автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Средства повышения производительности систем автоматизации эксперимента в условиях ограничений на вычислительные ресурсы

АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСЮП) ЗНАМЕНИ ИИЛШУГ ТЕХНИЧЕСКОЙ КИПРНЕТИКИ

(к правах рукописи

КУЮВСКИИ Эдуард Брониславович

УДК 681.5:581.3

СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИГЕЛЬНОСГИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТА В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕНИИ НА ВЫЧЖЖГЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

Специальность 05.13.16. - Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях

РГО

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Минск - 1993

Работа выполнена в Институте технической кибернетики Академии наук Беларуси

Научный руководитель - кандидат технических наук

С.Н. ДЕЫВДЕНЮ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Р.Х. Садыхрв

доктор технических наук, профессор В.П. Виерко

Ведущее предприятие - Минский радиотехнический институт

оп

Зашита диссертации состоится "20" января 1994 г. в 14 на заседании специализированного совета по защите диссертаций Д 006. 24. 01 при Институте технической кибернетики АН Беларуси (220605, Минск-72, ул. Сурганова. 6, конференцзал). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Автореферат разослан "19" декабря 1993 г.

-3-

ОБЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Динамика современного этапа научно-технического развития диктует необходимость все большего объема экспериментальных работ в различных отраслях научных исследований, техники, технологии и материального производства. Дополнительную важность получают экспериментальные исследования в период перехода к рыночной экономике и выхода на мировой рынок, когда вопросы обеспечения надежности к качества выпускаемой продукции приобретает первостепенное значение. Именно научно-технический эксперимент позволяет оценить ресурс выпускаемого изделия, определить место конструкции, сравнить реальные технико-экономические показатели конструкции с данными, касающимися аналогичных изделий, выпускаемых передовыми мировыми фирмами.

В свою очередь, при недостаточной оснащенности экспериментальной базы предприятий и организаций эффективной техникой, использовании несовершенных методов, алгоритмов и программных средств, проведение эксперимента не даст объективной оценки характеристик исследуемых объектов. В этой связи безусловно актуальными являются вопросы дальнейшего совершенствования аппаратно-программных методов и средств для построения систем автоматизации научно-технического эксперимента (САНГЭ). При этом, характерные для современного этапа развития экономики и процесса перехода к рыночным отношениям все возрастающие требования к технико-экономической эффективности эксперимента, а также ограничения на доступность (определяемую в зарубежной литературе термином ауа!1аеЫН1у) специальной вычислительной и иной аппаратуры вызывают необходимость рассмотрения указанной проблемы в условиях ограничений на ресурсы САНГЭ.

' Цель работы. - Разработка, создание и внедрение в промышленность и научные исследования алгоритмического и аппаратурного обеспечения, отвечающих эффективному функционированию САНТЭ в условиях ограничений на вычислительные ресурсы.

Методы исследования. Исследования проводились с использованием теории построения автоматизированных систем управления; теорий случайных Функций; теории матриц; теории и методов цифровой обработки сигналов и проектирования электронных устройств.

Новые научные результаты и оснопнпо положения.__рькпсимыл на

лажги

- алгоритм быстрого преобразования Хартли. ориентированный на аппаратную реализацию;

-4- вычислительные структуры для выполнения быстрого действительного преобразования Фурье, быстрого преобразования Хартли-Фурье, а также структура сопроцессора быстрого преобразования Хартли-Фурье;

- методы аппаратного генерирования гармонических сигналов для САНГЭ и структуры цифровых генераторов синусоидальных сигналов;

- инженерная методика выбора коэффициентов передачи усилительных блоков, используемых в замкнутых цифровых системах управления для обеспечения необходимых уровней динамических нагрузок на объект испытаний и максимально возможной точности

' работы айализирукжего оборудования;

- структурные схемы устройств связи с объектом испытаний, • созданные в конструктивах КШК и персональных ЭВМ, а также набор

устройств для решения комплексных задач сопряжения ЭВМ с экспериментальными установками.

Практическая ценность и рекомендации по применению. Получен- , ные в диссертационной работе научные и практические результаты ис- . пользованы при создании систем управления вибрационными испытаяия-. ми для ряда предприятий автомобильной и машиностроительной промыш- • ленности СНГ. Разработанные алгоритмы" реализованы программно в 1 вллв стандартных модулей и могут быть использованы в различных системах '.переработки экспериментальных сигналов произвольной Физической природы. Созданные технические средства • нашли применение для автоматизации не только динамически испытаний, 1-и и для автоматизации масс-спектрометрического эксперимента, эргономических и медицинских исследований, обработки речевых сигналов.

Реализация результатов. Еа основе разработанных методов, алгоритмов и соответствующих аппаратных и программных средств при непосредственном участии автора созданы автоматизированные системы управления вибрационными испытаниями, которые внедрены в Ю "ЕелавтоМАЗ" (г. Минск), в ГО "АвтоВАЗ" (г.Тольятти), на Горьковском автомобильном заводе, ча одном из предприятий г. Дубны Московской области. Отдельные устройства, .разработанные автором, внедрены в научно-производственном объединении "Орион" (г. Москва), НИИ проблем криминологии, криминалистики и судебной экспертизы С г.•Минск).

Экономический эффект от эксплуатации внедренных систем составляет около 2 млн. рублей в ценах 1990г.

Апробация работу. Основные положения диссертационной работы докладывались на V Всесоюзном симпозиуме "Проблемы создания преоб-

разователей Форш информации" (Киев, декабрь, 1984г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Моделирование-55. Теория, средства, применение" (Клев, апрель 1985 г.), ц республиканской конференции "Проблемы вычислительной математики V; автоматизации' научных исследований" (Алма - Ата, октябрь 1983.), Всесоюзной научно-технической конференции "Надежность машин,- математическое и машинное моделирование задач динамики. Моделирование-91". (Кишинев, май 1991г.), а также в научном Совете по проблеме "Обработка и распознавание изображений" НТК. АН Беларуси.

Публикации. Г1о материалам проведенных исследований опубликовано 15 печатных работ, включая монографии. Получено 10 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 166 страниц машинописного текста, 29 рисунков и 8 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проблемы, сформулирована цель работы и задачи, которые решаются при ее достижении, указана структура и краткое содержание диссертации по разделам.

В первом разделе рассмотрены особенности этапов развития САНТЭ, отмечены достоинства и недостатки известных систем. Проанализированы пути построения средств сопряжения ЭВМ, используемых в составе САНТЭ, с экспериментальными установками. Отмечены преимущества магистрально-модульного подхода и описаны особенности ряда основных стандартных магистрально-модульных систем. Показаны ограничения на возможности САНТЭ, вытекающие из ограниченных вычислительных ресурсов центральных устройств, используемых в составе систем автоматизации, и отмечены пути устранения данных недостатков на примере одного из типов САНТЭ -автоматизированной системы управления динамическими испытаниями (АСУДИ).

Выбор АСУДИ в качестве объекта для приложения результатов определяется, в первую очередь, тем, что данная система является одним из наиболее успешных примеров достижений отечественной науки и техники в области высоких технологий.

Последний параграф раздела посвящен рассмотрению одного из вариантов АСУДИ. структурная схема которого представлена на рис. 1, а блок-схема обработки информационных потоков - на рис. 2.

В обием случае АСУДИ содержит: управляющую вычислительную

СТЕНД

ОБЪЕКТ ИСПЫТАНИИ

ДАТЧИКИ

КОМ-

ПЬЮТЕР УСО

ЭЛЕКТР. МОДЕЛЬ

¡СПЕЦПРО-!

! пессор |

МАГНИТОГРАФ

Рис. 1. Структурная схема автоматизированной системы управления динамическими испытаниями

I

Рис. 2. Блок-схема обработки информационных потоков в системе испытаний: АЛ - анализ процессов; У - алгоритм управления; ОПМ -определение пиредаточных матриц; ЕОСП - быстрое ортогональное спектральное преобразование; Г - генерирование; ОБОСП - обратное быстрое ортогональное спектральное преобразование; УСО устройство связи с объектом; М - магнитограмма; Д • датчик; И -

изделие; В - вибратор: - спектральная матрица задания; £■ -

допустимый уровень погрешности; бу - спектральная матрица.

отражающая реальное вибрационное состс ние объекта: в -

спектральные характеристики входного воздеистпия; V передаточные матрицы объекта; Ах~ коэффициенты ОБОСП, А, - коэффициенты БОСП; отклик с объекта; хь - детерминированные и Хь-случайные процессы

машину с набором стандартных и специализированных средств периферийного оборудования, силовозбудители, создашие необходимый режим нагружения объекта испытаний; датчики для контроля за реакцией объекта на прилагаемые нагрузки, устройство связи с ' объектом СУОО). Как правило, для формирования режимов наг ру жния объектов испытаний на стендах используется анализ магнитных записей нагрузок, испытываемых объектом в процессе эксплуатации в реальных условиях, поэтому -АСУДЙ в своем составе содержит магнитограф. Для отработки программного обеспечения в системе имеется электронная модель объекта.

В обшвм случае основную задачу системы можно . сформулировать следуюиим образом. Пусть желаемое вибрационное состояние объекта испытаний задается спектральной матрицей GY. Тогда требуется отыскать такую спектральную матрицу входных процессов G, чтобы при их воздействий на объект спектральная матрица GY. отражающая реальнее вибрационное состояние объекта, отличалась бы от GY лишь на некоторую наперед заданную матрицу Е с небольшими по абсолю ной величине элементами, то есть чтобы выполнялось матричное нерпвонстго■

I GÇ - SJ < Е. Cl)

Во втором разделе рассмотрена взаимосвязь . преобразования . Фурье и преобразования Хартли.

Применение преобразования Хартли оказывается особенно эффективным в замкнуть« СЖГЭ, где требуется не только анализ данных, снимаемых с датчиков, но и генерирование сигналов возбуждения с* заданными частотными харг-теристиками, причем для анализа и генерирования используется один и тот же алгоритм быстрого• преобразования, ориентированный на работу с действительными последовательностями. Эконойия оперативной памяти стоит особенно остро при построении многоканальных АСУДИ, работающих со связанными процессами, когда почти половина ресурса ОЗУ приходится отводить для хранения генерируемых и анализируемых процессов. Прямое и обратное преобразования Хартли имеют вид:

Н-1 ЙТРГ

Щ«) = N Е Ь(т) Cas- . у = {О, N - 1>- (2)

г=о M " . •

N-l ÉJlv Т

й(т) = Е Н(у) Саз- . г « (О, ы - 1} (3) '

, у=0 n

Cas v = Cos v + Sin v

Вырадаше (2) задает коэффициенты разложения некоторой действительной функции Ь(т) по дискретным функциям Саз при-

чэм h(r) и Н(у) заданы на дискретном множестве мощности N.

Разработан эффективный алгоритм преобразования Хартли, ориентированный на аппаратную реализацию для обработки последовательностей длины H - 2Р (р - натуральное число), для чего проведена ' факторизация матрицы преобразования Хартли, позволяющая обрабаты-тывать данные с замещением. Модифицирована основная операция алгоритма путем замены синусных и косинусных коэффициентов на синусные и тангенсные, что позволило при ее выполнении использовать три ум' ножения и три сложения, вместо четырех умножений и двух сложений.

В третьем разделе рассматриваются вопросы создания специали-• зированных средств анализа и генерирования случайных и детерминированных (в частности, гармонических) сигналов, включение которых в состав СЛ1ПЭ позволяет, в конечном счете, обеспечить более высокие технические показатели системы автоматизации без наращивания вычислительной мощности ее центрального устройства. В данном применении использование специализированных средств оказывается осо-

■ бенно эффективным, поскольку, как известно, в замкнутых автоматизированных системах управления динамическими испытаниями, основанных на спектральных представлениях, до 70% всех вычислительных затрат иа'. дльэуется на генерирование и анализ процессов.

Как правило для аппаратурной реализации преобразования Фурье выбирается классический алгоритм БПФ в комплексной области. Являясь совершенно обоснованным с точки зрения обеспечения универсальности аппаратуры (именно по такому пути пошли, например, такие

■ приборостроительные фирмы как "Bruel & KjJîr" (Дания), "Ono Sokki " (Япония), "Hewlett-Packard" (США) , "Marconi" (Великобритания) и др.), данный подход в применении к САНГЭ страдает существенной

, избыточностью. " В этой связи закономерен интерес к новым эффективным алгоритмам быстрого действительного преобразования Фурье ,(БДПФ) и разработке на их основе специализированных аппаратурных средств. В работе проведен синтез трех структур для реализации БДПФ, которые защищены авторскими свидетельствами СССР M 1322304. . Jf 1462354 и W 1476488.

В диссертационной работе также показана целесообразность использования средств, алпаратно реализующих алгоритмы преобразования Хартли-Фурье, которые позволяют выполнять как прямое, так и обратное преобразования, не только ничего не меняя в- структуре устройств, но не требуя и обычной для классического обратного преобразования Фурье подготовки массивов. На рис. 3 приведена

структурная схема одного из таких устройств, реализующих предложенный во втором разделе алгоритм преобразования Хзртлм-Фурье. Настоящее устройство, и другое, рассматриваемое в работе, защищены ' авторскими свидетельства!®! СССР М 1343424 и М 1Г69847. Кроме ' того, рассматривается структурная схема сопроцессора быстрого действительного преобразования Хартли-Фурье, ориентированного на работу в паре с 1ВМ-РС совместимыми персональными ЭВМ.

В третьем разделе синтезированы также структуры узкополосного перестраиваемого и многодаапазонного гармонических генераторов и уточнены характеристики Формируемых ими сигналов при избранном методе аппроксимации; Рассмотрена реализация широкополосного гене-

Рис. 3. Структурная схема устройства для выполнениия быстрого действительного преобразования Хартли-Фурье: БС - блок синхронизации, СА ПЗУ - счетчик адреса постоянного заломиирюсего устройства, СА ОЗУ - счетчик адреса оперативного зэломинаюшего устройства, ВР-1, ВР-2 - первый и второй входные регистры, Р-К -регистр коэффициентов, Вых Р - выходной регистр, ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, ОЗУ - оперативное запоминающее устройство, У-1, и У-2 -первый ,, второй умножители. С-В -сумматор-вычитатель К1, К2. КЗ, - три коммутатор?.

ратора с использованием микропроцессорных средств. обеспечивающих возможность генерирования с разверткой по частоте по заданному закону; достижение коэффициента перекрытия по частоте генерирования, равного четырем-пяти порядкам; повышенные технико-эксплуатационные показатели. Предложенные технические решения зашишены авторскими свидетельствами СССР М 1538216, № 1538217 и положительным решением по заявке М 4274930.

В четвертом разделе рассмотрены особенности преобразования сигналов в системе автоматизации испытаний на воздействие вибраций, сбшая схема которых прздставлена на рис. 4.

Генерируемая с помошью ЭВМ управляющая последовательность {х( с)> длины N подается на цифроаналоговый ' преобразователь. При

Рис. 4. Обаая схема преобразования сигналов в системе

автоматизации испытаний: ЭВМ - электронная вычислительная машина. У00 - устройство связи с объектом. АЩ - аналого-цифровой преобрг -зователь, АП - аттенюатор программируемый. ЦАП - цифроаналоговый преобразователь-. ПУ - предварительный усилитель, Д - датчик уроьня вибраций. И - испытываемое изделие, С - испытательный стенд. УМ -

усилитель мощности; А^ - значение амп птуды колебаний изделия в

машинных единицах (м.е.). А* - значение амплитуды синусоидального

сигнала, форм"руемого в ЭВМ, Са и Сц - цена деления (мв/м.е.)

аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей. соответс--венно. Ма - значение максимального кода (и.".) АЦП, Мц- значение

максимального кода (м.е.) ЦАП К1 и Н2 - значения коэффициентов

передачи соответствующего аттенюатора. Аф и А^ - амплитуды

колебаний (мм.) вибростола я изделия, А| - необходимая'по заданию

на испытания амплитуда колебаний (мм.) изделия. и у,

чувствительность датчика и стенда. -

этом для элементов последовательности справедливо соотношение:

| х(т) | < Мц . г - 0. 1. 2_____N-1. (43

где Мц- значение максимального кода ЦАП в машинных единицах (и.е.). После преобразования амплитуда аналогового сигнала не превышает по модулю величину их.= Сц- Мц , где Сц- цена деления ЦАП (в мв/м.е.). Ослабленный (усиленный) аттенюатором АП до необходимого уровня сигнал подается на усилитель мощности (УМ) , который управляет стендом (С ). В соответствии с чувствительностью стенда аналоговый сигнал преобразуется в перемещения

вибростола с закрепленным на' нем изделием (И )•. . Пара»» ры колебания изделия в контрольной точке Фиксируются датчиком (Д>. сигнал с которого после прохождения через предварительный усилитель (ПУ ) поступает на аттенюатор АП. Последний усиливает (ослабляет) сигнал таким образом, чтобы его максимальный уровень не превосходил по модулю величины 1)„ = С ■ М„- , .где- Мзначение

У а сх <х

максимального преобразуемого кода АЦП в малинных единицах, а Синена деления (ывум.е.) аналого-цифрового преобразователя. Значения элементов последовательности 1у(т)} длины М, полученные после аналого-цифрового преобразования удовлетворяет соотношению:

| у(т) | « ма . г = 0. 1, 2.....N-1 (5)

Пусть XI - коэффициент передачи аттенюатора, расположенного после ЦАП. а К2 - аттенюатора, находящегося перед АЦП, чувствительность стенда 7С'измеряется в ммхмв, а чувствительность датчика уд в мо/мм. Тогда при единичной передаточной характеристике стенда, осущес/вив в ЭВМ генерирование и подай на объект реализацию синусоидального процесса с ампл1.. удой См. е.), получим синусоидальные колебания вибростола (сигнал снимаемый с датчика перемещения вибростола) с амплитудой А$ (мм), причем

- Сц- К1 - гв • ■ "

В^йор коэффициента К1 гри гармоническом СИ1 ,г че зависит от зйдач." решаемых системой автоматизации правления испытаниями.. Пусть нзабхгдк>.и обеспечить определен^ уровень вибраций (в данном случае под уровнем вибраций будеь пенима'!., амплитуду перемещения вибростола на основной частоте). Для расчета так называемого нулевого приближения примем линейную модель объекта, т.е. не буде,., учитывать возможное появление колебаний изделия на .сратных частотах, в общем случае имеюйшх место из-за наличия

нелинейностч. Тогда значение К1 можно определить из выражения (6). При зтом с целью расш"тения динамичес:т>го диапазона и увеличения точности ступенчатой аппроксимации будем генерировать синусоидальный сигнал максимально возможной амплитуды Мц, которая определяется характеристиками цифроаналогового преобразователя. Следовательно К1 равно:

1 &

, щ и--—. (7)

Учитывая, 'что А£ = Мц, в силу выбранного метода генерирования, и ;полагая = , где А^ - заданный уровень перемещений изделия в физических етгчцах, перепишем (7) в виде

К1 = -5—. (8)

Сц»з-Мц

Для отклика с объекта справедливо следующее соотношение:

»У1*2 ' '

с - — 4 . . - (в)

а

где А^ - измеряемая в физических единицах (мм) амплитуда колебаний изделия. А* - значение амплитуды в машинных единицах.

Из соотношения (9), полагая А£ » Ма (где Ма- максимально возможная амплитуда сигнала, снимаемого с аналого-цифрового преоб . разователя), и выбирая в качестве А$ заданные значения А|, определим коэффициенты передачи:

К2 = . (10)

гй %

С учетом (8). можно записать

• К2 ---. • • .(Ш

К1 Сц-Мц-^-з-д

Выражения для коэффициентов передачи получены также для полигэрмонического возбуждения: "

_1_

К1П= ——' У А; (1) , (12)

п п -V .« 4 А

1 с «мя

кг = —--а-3— . (13)

*п

к1п

При анализе с помощью ЭВМ отклика с объекта необходима интерпретация полученных данных в Физических величинах. В згой связи получены коэффициенты пересчета из машинных единиц в ,.1зи-ческие Км_ф и обратно - из физических в машинные Кф_у.

■и-^Л* <">

V Ц«;]4 • "а

Аналогичные коэффициенты получены для использования- в системе испытаний датчиков ускорений.

В пятом разделе разработаны устройства связи с объектом (УСО) в стандарте КАМАК и в стандарте 1ВМ-РС-АТ для систем автоматизации динамических экспериментальных исследований технических объектов в низкочастотном и высокочастотном диапазонах.

Состав и характеристики устройст!; связи с объектом оказывают Существенное влияние на такие важнейшие параметры систем как величины уровней нагрузок, динамический и частотный диапазоны анализируемых и генерируемых процессов, время цикла управления, зозмо: гасть постоянного или периодического контроля параметров нагруяения объекта непосредственно в ходе эксперимента. Особенно сильно структура и характеристики УСО сказываются на параметры систем, работающих в режиме реального еремьни.

В работе показ: мо, что принцип поел довательного обслуживания нескольких каналов управления неприемлем для построения систем, обеспечивакиих проведение исгитаний в частотном диапазоне, ве-хняя граница которого превосходит несколько сотен кГц. В этом случае целесообразно использование распараллеленной структуры УСО, блок-схема четырехканального варианта которой для АСУ высокочастотными динамическими испытаниями представлена на рис. 5.

Длг управления работой УСО в системах испытаний разработаны программные модули (ПМ), осуществляющие обмен данными с контроллером крейта СКЮ на физическом уровне. При работе системы в различных режимах конкретный ПМ задает таймеру интервал квантования сигналов в соответствии с шириной частотного диапазона и время ввода-вывода процессов.

В режиме управления ЭВМ формирует возбуждающие процессы и, используя ГШ, через контроллер крейта записывает их ординаты во встроенные 01У цифроанапоговых преобразователей. Затем Ш программирует таймер на генерирование импульсов тактовой частоты по двум

ОГ Л-1Г- _

чиков; -

Д7

АП

ПФ

АЦП ОЗУ

11

АЦП с

ОЗУ

АЦП с

ОЗУ

к вибростенду

АП

ПФ —

ч

п:

ПАП с

ОЗУ

и: ЦАП с

ОЗУ

X

ЦАП с

ОЗУ

III

ЦАП с

ОЗУ

АЦП с

ОЗУ

:4>

ТП

>

кк

кк

к ЭВМ

Рис. 5. Структурная схема устройства связи с объектом в стандарте КАМАК для высокочастотных испытаний: ДУ - дифференциальный "силитель, /Л - аттенюатор программируемый , - полосовые фиДь.ры. /¿111 с ОЗУ -' аналого-цифровой преобразователь со встроенным оперативным запоминающим устройством, ЦАП с ОЗУ - циф-роаналогшы'Л преобразователь с ОЗУ, ТП - таймер программируемый. Ю1 - контроллер крейта.

каналам и запускает его. В результате осуществляется считывание .Данных из ОЗУ и преобразование их в аналоговые сигналы. Последние чере:! полосовые Фильтры и аттенюаторы передаются на испытательную установку. Импулы.ч тактовой частоты, формируемые вторым каналом таймера, обеспечивают пуск аналого-цифровых преобразователей, которые по окончанию цикла преобразования записывает полученные коды во встроенное ОЗУ. После заполнения ОЗУ вырабатываются сигналы запроса. ПМ считывает накопленные данные и располагает их в ОЗУ ЭВМ. По окончании анализа поступившей информации, ЭВМ,, если необходимо. Формирует новые возбуждающие сигналы.

В режиме.испытаний система, по существу, является разомкнутой, проводится лишь периодический контроль динамического состояния объекта испытаний и, при необходимости, коррекция возбуждающих сигналов. В этой связи, ЦАПы переводятся в режим циклического считывания информации из встроенных ОЗУ, а АВД в работе не участвуют или используются эпизодически для контроля. Первый и второй каналы т-1 ¡»-эра программируется аналогично режиму управления, а третий ка-н.:л пг-реводится " режим формирования временного интервала,

определяюшего длительность режима испытаний.

Таким образом, программный модуль обеспечивает выполнение следующих Функций: обмен данными между ОЗУ ЭВМ и ОЗУ АЦП и 11АП; управление работой таймера; анализ запросов ■ ~)дулей крейта.

Предусмотрен тестовый режим работы без обмена информацией с УСО. Он позволяет оценить характеристики функционирования программного обеспечения системы.

В предложенном варианте УСО основные Функции по управлению модулями переложены с центрального процессора ЭВМ на таймер УСО. Параметры, характеризующие обмен данными с объектом в таких системах. определяются характеристиками модулей и не зависят от т..па применяемой ЭВМ. Ограничения по ширине спектра сигналов связаны только с быстродействием аналого-цифровых преобразователей.

Полученные при разработке УСО в стандарте КАМАК решения, были использованы для построения специализированного быстродействующего интерфейса 1ВМ-РС-АТ для сопряжения источников сигналов звукового диапазона частот и построения устройства речевого ввода^вывода. Кроме того, разработано устройство преобразования сигналов, являкъ щэеся ядром выносной, расположенной в непосредственной близости от экспериментальной установки, части распределенного УСО на базе применения световолоконной техники.

Выполнена экспериментальная проверка работоспособности и качества разработок, которая подтвердила высокие технико-экономические показаили систем автоматизации испытаний.

В прило-жениях подставлены:

- алгоритм быстрого дейстрчтельнгго преобразования Фурье, ис-пользованнш для построения соответствующих устройств;

- технические хагх-штеристики и сведения, необходимые для разработки программно! о обеспечения по модулям КАМАК и устройствам, выполненным в конструктиве персональной вычислительной техники;

- п|-отаколы работы системы испытаний в некоторых режимах.

- документы, подтверждающие внедрение результатов работы, полученный экономический эффект и протоколы испытании АСУДИ в' некотор1 'ч режимах.

ОСНОВНЫЕ ¡'ЕЗУЯЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Разработан ориентированный | чп; аратурную реализацию алгоритм быстрого дискретного преобразования Хартли, который использован _ разработанных структурах устройств,

Прадлсданч вычислительные структуры устройств, для выпол-

нения быстоого действительного . преобразования Фурье, быстрого преобразования Хартли-Фу че, а также структура сопроцессора быстриго преобразования Хартли-Фурье, которьв защищены авторскими свидет. льствами.

3. Разработаны структуры ды аппаратного генерирования синусоидальных сигналов применительно к построению систем автоматиза-

. ции научно-технического эксперимент^. Рассмотрена реализация

„ широкополосного генератора с использованием микропроцессорных средств, обеспечивающих возможность генерирования с разверткой по частоте по заданному закону; достижение коэффициента перекрытия по частоте генерирования равного четырем-пяти порядкам. Предложенные технические решения задащзны авторскими свидетельствами.

4. Создана инженерная методика выбора коэффициентов . передачи усилительных блоков, используемых в замкнутых цифровых системах управления для обеспечения необходимых уровней динамических нагрузок на объект испытаний и максимально возможной точности работы анализирующего оборудования, которая нашла использование в виде программных модулей в АСУДИ, внедренных на ряде промышленных

. предприятий СНГ.

5. Разработаны структурные схем" устройств связи с'объектом испытаний в конструктивах КАМАК и персональных ЭВМ для решения задач виброиспытаний в низкочастотном и высокочастотном диапазонах, а также построения спектроанализаторов реального времени звукового диапазона и систем распознавания речевых сигналов. Разработан набор устройств в конструктивах КАМАК и персональных ЭВМ, -обеспечивающих решение указанных задач и внедренных на производственных объединениях "АвтоВАЗ" (г. Тольятти), "ГАЗ" (г. Нижний Новгород), "БелавтоМАЗ" (г. Минск), на одном из предприятий г'. Дубны Московской обл., научно-производственном объединении "Орион" (г. Москва), НИИ проблем криминологии криминалистики и судебной экспертизы (г. Минск).

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДЮСЕРТАЩШ

'1. Демиденко С.Н., Аланасанко Л.С., Дашук В.Н., Куновский Э.Б. Модульные КАМАК-системы автоматизации эксперимента. - Мн.: Навука i тэхтка, 1990. - 207с.

2. Кончая B.C., Куновский Э.Б. Автоматизированные системы испытаний - звенья обратной связи в технологии создания объектов новой техники Тез. докл. 11 республиканской конференции "Проблемы вычислительной математики и автоматизации научных исследований"

Апма-Ата, 2-6 октября 1988. Алма-Ата - 1988. Т.4. - С. 61 * 3. Борисов И.Ф., Куновский Э.Б., Шихов Н.Б. Программно-алпара-турные средства связи с объектом в системе высокочастп;ных виброиспытаний // Алгоритмы и программно-аппаратурные средства в системах испытаний объектов, - Мн. 1985. - С. 117-126. ,4. Куновский Э.Б., Шихов Н.Б. Программные .средства , автоматизированной системы управления динамическими испытаниями. Управление устройством - связи с объектом. Минск: 1ГГК АН БССР, 1991. - 71с.

5. Куновский Э.Б., Шихов Н.Б. Управление характеристиками детерминированных и случайных воздействий при проведении динамических испытаний Тез. докл.'Всесоюзной научно-технической конференции "Надежность машин, математическое и малшнное моделирование задач динамики. Моделирование-91". Кишинев, 22-?4 мая 1991. - С. 122 -123. . ' .

6. Борисов И.Ф., Шихов Н.Б., Куновский Э:Б.■ Математическое обеспечение.автоматизированной системы уь. авления вибрационными испытаниями технических объектов на основе преобразования Хартли

Автоматизация испытаний технических объектов. - Минск, 1989. - С. 94-100.

7. Ав:зматизированный комплекс непрерывной масс-спектрс ютрической регистрации газофазных реакций и термодесорбции / Б.Г. Новородский, М.Е. Жамоздик, А.П. Струков. Э.Б. Куновский и др. // Becui aKajfciiii навук БССР. Оерыя х1м!чных навук, Шнек: 1987, N 1, С. 3639.

8. Структура и алгоритмы многофункциональной цифровой системы управления динамическими истттаниями ^ Борисов И.Ф. „ iiyitc ский Э.Б., Шихов Н.Б. /v Проблемы вычислительной математики в автом^гизаши научных исследований: Тез. докл. Ц республиканской конференции. - Алм^-Ата - 1988. Т.4. - С. 61

9. АС СССР W1343424 Бш. N37 1987. Борисов И.Ф., Дашук В.И. . Демиденк'о С.Н., Куновский Э.Б., Шихов Н.Б,

10. АС СССР №569847 Бш. №1 1990. Демиденко С.Н., Куновский ' Э.Б., Левин Е.М. Малашенок О.В.

11. АС СССР W1462354 Бш. N8 198^. Лзмиденко С.Н.. Кончак B.C.. Куновский Э.Б., Чеголин П.М.

12. АС СССд .Я476488 Бюл. М16 1989. Демиденкр С.Н., Дашук В.Н... Куновский Э.Б., Чеголин П.М.

13. АС СССР N=1322309 Бш. N25 1987. Дашук В.Н.. Демидечко С.Н., Кончак B.C., Куновский Э.Б.

"4. Куновский Э.Б. Цифровой микропроцессорный генератор синусом-

дальних сигналов // Автоматизация испытаний технических объектов. - Минск: Ин-т техн. кибернетики АН БССР, 1989. - С. 132 - 139.

15. ЛС СССР W1538216 Бкш. N3 1990. Демиденко С.Н., Дашук Б.Н., Куновский Э.Б., Струков А.П.

16. Положительное решение по заявке М 4274930 Н 03 В 19.-00 х Дашук В.Н.. Демиденко С.И., Куновский Э.Б. и др.

17. АС СССГ /1538217 Бюл. W3 1990. Дашук В.Н., Демиденко С.Н.. Куновский Э.Б., Борисов И.Ф., Шихов Н.Б., Чеголии П.М.

18. Куновский Э. Б. Аппаратные средства системы управления динамическими испытаниями. - Минск. 1989 -38с. (Репринт Ин-т техн. кибернетики АН БССР; N 37)

19. Куновский Э.Б. Модифииироьанный алгоритм преобразования Хартли /V Средства автоматизированных систем испытаний,- Минск, 1992. - С. 101 - 111.

20. Куновский Э.Б., Шихов Н.Б. Динамические испытания при полигармоническом воздействии. / Средства автоматиз: рованных систем испытаний.- Минск, 1992. - С. 9-18

21. Борисов Й.Ф.. Куновский Э.Б., Чеголин П.М.. Шихов Н.Б. Высокопроизводительные программируемые преобразователи в системах управления динамическими испытаниями Тез. докл. V Всесоюзного симпозиума "проблемы создания преобразователей формы информации", Киев, декабрь, 1984г. Киев. - 1984. ч.2. - С. 49-60

22. Борисов И.Ф., Кузнецов Ю.Н., Куновский Э.Б., Шихов Н.Б. Электронная модель многомерного динамического объекта Тез. докл. Всесоюзной научно-технической конференции "Модели|Хшание-65. теория, средства, применение". Киев, апрель. 1^85. Киев.- 1985. ч.З. - С. 108-109

23. АС СССР №564632 Бюл. Ш8 1990. Демиденко С.Н., Календарев A.C., Куновский Э.Б., Левин Е.М.

24. Пол. реш. по заявке 4299115/24 от 6. 06. 1987. Демиденко С.Н., Куконин В.Е., Куновский Э.Б., Петько В.И.

25. Рылов A.C.. Девятков О.М., Куновский Э.Б. Программно-технический комплекс для осциллографического. спектрального, формантного и просодического анализа речи. Экспертная практика и новые методы исследования. № (Форма! (ионный сборник, um. 1. -Минск, 1993.