Развитие технологии разработки и отладки программного обеспечения микропроцессорных систем управления : На примере автоматизации производства полимерного оптоволокна

• Автор: Волков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ И ОТЛАДКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕИЯ.
1.1. Общая характеристика процесса создания цифровых систем управления. Проблемы разработки и отладки программного обеспечения управляющих устройств.
1.2. Проблемы и особенности автоматизации процесса производства полимерного оптического волокна.
1.3. Методы и средства автоматизированного анализа и синтеза цифровых систем управления.
1.4. Методы и средства программирования и отладки микропроцессорных управляющих устройств.
1.5. Направления совершенствования технологии разработки и отладки программного обеспечения микропроцессорных систем управления
ГЛАВА 2. УЧЕТ ОСОБЕННОСТЕЙ ОБЪЕКТА И СПЕЦИФИКИ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИ СТРУКТУРНОПАРАМЕТРИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ

МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ.

Вводные замечания.
2.1. Совершенствование структуры адаптивного регулятора диаметра формуемого оптоволокна
2.2. Повышение качества работы многорежимной установки формования волокна на основе использования переменной структуры управляющего устройства
2.3. Синтез микропроцессорных управляющих устройств с учетом эффекта
ь вычислительного запаздывания сигналов
ГЛАВА 3. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ И ОТЛАДКИ
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Вводные замечания.
3.1. Операционные системы реального времени для микропроцессорных систем управления.
3.2. Повышение эффективности прикладного программного обеспечения микроконтроллеров посредством языковых средств.
3.3. Совершенствование технологии программной реализации и отладки алгоритмов управления микропроцессорных систем.
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ
УСТРОЙСТВ ПА ОСНОВЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ.
Вводные замечания.
4.1. Основные принципы построения систем с нечеткой логикой управления.
4.2. Обобщенные структуры систем с нечеткими регуляторами и области их применения
4.3. Совершенствование микропроцессорной системы управления процессом формования оптоволокна на основе методов и средств нечеткой логики
ВЫВОДЫ.
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Перевод синтезированного алгоритма управления на язык конкретного микропроцессорного контроллера МПК, применение арифметических операций с фиксированной запятой, приемов масштабирования переменных цифрового регулятора, различных способоз адресации к внешним портам для связи с информационными и исполнительными элементами СЛУ многократные перекомпоновки и переадресации в управляющих программах реального времени придают специфические особенности и создают существенные трудности в их формировании и отладке. Они являются причиной появления, теперь уже на стадии конструирования, значительного числа дефектов ошибок программирования, имеющих в большей степени субъективный характер и способных также привести к существенным потерям времени и дополнительным ь финансовым затратам при создании СЛУ. Существующие технологии разработки и отладки ПО МПСУ не позволяют в полной мере учитывать указанные особенности и оперативно устранять дефекты программирования управляющих устройств. ПО микрокоитроллериых систем, определяя тем самым ключевую проблему их дальнейшего совершенствования и развтия. Следует также отметить, что недостаточный уровень развития технологии и соответствующих аппаратнопрограммных средств для разработки и отладки МПСУ создаст дополнительные трудности при их вводе в эксплуатацию, когда выявляющиеся особенности объекта управления могут потребовать оперативной корректировки структуры и параметров управляющих устройств, т. МПСУ непосредственно на производственном объекте и организации обратной связи между стадиями ввода САУ в эксплуатацию и конструирования. Недостаточная степень теоретической и практической проработки перечисленных вопросов существенно затрудняет проектирование и конструирование МПСУ, вызывает повышение затрат при вводе в эксплуатацию, приводит к снижению их показателей качества и определяет, таким образом, необходимость дальнейшего совершенствования технологии их разработки и практической реализации. Целыо данной работы является развитие методов и средств разработки и отладки программного обеспечения микропроцессорных систем управления как основы повышения качества их работы и снижения затрат при вводе в эксплуатацию на производственном оборудовании. Анализ и конкретизация проблем разработки и отладки программного обеспечения цифровых управляющих устройств во встраиваемом исполнении. Учет особенностей технологического объекта и специфики цифрового управления в структурнопараметрическом синтезе микропроцессорных управляющих устройств. Развитие процедур формирования управляющих программ микропроцессорных контроллеров и их отладки. Корректировка алгоритмов микропроцессорного управления в условиях неполной определенности технологических объектов. В наиболее полной мере разрешение указанной проблематики может быть проиллюстрировано на примере разработки комплексной системы цифрового управления совмещенной технологической установкой формования и термического ориентационного вытягивания полимерного волокна оптического назначения ,,,,2,3, относящейся к классу наиболее сложного, ответственного и прогрессивного технологического оборудования с высоким потенциалом влияния на качественные показатели готовой продукции. Связь с целевыми программами. Министерства образования РФ, регистрационный номер НИР 1. Д Разработка принципов прогнозирующего и адаптивного управления процессами производства полимерного оптического волокна г. Исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники, подпрограмма Производственные технологии, раздел Высокие технологии межотраслевого применения, регистрационный номер НИР 0 Разработка модульного микроконтроллера для многоканальных электромеханических систем г. НИР 0 по заказу Инженерного центра полимерного оптического волокна г. Методы исследований. При решении поставленных задач в работе использовались методы объектноориентированного программирования, модального управления состоянием непрерывных и дискретных динамических систем, методы синтеза полиномиальных цифровых регуляторов, методы нечеткой логики, элементы теории адаптивного и оптимального управления. Исследование синтезированных цифровых систем выполнялось методами имитационного моделирования и натурных экспериментов на лабораторном и опытнопроизводственном оборудовании.