рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Имитационное моделирование

Имитационное моделирование - раздел Изобретательство, Теоретическая разработка проблемы. Методология испытания. Разработка математической модели. Задание:Необходимо Спроектировать Компьютерную Диагностическ...

Задание:необходимо спроектировать компьютерную диагностическую систему. Объектом диагностики является технический объект, с которого снимается N показателей.

Пример: паровой котел и необходимо им управлять. Показатели: давление, температура и есть система, которая поддерживает эти параметры.

Так как эти N показатели являются исходными сигналами для системы управления этими объектами. То реакция системы на управления этих сигналов выглядит следующим образом:

 

1. Зона нечувствительности

2. Зона управления

3. Зона аварийной остановке

4. Авария системы

 

Рис 1 - Структурная схема диагностической системы

 

В регистре формируется телеметрический кадр. Коммутатор последовательно опрашивает датчики. Кадр может содержать как одно показание с одного датчика. А может содержать сразу все значения с каждого датчика. Данные попадают в канал связи 1, в котором могут происходит ошибки. Мажоритарное управление разрешает следующему кадру, когда ошибка либо обнаружена, либо исправлена. При мажоритарном управлении может принимать следующие решения:

1. Повторно передать этот кадр.

2. Дать команду на передачу нового кадра.

Безошибочные кадр сбрасывается в буфер1. Вычислительный модуль в свободный цикл читает данные из буфера1 и в случае необходимости формирует управляющий кадр.

Если в телеметрическом кадре были все параметры. Тогда формируется управляющий кадр также с данными для каждого из параметров. При этом 0 - означает отсутствие управления, а 1 – необходимо управление, 2 – необходимо аварийное отключение. В управляющем кадре должна быть величина управляющего воздействия.

Если телеметрический кадр содержит данные об одном показателе, тогда кадр формируется в случае необходимости управляющего воздействия. При этом должен быть адрес, того датчика, с которого получили параметр. Если кадр содержим аварийное управляющее воздействие, тогда он минует буфер.

Считаются, что сигналы случайные.

Имитационная модель – это программа, которая в масштабе модельного времени имитирует работу системе, происходящей в реальной системе.

Расчеты ведутся в масштабе машинного времени. Модель является событийной, то есть в модели генерируются события и рассчитывается реакция на каждое событие. В основном модель описывается взаимодействием двух таблиц, это:

· Таблица состояний, в которой динамически изменяется и содержит столько строк, сколько моделей.

· Таблица событий, которая динамически изменяется и хранятся предполагаемые события в будущем модельном времени.

Тип события: что, где, когда

Что, где: Номер модуля и события.

Когда: в будущем, когда это событие должно наступить.

Первые 2 параметра явные и определены.

Время может быть как детерминировано, так и случайно. Большинство событий, связанные с надежностными характеристиками, поэтому будет считать, что они подчиняются экспоненциальному закону.

 

Время можно подсчитать по след. формуле, где n – это случайное число от 0 до 1, а – это количество событий в единицу времени. В нулевой момент времени генерируется подмножество начальных событий, которая определяется нулевым состоянием системы.

Кроме тех объектов, которые нарисованы в схеме, модулями являются еще и все кадры, которые находятся в данной системе. Поэтому таблица состояний имеет разную длину.

Кроме событий, которые связанны с нормальной работой системы, формируются и события связанные в заданных модулях.

 

Порядок построения имитационной модели:

1. Система разбивается на модули. Все модули номеруются.

2. Из логики работы системы перечисляются и кодируются все классы модулей.

3. Задается начальное состояние всех модулей. Формируется начальная таблица модулей.

4. Перечисляются и кодируются все типы событий. (Графы переходов, где вершина – это состояния модулей, а дуги – это события. )

5. Используя начальное состояние модулей, генерируются все возможные типы событий, которые разрешены из этих состояний.

6. Таблица событий упорядочивается по возрастанию.

Шесть пунктов – это подготовительный этап.

7. Из списка событий выбирается очередное событие, модельное время скачком меняется и достигает времени текущего события. И рассчитывается реакция системы на это событие.

8. Моделирование выполняется до лимитированного момента времени. Или до изменения состояния всей системы.

Так как результаты моделирования будут случайными ( время событий, случайная величина ), то для получения устойчивых статистических средних оценок, имитационную модель необходимо рассчитать многократно с усреднением результатов. Иногда можно вместо многократных расчетов можно выполнить длительную реализацию. Реакцией системы на каждое событие может быть:

во-первых, изменение состояние модуля, где произошло событие.

Во-вторых, Изменение состояния связанного модуля ( последствия данного события ),

В-третьих, изменение состояние всей системы.

В-четвертых, генерация новых событий, которые стали возможны при изменении состояния i модуля.

Во время имитационного моделирования формируется протокол, в котором отмечается: сколько времени и в каком состоянии находится каждый модуль. А дальше по протоколу рассчитываются значения среднестатистических расчетов.

Примеры состояний: первый класс – это:

· Датчики: возможные значения (температура).

· Коммутатор: подключен.

· Регистр: хранит кадр или пустой.

· Канал связи: свободен, передает кадр, ошибка,

· Мажоритарное управление: свободен, передача успешна, передача неуспешна.

· Буфер: свободен, занят ( 1 байт, 3 байта, .. хранит 2 кадра и так далее).

· Вычислительный модуль: модуль свободен, модуль занят, сбой модуля.

· Исполнительный орган: свободен, управляет.

· Обратный канал связи: где он находится.

 

Типы событий:

· Датчики: изменение уровня на одну единицу.

· Коммутатор: переключение на следующий датчик.

· Регистр: чтение данных, отправить кадр, но у канала связи для перехода из состояния 0 в состояние 1, должно быть событие начала передачи, так как начала передачи канала и передача регистра в канал – это одно и тоже событие, то достаточно генерировать одно событие.

· И так далее.

·

· Канал связи: свободен, передает кадр, ошибка,

· Мажоритарное управление: свободен, передача успешна, передача неуспешна.

· Буфер: свободен, занят ( 1 байт, 3 байта, .. хранит 2 кадра и так далее).

· Вычислительный модуль: модуль свободен, модуль занят, сбой модуля.

· Исполнительный орган: свободен, управляет.

· Обратный канал связи: где он находится.

 

T = 0

Tg1 = 1

Tg2 = 1

Tk1 = 0,1

Tош(кс) = 5

Tош(вм) = 7

Сортируем эти события:

Tk1 = 0,1

Tg2 = 1

Tg1 = 1

Tош(кс) = 5

Tош(вм) = 7

Изменение события:

T = 0,1

Tg2 =0,9

Tg1 = 1,9

Tош(кс) = 4,9

Tош(вм) = 6,9

Tk2 = 0,2

Tp2 = 0,1

Изменение события:

Tp2 = 0,1

Tk2 = 0,2

Tg2 =0,9

Tg1 = 1,9

Tош(кс) = 4,9

Tош(вм) = 6,9

Тогда:

T = 0,1 + 0,1 = 0,2

Tk2 = 0,1

Tg2 = 0,8

Tg1 = 1,8

Tош(кс) = 4,8

Tош(вм) = 6,8

Tkc1 = 0,05

Tkc2 = 0,06

Tkc3 = 0,04

 

Тема: «Диагностика технических систем»

Задача диагностики любой технической системы – это оценка качества процесса функционирования или другими словами эффективность процесса. Каждый технический объект или система обладают совокупностью свойств, которые в конечном итоге определяют качество применительно к его назначению. Если свойство можно выразить количественно, то переменной y. Совокупность всех исследованных показателей представляет собой вектор Y.

Y = {y1, y2, … ,yn}

При этом некоторые свойства могут иметь связь с другими свойствами, такие показатели называются обобщенными.

Если обобщенные показатели не зависят от условий эксплуатации, то такие показатели называются тактико-техническими показателями. Все показатели качества делятся на 2 больших класса:

1. Функциональный, обеспечивающий нормальный режим работы.

2. Экономический.

Задача любой диагностической системы является измерения первичных показателей, и вывод о состоянии технической системы в данный момент времени.

Системы технической диагностики проектируются как следящие системы, то есть они работают во время эксплуатации технической системы. Следящие системы технической диагностики являются частью информационно измерительным комплексом, а в некоторых частью систем управления.

Если процесс диагностики и управление совмещены в одной системе, то это дуальное управление. Измеряемые показатели качества должны удовлетворять некоторым условиям, которые называются критерием оценки качества.

В литературе все критерии разбиты на три группы:

1. Критерий пригодности. Вы хотите купить телефон: он должен звонить.

2. Критерий оптимальности. У вас есть несколько телефонов. Критерий: экран, звук. И они в этих диапазонах

3. Критерий превосходства. Главное качество.

 

Пусть нам известный некоторый показатель i свойства j объекта. И известно множество допустимых значений, тогда j объект удовлетворяет критерий пригодности, если для любого параметра yij принадлежат этому множеству: {Yij}. То для любого значения добавляются условия, что некоторые параметры должны быть оптимальны.

 

 

 

 

Процесс оценки качества системы состоит из 4-х этапов:

1-й этап: определение множества существенных свойств.

2-й этап: определение численных значений численных свойств.

3-й этап: Определение критериев оценки качества.

4-й этап: Оценка качества.

Определение совокупности существенных свойств является плохо формализуемой задачей, которая решается на базе предыдущего опыта, при взвешиваемой оценки экспертных суждений. С помощью статистического анализа свойств. При котором учитывается исходная информативность.

Если диагностическая система строится для цели испытаний, например: испытывается партия готовой продукции, то достоверность результатов зависит от объема выборки, а также от схем проведения испытания.

При увеличении объема выборки, увеличивается стоимость и время, но при этом повышается достоверность. Оптимальная схема проведения испытания может быть получена с помощью целевого планирования эксперимента.

Параллельно с натурными испытаниями проводятся моделирование. Например: имитационное моделирование.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Теоретическая разработка проблемы. Методология испытания. Разработка математической модели.

ТЕМА Проектирование систем технической диагностики... При проектировании систем технической диагностики выполняется следующих этапов...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Имитационное моделирование

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Подготовка к серийному производству
При подготовке к серийному производству разрабатывается не только конструкторская, но и техническая документация. На всех этапов разработки технического изделия. Предполагается диагностика отдельны

Используемые математические методы проектирование систем технической диагностики
Первая группа - это теория вероятности и математическая статистика. Используется для: · Оценки объема выборок. · Проверки гипотез распределения. · При об

Формализация задачи в теории чувствительности
Пусть измеряется i показатель системы, а система описывается оператором: A=(a1, a2, … , an) Характеристики могут меняться во времени. Каждая характеристика может изменяться

Эффективность систем управления
Выделяют 4 группы показателей: 1. Наиболее общий показатель:   Э0 – это эффективность объекта без диагностики Э – это эффективность объекта диагностики

Тестирование схем с памятью
Все рассмотренные методы можно использовать для тестирования комбинационных схем. Реальные же схемы обычно содержать еще и запоминающие схемы. Поэтому выходная реакция такой схемы зависит не только

Синтез схем минимальной глубины
Напрямую зависят от их … Дополнительные элементы, вносимые в схему, для увеличения ее входов и выходов позволяют улучшить указанные характеристики и упростить задачу контроля и диагностики

Компактные оценки и методы тестирования
Для сложных схем имеются очень длинные входные последовательности, следовательно, и длинные выходные последовательности тестов. Поэтому стоит задача оценки результатов не по всей выходной последова

Синтез МСА
Рассмотрим математическую модель функционирования СА. Пусть анализируется последовательность длиной n разрядов. Обозначим предыдущее состояние bj – состояние триггера. А следующее состояни

Системы высокой надежности и отказоустойчивые системы
Основной единицей измерения является единица готовности. Основные эксплуатационные характеристики системы существенно зависят от удобства ее обслуживания: легко ли добраться до него и т. д

Подсистемы внешней памяти высокой готовности
Первым шагом подсистемы высокой готовности является защита данных от потерь. К ним относятся рейд массивы. Рейд массивы – это параллельное соединение дисков. Три рейд массива: 1)

Синтез отказоустойчивого программного обеспечения
Ошибки ПО за счет сбоя можно разделить на следующие группы: 1. Замена кода операции. 2. Обращение за командой к сегменту памяти, не являющейся сегментом кода. 3. Считыван

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги