Исследование и разработка методов построения помехоустойчивых вычислительных процессов в микропроцессорных системах управления инерционными промышленными объектами

• Автор: Шубин, Николай Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Андропов
• Количество страниц: 241 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Исследование методов построения помехоустойчивых микропроцессорных систем управления инерционными промышленными объектами.

1.1. Анализ специфики построения и эксплуатации МПСУ

НПО на примере проваленных роботов.

1.1.1. Основные функции систем управления промышленными роботами.

1.1.2. Архитектура МПСУ ПР. Типовые вычислительные процессы и структуры.

1.1.3. Условия эксплуатации МПСУ ПР. Анализ помеховой обстановки.

1.2. Построение модели МПСУ НПО

1.2.1. Основные требования к модели

1.2.2. Показатели помехоустойчивости МПСУ ИПО.

Обобщенная модель системы.
1.2.3. Воздействие помех на аппаратуру МПСУ ИПО.
Слабые и сильные помехи.
1.2.4. Полумарковская модель МПСУ ШО.
1.3. Анализ методов повышения помехоустойчивости МПСУ
1.3.1. Классификация методов повышения помехоустойчивости
1.3.2. Методы контроля и восстановления вычислительных процессов
1.4. Зыводьт.
2. Разработка методов построения вычислительных процессов,
стр.
уклоняющихся от сбоев РА процессов
2.1. Помехоустойчивость программных модален.
Предпосылки построения РА процессов на основе минимизации динамических объемов памяти
2.2. Метод минимальных динамических объемов в распараллеливаемых процессах
2.3. Минимизация динамических объемов на основе МУП
2.4. Эффективность метода минимальных динамических
объемов.
2.5. ВыводыНО
3. Разработка методов построения вычислительных процессов,
нечувствительных к сбоям РТ процессов.
3.1. Метод уравновешенных сумм
3.1.1. Предпосылки построения ГТ процессов на основе контроля динамических контрольных
3.1.2. Структурная организация программ с уравновешенными суммами.
3.1.3. Контроль хода программ с уравновешенными суммами.
3.2. Контроль программной синхронизации.
3.2.1. Предпосылки построения РТ процессов на основе контроля программной синхронизации. . .
3.2.2. Синтаксический контроль слов программной синхронизации.
3.2.3. Синтаксический контроль предложений программной синхронизации
3.3. Восстановление вычислительного процесса по состоянию фазы технологической програмш.
стр.
3.4. Эффективность разработанных методов
3.5. Выводы
4. Разработка методов построения вычислительных процессов с автовосстановлением процессов на примере промышленных роботов
4.1. Процесс итерационных вычислений и реконфигураций состояний ШО как процесс. Метод итерационной адаптации.
4.2. .Исследование процесса итерационной адаптации.
4.3. Эффективность метода итерационной адаптации
4.4. Выводы
5. Разработка и экспериментальное исследование микропроцессорных систем управления инерционными промышленными объектами
5.1. Разработки МПСУ ПР.
5.1.1. МПСУ ПР на базе микропроцессорного комплекта БЖ К
5.1.2. МПСУ ПР на базе микропроцессорного комплекта БЖ К
5.2. Экспериментальное исследование МПСУПР.
5.2.1. Исследовательский комплекс.
5.2.2. Исследование помехоустойчивости МПСУ ПР. . . .
5.3. Выводы
Заключение.
Литература


Указанная область распространяется на роботов как первого, так и второго поколения и тем самым покрывает наиболее важные и перспективные в настоящее время направления роботизации производ
ства. Исключительные свойства однопроцессорных ШОУ привели к резкому увеличению их выпуска. Так в странах ЕЭС количество выпускаемых систем к году увеличилось по сравнению с годом почти в раз, а к году по прогнозу увеличится более чем в раз . Таким образом, в настоящее время наиболее перспективным и экономически целесообразным является применение однопроцессорных МПСУ. Поэтому в дальнейшем ограничимся рассмотрением систем только такого класса. Архитектура МПСУ ПР. Для осуществления наиболее полного анализа свойств МПСУ ПР рассмотрим ее архитектуру рис. При этом выделим два уровня управления, характерных для СУ роботов 5. Первый нижний уровень управления непосредственно обеспечивает движение механической системы робота путем реализации замкнутого способа управления всеми его приводами. Г , в результате чего манипулятор всегда стремится принять состояние равное V отследить уставки Э у . Информация поступает в первый уровень через массив портов ввода. Порты ввода и вывода объединены интерфейсным блоком ИБ. I
I


I
чГ


верхним уровнем управления. В зависимости от способа нормирования вектора V различаются способы задания движения манипулятора, а следовательно, и режимы работы системы. Для СУ ПР характерно наличие двух режимов ПРОГРАММИРОВАНИЕ и ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ системой осуществляется формирование технологической программы. При этом наиболее часто используется метод обучения, согласно которому робот вручную проводится по заданной траектории, а в памяти системы постепенно, в виде кадров технологической программы накапливается информация о ее ключевых точках. Формирование уставок У в этом случае осуществляется от пульта ручного управления ПРУ. В качестве памяти для хранения технологической программы, как правило, используется помехонечувствительное энергонезависимое запоминающее устройство ЭНЗУ либо, в особых случаях, программируемое постоянное запоминающее устройство ППЗУ. В режиме ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ осуществляется последовательное кадр за кадром исполнение технологической программы, в результате чего манипулятор движется от одной ключевой точки траектории к другой. Формирование вектора У в этом случае осуществляется по программе в моменты окончания отработки очередного кадра, т. Выборкой кадров руководит счетчик кадров СК, который фактически указывает фазу исполнения технологической программы. Режим ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ является основным рабочим режимом системы. Помимо описанных второй уровень управления с целью повышения степени безопасности системы предусматривает наличие дополнительного режима ЗАЩИТА I. Включение указанного режима выполняется автоматически или по инициативе оператора в случае возникновения
аварийных ситуаций. В качестве уставочного в этом случае принимается состояние Б робота на момент включения режима
в результате чего всякие движения манипулятора блокируются. Реализация описанных уровней управления в МПСУ ПР осуществляется программным образом посредством исполнения управляющей программы. На рис. ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ. Сущность процесса состоит в циклическом исполнении процедур выборки и воспроизведения кадров технологической программы. СУ отслеживание уставок первый уровень управления. Управляющая программа размещается в постоянном запоминающем устройстве ПЗУ системы см. МП. Для обеспечения функций программы запоминание промежуточных результатов, стековые операции и т. ОЗУ. В соответствии с изложенным может быть получена типовая структура МПСУ ПР рис. Указанная структура по своей сути является частным случаем реализации широко известных принципов организации микропроцессорных систем , и отличается только номенклатурой используемых блоков. Описание подобных структур МПСУ ПР можно найти в и других работах. В зависимости от особенностей базового МП, используемого в системе, структура системы может быть несколько модифицирована.