчет о НИР № 05-5 2-329, Казань 2006 С 47

Формат 60 х 84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная Печ л 1,25 Уел печ л 1,16 Уел кр-отт 1,16 Уч-изд л 1,0 Тираж 100 Заказ К 78

Типография Издательства Казанского государственного технического университет 420111, Казань ул К Маркса 10

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Методы и средства построения и исследования телекоммуникационных систем дистанционного управления учебным и научным экспериментом

1.1 Современные тенденции в области информационно-телекоммуникационных технологий

1.2 Технологии и средства интеграции телекоммуникационных и измерительных систем 17 1.2Л. Технология ActiveX/DCOM

1.2.2. CORBA-архитектура

1.2.3. CGI-сценарии

1.2.4. Java-ananeTbi

1.2.5. Протокол Data Socket (DSTP)

1.3 Обзор существующих систем дистанционного управления учебными и научными экспериментами

1.4 Методы анализа вероятностно-временных характеристик телекоммуникационных систем

1.4.1 Физическое моделирование

1.4.2 Аналитическое моделирование

1.4.3. Тензорный метод исследований

1.4.4. Асимптотический анализ марковизируемых систем

1.4.5. Модели трафика на основе процессов самоподобия 47 1.4.6 Имитационное моделирование 49 1.4.7. Экспериментальные исследования реальных систем 50 Выводы 51 Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. Статистическая и программная модели динамики обслуживания системы дистанционного управления через телекоммуникационные компьютерные сети

2.1 Виртуальные измерительные технологии. Базовый информационно-управляющий элемент

2.2 Принцип работы СДУ

2.3 Разработка и анализ СДУ в рамках теории массового обслуживания

2.4 Информационная модель СДУ

2.5 Программная модель СДУ

2.5.1 Выбор среды программирования

2.5.2 Моделирование потока входных запросов

2.5.3 Оценка интенсивности потока входных запросов

2.5.4 База статистических характеристик

2.5.5 Выбор сечения двумерной функции базы статистических характеристик

2.5.6 Вычисление задержки обслуживания Т

2.6 Результаты моделирования 75 Результаты и выводы

ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование статистической динамики системы дистанционного управления

3.1 Цель и задачи эксперимента

3.2 Методика эксперимента

3.3 Экспериментальное оборудование и программное обеспечение

3.4 Алгоритмы обработки экспериментальных данных

3.5 Нагрузочные характеристики СДУ

3.6 Вероятностно-временные характеристики СДУ

3.7 Нормировка и анализ экспериментальных данных

3.8 Проверка статистических гипотез о законах распределения вероятностно временных характеристик. Построение обобщенной статистической модели 91 Результаты и выводы

ГЛАВА 4. Применение модели статистической динамики обслуживания системы дистанционного управления для исследования качества дистанционного ПИД-регулирования

4.1 Моделирование динамики обслуживания СДУ

4.2 Исследование качества работы дистанционного ПИД-регулятора

4.2.1 Структура распределенного дистанционного ПИД-регулятора

4.2.2 Методика моделирования

4.2.3 Программная модель

4.2.4 Результаты моделирования 108 Результаты и выводы

ГЛАВА 5. Реализация системы дистанционного управления учебными и научными экспериментами

5.1 Требования к системе дистанционного управления

5.2 Телекоммуникационная структура СДУ

5.3 Алгоритмическое и программное обеспечение СДУ

5.3.1 Структура программного обеспечения

5.3.2 Настройки и параметры работы СДУ

5.3.3 Алгоритмы работы распределенного программного комплекса

5.3.3.1 Алгоритм выполнения измерительной сессии

5.3.3.2 Алгоритм проверки активности ИС

5.4 Аппаратное обеспечение и оборудование

5.5 Интегрирование мультимедийных средств в СДУ

5.6 Перспективы развития дистанционной инженерно-технической образовательной среды на базе СДУ в республике Татарстан

5.6.1 Концептуальные предпосылки

5.6.2 Дистанционная образовательная среда для инженерных и общетехнических дисциплин

Результаты и выводы

Современный уровень развития телекоммуникационных технологий и средств предоставляет широкие возможности, связанные с передачей данных на большие расстояния, создание распределенных приложений, работающих через сеть, обмен аудио и видео информацией и многое другое. Подобные достижения в последнее десятилетие стали возможными благодаря интеграции компьютерных систем с сетевыми технологиями.

Настоящее время характеризуется стремительным появлением и развитием новых информационных технологий. Одной из таких новых и революционных технологий является технология виртуальных приборов, позволяющая создавать системы измерения, управления и диагностики различного назначения практически любой производительности и сложности. Суть этой технологии состоит в том, что измерительная и управляющая часть приборов и систем реализуется на аппаратной основе (устройств ввода-вывода аналоговых и цифровых сигналов), а их функциональная часть и пользовательский интерфейс - программными способами.

Преимущество и эффективность виртуальных измерительных технологий состоит в возможности программным путем, опираясь на мощь современной компьютерной техники, создавать разнообразные приборы, измерительные системы и программно-аппаратные комплексы, легко перестраивать их к изменяющимся требованиям, уменьшить материальные затраты и время на разработку. При этом создаваемая измерительная система может быть оптимальным образом адаптирована для решения поставленных задач с учетом их особенностей.

Использование виртуальных измерительных технологии в современных автоматизированных измерительных системах является устойчивой мировой тенденцией последних лет. Об этом свидетельствует огромное количество разработок, а также множество зарубежных и отечественных публикаций, посвященных решениям задач в области автоматизации измерений, контроля и управления техническими и технологическими системами.

При использовании виртуальных измерительных технологий ЭВМ становится неотъемлемым компонентом автоматизированных измерительных и управляющих систем. Это дает возможность аппаратно-программного совмещения измерительных систем с телекоммуникационными сетями и обеспечения дистанционного доступа к измерительному и управляющему оборудованию. Подобная интеграция двух современных информационных технологий, а именно, телекоммуникационных сетевых технологий и технологии виртуальных приборов, качественно и количественно расширяет функциональные возможности систем, построенных на их основе. Позволяет связывать в единую систему большое число различных измерительных и управляющих устройств, удаленных друг от друга на большие расстояния, а также строить системы дистанционного управления (СДУ) различного назначения.

Весьма важным является продвижение дистанционных технологий в лабораторные практикумы и в учебный эксперимент как с целью повышения эффективности, так и снижения материальных затрат на обучение в сфере инженерного образования. При этом достигаются следующие принципиальные преимущества дистанционной учебной лаборатории: круглосуточная автоматическая работа; индивидуализация и повышение качества обучения; доступность дистанционной лаборатории из любой географической точки.

Возможность и эффективность использования СДУ для решения тех или иных задач в значительной степени определяется структурой СДУ, временными задержками управляющей и измерительной информации, возникающих в телекоммуникационной сети, а также качеством процессов управления через сеть в реальном масштабе времени. Существенное значение в этом отношении имеют вероятностно-временные характеристики задержки и обусловленная ими статистическая динамика системы дистанционного управления. Анализ литературных источников выявил отсутствие систематических данных как по построению и выбору структур дистанционных автоматизированных лабораторий, так и по экспериментальным исследованиям вероятностно-временных характеристик реальных систем дистанционного управления физическим и учебным экспериментом.

Идеологической основой предлагаемого в данной работе подхода к определению вероятностно-временных характеристик времени задержки в сети является следующее предположение. Обслуживание запросов в сети происходит на фоне суперпозиции большого числа независимых потоков сообщений. Подобная суперпозиция приводит к рандомизации процесса обслуживания и подчинению его общим статистическим закономерностям, инвариантным ко многим частным особенностям. Это обстоятельство позволяет на основе экспериментального статистического материала выявить и обобщить закономерности вероятностной структуры задержки Т.

Практическая реализация этого подхода сводится к следующему. На первом этапе проводятся непосредственные экспериментальные измерения распределения р(Т) в локальных и глобальных сетях при различных режимах работы среды передачи (при различных интенсивностях X, различных расстояниях и географических точках размещения удаленного пользователя, суточных режимах и т.д.). При этом набирается достаточный объем экспериментального материала для обеспечения состоятельности получаемых статистических оценок искомых величин.

На втором этапе проводится обобщение полученных статистических характеристик, предварительно приведенных к относительным нормированным параметрам (задержки и интенсивности запросов). На основе статистических критериев выявляются общие закономерности изменения и вид распределения плотности вероятности р(Т, X).

На третьем этапе найденное обобщенное распределение р(Т, X) встраивается в статистическую модель СДУ, представляющую собой параметрическую управляемую случайную задержку Т. Значения случайной задержки Т вырабатываются согласно распределению р(Т, X) и входному управляющему параметру - интенсивности X поступающего потока заявок.

Полученная статистическая модель может использоваться для прогнозирования и анализа, а также исследования вероятностно-временных характеристик СДУ при различных условиях в темпе поступления запросов в реальном масштабе времени, исключая необходимость проведения натурных экспериментов. Это обеспечит эффективность решения задач построения систем дистанционного управления учебными и научными экспериментами, а также промышленными процессами.

Изложенное выше, в целом, обуславливает актуальность темы диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является разработка системы дистанционного управления физическим экспериментом на основе аппаратно-программного совмещения телекоммуникационных и измерительно-управляющих систем, повышающих доступность к образовательным ресурсам и расширяющих образовательное пространство ВУЗов.

Основная задача научных исследований - создание системы многопользовательского доступа и дистанционного управления физическим экспериментом через телекоммуникационные сети общего пользования (локальные сети, Интернет).

Решаемые задачи;

1) разработка и обоснование структуры системы дистанционного управления, совмещающей телекоммуникационные и виртуальные измерительные технологии;

2) разработка алгоритмического, программного и аппаратного обеспечения системы дистанционного управления;

3) разработка методики экспериментальных исследований вероятностно-временных характеристик системы дистанционного управления;

4) экспериментальное исследование и статистический анализ динамики работы системы дистанционного управления;

5) разработка и создание статистической модели динамики системы дистанционного управления;

6) разработка и реализация аппаратно-программного обеспечения типовой автоматизированной учебной лаборатории с дистанционным многопользовательским доступом на основе системы дистанционного управления.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались методы теории вероятностей и математической статистики, теории систем массового обслуживания, теории автоматического управления, методы компьютерного моделирования, виртуальных измерительных технологий, а также методы экспериментальных исследований в телекоммуникационных сетях.

Научная новизна работы

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- предложена и разработана структура системы дистанционного управления, на основе аппаратно-программного совмещения телекоммуникационной и измерительно-управляющей системы;

- экспериментально исследованы вероятностно-временные характеристики статистической динамики системы дистанционного управления при работе в локальной и глобальной сетях;

- предложена обобщенная статистическая модель динамики системы дистанционного управления;

- на основе предложенной статистической модели исследованы показатели качества работы дистанционного ПИД-регулятора и получены соответствующие критериальные динамические соотношения;

- на основе положений и рекомендаций диссертационной работы разработана и создана типовая дистанционная автоматизированная лаборатория, а также ее аппаратно-программное обеспечение с поддержкой многопользовательского доступа через телекоммуникационные сети (Интернет, ЛВС).

Практическая ценность работы

Созданная система дистанционного управления позволяет обеспечить доступ удаленных пользователей к реальным учебным и научным лабораторным ресурсам в многопользовательском режиме с разделением времени через телекоммуникационные сети (Интернет, ЛВС).

Экспериментально полученные вероятностно-временные характеристики и предложенная на их основе обобщенная статистическая модель динамики системы дистанционного управления могут использоваться для синтеза дистанционных автоматизированных систем, а также для прогнозирования и анализа поведения дистанционных систем при различных режимах работы в реальном масштабе времени. При этом исключается необходимость проведения трудоемких и сложных натурных экспериментов.

Возможность использования модели показана при исследовании особенностей и качества работы дистанционного ПИД-регулирования через телекоммуникационную сеть. Выработаны практические рекомендации для выбора динамических параметров дистанционного ПИД регулятора с учетом динамики сети.

Созданное клиентское приложение «Distant Lab 1.0» благодаря гибкости пользовательского интерфейса позволяет повысить качество выполняемых дистанционных учебных экспериментов.

Реализация результатов работы

Теоретические и практические результаты диссертации использованы при выполнении:

1) хоздоговорной НИР № 1560 «Автоматизированная система измерения полей температуры поверхности холодильной камеры», выполненной в НИЧ № 15 КГТУ им. А.Н.Туполева;

2) НИР по программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмме 209. «Информационно-телекоммуникационные технологии», по теме «Разработка виртуальных лабораторий и электронных учебников для подготовки специалистов в области радиотехники и связи», № 01.200.305533, Казань, 2003-2004;

3) НИР по гранду АН РТ в рамках программы развития приоритетных направлений науки в РТ «Разработка и внедрение автоматизированной учебной лаборатории дистанционных экспериментов по радиоэлектронике в режиме реального времени для обучения студентов по сети ИНТЕРНЕТ на территории Татарстана», № 05-5.2-329, Казань 2005-2006;

4) НИР Центра дистанционных автоматизированных учебных лабораторий КГТУ им. А.Н. Туполева.

Результаты диссертационной работы также используются в учебном процессе ИРЭТ КГТУ им. А.Н. Туполева на кафедре Радиоэлектроники и информационно-измерительной техники.

Научные положения, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие научные положения, выдвигаемые на основе полученных в диссертационной работе результатов:

1. Структура системы дистанционного управления, совмещающая современные телекоммуникационные и виртуальные измерительные системы.

2. Результаты экспериментальных исследований статистической динамики системы дистанционного управления при работе в локальной и глобальной сетях.

3. Статистическая модель системы дистанционного управления, моделирующая задержки обслуживания потока входных запросов.

4. Особенности и качественные показатели работы дистанционного ПИД-регулятора через телекоммуникационную сеть.

5. Структура типовой вузовской автоматизированной учебной лаборатории, а также ее аппаратно-программное обеспечение с поддержкой дистанционного многопользовательского доступа через телекоммуникационные сети (Интернет, ЛВС).

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и представлялись на следующих конференциях.

1. Международная научно-практическая конференция «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab VIEW и технологии National Instruments». Москва. 14-15 ноября, 2003; 15 ноября, 2004; 18-19 ноября, 2005; 17-18 ноября, 2006.

2. XI международная научно-методическая конференция «Наукоемкие технологии образования». Таганрог: ТРТУ, 2003.

3. Всероссийская научно-техническая дистанционная конференция «Информационно-телекоммуникационные технологии». Москва, 8-15 декабря, 2003.

4. Всероссийская научно-техническая конференция «Информационно-телекоммуникационные технологии». Сочи, 19-26 сентября, 2004.

5. XII Международная молодежная научная конференция «Туполевские чтения». Казань, 10-11 ноября 2004.

6. Городской научно-технический семинар «Методы моделирования». Казань. 15 декабря, 2005.

Публикации

Основные научные и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 21 работе, в том числе в 2 статьях, 11 - в трудах конференций, 6 - в тезисах докладов, 2 - в отчетах о НИР.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и семи приложений. Она изложена на 150 страницах и содержит 90 рисунков и 10 таблиц. Список использованной литературы включает 138 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложена и разработана структура дистанционного управления, интегрирующая современные телекоммуникационные и виртуальные измерительные технологии, которая обеспечивает возможность дистанционного управления реальными (учебными либо научными) экспериментами в многопользовательском режиме с разделением времени. Выбранная трехуровневая структура системы дистанционного управления (УП, главный сервер, измерительные сервера), позволяет создавать сеть дистанционных лабораторий, распределенных в рамках ВУЗа.

2. Разработана методика экспериментального исследования вероятностно-временных характеристик динамики обслуживания системы дистанционного управления при различных значениях интенсивности X потока запросов, различных типах сетей «сервер-пользователь», различных временных суточных и недельных интервалах.

3. Проведен широкий спектр экспериментальных исследований статистической динамики обслуживания системы дистанционного управления при различных режимах и условиях ее работы. Получен обширный экспериментальный материал по статистической динамике дистанционного управления. На основе статистического анализа экспериментальных данных установлены три характерных закона распределения вероятностно-временных характеристик задержек (экспоненциальный, нормальный, логнормальный), возникающих в системе дистанционного управления. Анализ позволил построить обобщенное эмпирическое двумерное распределение функции плотности вероятности в зависимости от интенсивности потока запросов и значений задержек.

4. На основе построенной статистической базы предложена и реализована статистическая модель динамики системы дистанционного управления. Разработанная модель позволяет исследовать вероятностно-временные характеристики и качество обслуживания систем дистанционного управления.

5. На основе обобщенной статистической модели выполнено исследование качества работы дистанционного ПИД-регулятора. Найдены существенные зависимости изменения показателей качества регулирования от интенсивности потока измерительных и управляющих данных. Определены оптимальные соотношения (по качеству регулирования) величин задержек в сети и интервала дискретизации, которые могут быть рекомендованы при разработке распределенных телекоммуникационных систем управления.

6. Разработано и реализовано практически алгоритмическое, программное и аппаратное обеспечение системы дистанционного управления через телекоммуникационные сети общего пользования. Разработана и создана типовая автоматизированная лаборатория с дистанционным многопользовательским доступом через телекоммуникационные сети (Интернет, ЛВС). Создано клиентское программное обеспечение Distant Lab 1.0, предназначенное для выполнения лабораторных работ по общетехническим инженерным дисциплинам.

1. Алиев Р. Т., Король В.В. Анализ характеристик мультимедийного трафика в локальных вычислительных сетях // Режим доступа: http://www.gpss.ru/immocr03/008.html

2. Андронов A.M., Копытов Е.А., Гринглаз Л.Я. Теория вероятностей и математическая статистика: учебник для вузов. СПб.: 2004. - 641 е.: ил.

3. Антамошкина О.И., Веревкина Е.В. Тензорный метод анализа нагрузки в сетях интегрального обслуживания // Сб. тр. IX всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2002». 2002.

4. Баран Е.Д., Захаров П.М., Любенко А.Ю. Web-лаборатория «Микроконтроллеры и сигнальные процессоры» // Современные технологии автоматизации. М. 2005г. №1.

5. Батенков А.А., Подрябинкин Л.И., Трегубое Р.Б. Модель пачечного трафика // Телекоммуникации. 2003, № 1. С. 9-12.

6. Батенков А.А., Трегубое Р.Б. Яковлев А.В. Модель сети доступа // Телекоммуникации. 2003, № 3. С. 12-16.

7. Батоврин В.К., Бессонов А.С., Мошкин В.В. LabVIEW: практикум по электронике и микропроцессорной технике: Учебное пособие для вузов. -М.: ДМК Пресс, 2005. 182 е.: ил.

8. Богатырев Е.А., Петров В.В. Алгоритм обеспечения качества обслуживания в условиях влияния эффекта самоподобия телетрафика //

9. Сб. тр. 60-й Научной сессии, посвященной Дню радио. СПб.: 2005. С. 310-312.

10. Богданов В.Н., Внхлянцев П.С., Симонов М.В. Модель мультиплексирования источников в трактах ATM // Сб. тр. VI Научной конференции по радиофизике. 2002, 7 мая. С. 332 333.

11. Варламов Г.И. Каким должен быть оптимальный период (цикл) работы регулятора? // Промышленные АСУ и контроллеры. 2006, № 6. Режим доступа: http://www.technocont.ru/about/library/st6/

12. Виртуальная лаборатория pCV-Lab «Микроконтроллеры и сигнальные процессоры». Краткое описание и руководство по выполнению лабораторных работ. Ред. 04. Режим доступа: http://www.ucv-lab.n-sk.ru/pages/uCVLab/uCVLabdescription.pdf

13. Дунаев С. Технологии Интернет-программирования. СПб.: БХВ-Петербург, 2001.-480 с. ISBN 5-94157-086-4

14. Евдокимов Ю.К, Кирсанов А.Ю. Экспериментальное исследование и статистическая модель системы дистанционного управления // Вестник КГТУ им. А.Н.Туполева. 2006. - №3, С.31-36.

15. Евдокимов Ю.К., Линдваль В.Р., Щербаков Г.И. LabVIEW для радиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора. Практическое руководство для работы в программной среде LabVIEW. -М.: ДМК Пресс, 2007. 400 с.

16. Жарков Ф.П., Каратаев В.В., Никифоров В.Ф., Панов B.C. Использование виртуальных инструментов LabVIEW. М.: Салон-Р, Радио и связь, Горячая линия телеком, 1999,- 268 с.

17. Зеленцов Б.П. Математические модели на основе процесса размножения и гибели объектов // Соровский образовательный журнал. 2001, том 7, № 6. С. 92-97.

18. Золотухин В.В., Петров М.Н., Пономарев Д.Ю. Исследование сетей интегрального обслуживания с помощью имитационного моделирования // Режим доступа: http://www.gpss.ru/immod'03/08l.html

19. Зюльков И.А. Характеристики самоподобия случайных процессов и трафика радиосистем при наличии повторных сигналов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Воронеж.: 2004. 16 с.

20. Ильницкий С.В. Самоподобный (Self-Similar) входной поток в системах М/М/1 и G/M/1. Режим доступа: http://www.teletraffic.ru/public/

21. Ирвин Дж., ХарльД. Передача данных в сетях: инженерный подход: Пер. с англ. СПб.: БВХ-Петербург, 2003.-448 е.: ил. ISBN 5-94157-113-5

22. Кирсанов А.Ю. Разработка измерительного комплекса для автоматизированной системы дистанционного инженерного образования // Сб. тр. XI междунар. науч. метод, конференции «Наукоемкие технологии образования». Таганрог: 2003, С. 183-184.

23. Кирсанов А.Ю., Евдокимов Ю.К. Автоматизированная система исследования параметров двигателей внутреннего сгорания и их динамической модели // Сб. тез. докл. всероссийской науч. техн. конф. «Информационные системы и технологии». 2002. С. 156-157.

24. Кирсанов А.Ю., Трибунских А.В. Разработка системы передачи данных для решения задачи дистанционных измерений и управления // Сб. тез. докл. Междунар. молодежной науч. конф. «XII Туполевские чтения». Казань, 10-11 ноября, 2004. С. 43-43.

25. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания: Пер. с англ. / Под ред. В.И.Нейман.: Машиностроение, 1979. 432 с.

26. Крон Г. Тензорный анализ сетей. М.: Сов. радио, 1978. - 720 с.

27. Крылов В.В., Самохвалова С. С. Теория телетрафика и ее приложения. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 288 с.

28. Матросов А., Сергеев А., Чаунин Н. HTML 4.0. СПб.: БХВ-Петербург,2003. 672 е.: ил. ISBN 5-8206-0072-Х

29. Мочалов В.П. Разработка распределенных систем управления телекоммуникационными сетями и услугами, 2006: Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 2006. - 32 с.

30. Назаров А.А. Исследование компьютерных сетей связи с протоколами случайного множественного доступа // Вестник Томского государственного университета. 2000, № 271. С. 72-73.

31. Назаров А.А, Цой С.А. Исследование явления трехстабильности в двухканальных системах связи с примитивным входящим потоком // Обработка данных и управление в сложных системах. Вып. 6. Томск.2004. С. 149-160.

32. Образовательная программа National Instruments а России, СНГ и Балтии // Режим доступа: http://digital.ni.com/worldwide/russia.nsf/web/aIl/ 3C9233AC259F042B86256F900063EA6B?OpenDocument&node=201487ru

33. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments. Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». М., 2003.

34. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments. Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». М., 2004.

35. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments. Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». М., 2005.

36. Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments. Сб. тр. Междунар. науч.-практич. конф. «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments». М., 2006.

37. Одышев Ю.Д. Распределение времени доставки сообщения в сети связи с протоколом «синхронная адаптивная алоха» для случая конечного числа станций // Вестник Томского государственного университета. 2003, №271. С. 74-76.

38. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы СПб.: Питер, 2002. - 672 е.: ил. ISBN 5-8046-0133-4

39. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Средства анализа и оптимизации локальный сетей //Режим доступа: http://intocity.kiev.ua/lan/content/lan019.pntml

40. Ослии Б.Г. Технология имитационного моделирования систем массового обслуживания // Режим доступа: http://www.gpss.ru/immod'03/027.html

41. Основы технологии СОМ в Delphi // Режим доступа: http://www.realcoding.net/article/view/2872/

42. Осин А.В. Влияние самоподобности речевого трафика на качество обслуживания в телекоммуникационных сетях: Автореф. дис. канд. техн. наук.-М.: 2005. 20 с.

43. Паттон Б. LabVIEW: Основы аналоговой и цифровой электроники. М.: 2003. 190 с.

44. Петров В. В. Структура телетрафика и алгоритм обеспечения качества обслуживания при влиянии эффекта самоподобия: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: 2005. 20 с.

45. Пономарев Д.Ю. Тензорный метод для телекоммуникационных сетей // Труды Красноярского ГТУ. 2006, № 2-3. С. 49 56.

46. Программное обеспечение Distant Lab 1.0: описание, руководство пользователя. Режим доступа: http://www.kai.ru/univer/labview/distant/

47. Протокол Data Socket. Режим доступа: http://www.ni.com/datasocket/dswhat.htm

48. Распределенное программирование на базе технологии CORBA // Режим доступа: http://omzg.sscc.rn/~pnl/4course/CORBA/corbalab/corba.html

49. Руин А.А. Исследование вероятностно-временных характеристик региональных сетей, построенных на базе технологии устойчивых пакетных колец: Автореф. дис. канд. техн. наук. СПб. 2003. 16 с.

50. Самойленко С.И Сети ЭВМ. М.: Наука, 1986.

51. Самуилов К.Е. Метод расчета вероятностных характеристик модели сети с многоадресными соединениями // Вестник РУДН. 2003, № 1, Т.2. С. 45-51.

52. Скасырский П.В. Использование тензорной методологии при описании систем // Сб. тр. междунар. конференции «Информационные системы и технологии». 2003.

53. Среда программирования LabVIEW фирмы National Instruments. Режим доступа: http://www.ni.com/labview/

54. Таблицы по математической статистике / П. Мюллер, П. Нойман, Р. Шторм; Пер. с нем.; предисл. В.М. Ивановой. М.: Финансы и статистика, 1982. 278 с.

55. Тарасов В.Н., Афанасьев А.А. Алгоритмические аспекты и априорные оценки длительности имитационных экспериментов // Вестник ОГУ. 2002, №5. С. 185-188.

56. ТрэвисД. LabVIEW для всех. Пер. с англ. Клушин Н.А. М.: 2005. 544 с.

57. Трегубое Р.В., Моисеев О.В. Модель потока заявок на выходе станции местной сети // Телекоммуникации. 2005, № 1. С. 13-20.

58. Треногин Н.Г., Соколов Д.Е. Модели трафика корпоративных сетей на основе а-устойчивых фрактальных процессов. Режим доступа: http://teletraffic.ru/public/

59. Тютин В.А. Проблемы создания средств проектирования телекоммуникационных сетей с технологией передачи ATM // Электронный журнал «Исследовано в России». Режим доступа: http://zhurnal .ape.relarn.ru/articles/2001/13 7.pdf

60. Шварц. М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ. М.: Наука, 1992.

61. Эртугрил Н. LabVIEW: лабораторное исследование электрических цепей и машин.-М.: 2003, 102 с.

62. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. «Энергия», JL, 1969.

63. Юткин А. Объектные технологии в распределенных системах // Режим доступа: http://www.osp.ru/os/1995/03/178648/

64. Худсон Д. Статистика для физиков. Под. ред. Лейкина Е.М. Пер. с англ. Грушина В.Ф. -М.: Изд-во «Мир». 1970. 296 с.

65. Центр дистанционных автоматизированных учебных лабораторий КГТУ им. А.Н. Туполева: Режим доступа: http://www.kai.ru/univer/labview/

66. Цой С.А. Исследование математический моделей сетей связи с динамическим протоколом случайного множественного доступа и конечным числом станций // Теоретическая и прикладная информатика -Томск: 2004. Вып. 1. С. 110-126.

67. Christian Schwab. The Industrial Ithernet Book. Issure 23. Режим доступа: http://www.industrialnets.ru/index/

68. Устройство ввода/вывода аналоговых и цифровых сигналов N1 PCI-6024Е. Режим доступа: http://sine.ni.eom/nips/cds/view/p/lang/en/nid/10968

69. PID Control Toolset User Manual. Режим доступа: http://digital.ni.com/manuals.nsf/websearch/A25258DF0D3E3CB386256B41Q 00ВА9В9

70. AIM-Space Среда моделирования радиосхем // Режим доступа: http://www.aimspace.com/

71. Aldrich J., Dooly J., Mandelsohn S., Rifkin A. Providing Easier Access to Remote Objects in Client-Server Systems // 31st Hawaii International Conference on System Sciences. January, 1998. Режим доступа: http://caltechcstr.library.caltech.edu/177/

72. ALFA project no. 3.0284.5 with participation from France (E. Sicard), Germany (F. Schwiertz), Mexico (E. Gutierrez), Norway (T. A. Fjeldly), Spain (E. G. Moreno), and Venezuela (A. O. Conde)

73. Balestra A., et al. Remote Control for Galeleo Telescope and the EU // «The Three Galileos Conference". Padova, Italy, 7-10 Jan. 1997

74. Berntzen R., Strandman J.O., Fjeldly T.A., Shur M.S. Advanced Solutions for Performing Real Experiments over the Internet // International Conference on Engineering Education. Oslo, Norway, August 6-10, 2001. P. 21-26

75. Bertocco M., Ferraris F., Offelli C., Parvis M. A Client-Server Architecture for Distributed Measuring System // IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. St. Paul, Minnesota, USA, May 18-21, 1998.

76. Biuk-Aghai R.P. Supporting Distance Education over the Internet // International Journal of Engineering Education. Volume 7, number 2, 2002.

77. Bjorne A. Fross, Kjell E. Malving, Tor I. Eikaas. Remote Experimentation -New Content in Distance Learning // International Conference on Engineering Education. Oslo, Norway, August 6-10, 2001. P. 8D1-6.

78. Buckman B. VI-Based Introductory Electrical Engineering Laboratory Course // International Journal of Engineering Education. Volume 16, number 3, 2000.

79. CORBA Specification. Режим доступа: http://www.omg.org/corba/

80. De la Teja I., Longpre A., Paquette G. Designing Adaptable Learning Environments for the Web: A Case Study // In Ed-Media 2000 Proceedings. June 26 July 1st, 2000. Montreal, Quebec, Canada.

81. Fortino G., Nigro L. A Multimedia Networking-Based Approach to the Development of Distributed Virtual Instruments // International Journal of Engineering Education. Volume 16, number 3, 2000.

82. Fjeldly T.A., Stradman O.J., Berntzen R. Lab-On-Web A Comprehensive Electronic Device Laboratory On A Chip Accessible Via Internet // International Conference on Engineering Education. August 18-21, 2002, Manchester, U.K.

83. Fjeldly T.A., Shur M.S., Shen H., Ytterdal T. Automated Internet Measurement Laboratory (AIM-Lab) for Engineering Education // 29th ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference. November 10- 13, 1999. San Juan, Puerto Rico. P. 12a2-3

84. XA.Ertugrul N. Towards Virtual Laboratories: a Survey of LabVIEW-based Teaching/Learning Tools and Future Trends // International Journal of Engineering Education. Volume 16, number 3, 2000.

85. Grimaldi D., Marinov M. Distributed Measurement Systems//Measurement: Journal of the International Measurement Confederation. №30, 2001. P. 297-287.

86. Hamza K., Alhalabi В., Marcovits D. M. Remote Lab! Режим доступа: http://jupiter.cse.fau.edu/directory.html

87. Hesselink L., Rizal D., Bjornson E. CyberLab: Remote access to laboratories through the world-wide-web. Режим доступа: http://discoverlab.com/publications.html

88. Higa M.L., Tawy M.D., Lord M.S. An Introduction to Labview Exercise for an Electronics Class // 32 nd ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference. November 6-9,2002. Boston, M.A. Section T1D, p. 13-16.

89. OMG. Режим доступа: http://www.omg.org/

90. Poize A., Schwars J., Malek M. Automatic Generation of Fault-Tolerant CORBA-Serices.

91. Режим доступа: http://citeseer.ist.psu.edu/polzeOOautomatic.html

92. Ponomarev D.U. Tenzor Analysis for Investigation Next Generation Networks // Proceedings of IEEE International Siberian Conference on Control and Communications Tomsk. 2005. P. 53 - 57.

93. Pucillo M., Alcazar E.G., Genova F., et al. Remote: A Project to Remotely Monitor and Control Scientific Experiments. Режим доступа: www.aps.anl.gov/icalepcs97/paper97/p235.pdf

94. Rugelj J. The Application Of Information Services In Computer Networks To Education // IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. St. Paul, Minnesota, USA, May 18-21, 1998.

95. Saliah-Hassne #., Dumont-Burnett P., Loizeau C. Design of a Web-Based Virtual Laboratory Instrument Measurement Interface // International Conference on Engineering Education. Oslo, Norway, August 6-10, 2001. P. 8D1-12-8D1-16.

96. Schafer Т., Seigneur J.M., Donelly A. PERL: A Generic Architecture for Live Experiments in a Remote Laboratory // SCS International Conference on Simulation and Multimedia in Engineering Education, ICSEE'03, January 2003.

97. Steineman M., Zimmerli S., Jampen Т., Braun T. Didactical Issues for a Remote Network Laboratory // Conference on Computers and Advanced Technology in Education, Cancun, Mexico, May 2002.

98. Striegel A. Distance Education And Its Impact On Computer Engineering Laboratories //31 nd ASEE/IEEE Frontiers in Education Conference. October 10-13, 2001. Reno, NV. Section F2D, p.4-9.

99. Sunil V.B., Pande S.S. Web ROBOT: Internet based robotic assembly planning system // Computers in Industry. №54, 2004. P. 191-207.

100. You S., Wang Т., Eadleson R., Meng C., Zhang Q. A low-cost Internet-based Telerobotic System for Access to Remote Laboratories // Artificial Intelligence in Engineering. №15, 2001. P. 265-279.