Разработка и исследование математической модели цифрового управления с регулярным квантованием стохастической передачей информации

• Автор: Ивашин, Алексей Леонидович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СЕТЕВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

1.1.Применение технологий автоматизации на производстве

и в системах интеллектуальных зданий

1.2. Анализ работы сетевых протоколов

1.3.Современные подходы к математическому моделированию сетевых систем управления

1.4.Цель и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕГУЛИРОВАНИЯ СЕТЕВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА БАЗЕ КАНАЛА МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА

С ФИКСИРОВАННЫМИ ЧАСТОТАМИ

ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДАТЧИКА И РЕГУЛЯТОРА

2.1 .Структурное математическое моделирование ССУ
2.2.Матсматическая модель ССУ с передачей информации по КМД 2.3.Оценка результатов математического моделирования
2.4. Выводы
3. АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ С РЕГУЛЯРНЫМ КВАНТОВАНИЕМ СТОХАСТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ ИНФОРМАЦИИ
3.1.Устойчивость математической модели системы управления
3.2.Исследование влияния конструктивных параметров на
устойчивость модели управления
3.3.Исследование влияния функциональных параметров на устойчивость модели управления
3.4.Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
4.1 .Техника эксперимента
4.1.1. Структурные схемы экспериментальной установки
4.1.2. Программные компоненты экспериментальной установки
4.2.Методика экспериментов и обработки полученных данных
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1.Методика расчета переходных процессов и областей устойчивости сетевой системы управления
5.1.1. Методика расчета качественных показателей переходного процесса
5.1.2. Методика определения устойчивости сетевой системы с заданными параметрами
5.2.Пример расчета переходных процессов и областей устойчивости
5.3.Разработка информационной системы моделирования сетевой системы управления
5.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ
Библиографический список
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Однако дефицит профессионалов, а также высокая стоимость оборудования, обслуживания и модернизации «интеллектуальных» систем препятствуют их распространению. Управление обычно ведется посредством специального оборудования — сетевых контроллеров. Основываясь на собранной информации, контроллеры отправляют соответствующие заложенным программам реагирования команды инженерным системам. Программы предусмотрены для штатных и внештатных событий. Существуют различные методы проектирования архитектуры и создания систем упраатения интеллектуальными зданиями. Наиболее интересным представляется выбор и реализация сетей контроллеров и других устройств в рамках ИЗ, с помощью которых производится сбор информации и осуществляется процесс управления. С-Bus, Smart Bus, Domintell, АМХ). При этом подобная связь должна удовлетворять современным требованиям по функциональности, надежности и открытости. В настоящее время подход к построению архитектуры автоматизированной системы управления с использованием централизованной “идеологии” отошел на второй план [, ]. Этому способствовали многие причины, среди которых происходящая интеллектуализация оконечных устройств. Если ранее расчетные мощности концентрировалось первоначально в больших компьютерах специальных вычислительных центров, то сегодня успехи микроэлектроники позволяют экономично использовать интеллектуальные, децентрализованные устройства автоматизации с высокой производительностью. Системы с централизованным управлением же обычно требуют, чтобы каждый датчик или группа датчиков подключалась к центральному контроллеру отдельным (и довольно дорогим) высококачественным кабелем [9, ]. Однако, децентрализованные устройства автоматизации должны сообщаться друг с другом. Этому требованию отвечает прогресс в области информационной, коммуникационной и вычислительной техники. Сейчас, в современных системах автоматизации, разнообразные оконечные устройства, некогда абсолютно пассивные, теперь способны воспринимать команды и информировать о своих рабочих состояниях. Основной причиной построения распределенных систем автоматизации явилось удешевление и упрощение технологий и менеджмента производства и эксплуатации конечной системы за счет, в частности, обеспечения технологии сквозного сетевого доступа. Возможность создания связи между мощными супервизорными компьютерами, контроллерами и интеллектуальными оконечными устройствами открывает широкие перспективы. Если сеть применяется на уровне устройств непосредственно взаимодействующих с объектом или процессом, то ее называют локальной промышленной сетью. В иностранной литературе используется термин “йеШЬиз” (“полевая шина”) []. Однако подобные требования излишни, когда, например, речь идет о системах домашней автоматизации или нетребовательных к “реальному времени” образцам промышленных систем. Поэтому обычно технологии на верхних уровнях ИЗ реализуется посредством широкораспространенных локальных вычислительных сетей. В то время как на нижнем уровне применяются протоколы промышленной автоматизации. Технологии “йеЫЬиз” появились уже болсс лет назад, но абсолютно доминирующими не стали. Это связано в основном с отсутствием единого международною стандарта на протокол промышленной сети, который мог бы гарантировать полную взаимозаменяемость и совместимость между изделиями различных производителей. САМ, РЯОРШиЗ, кгёегЬиэ-З, ОеуюеЫЕТ, Сошго1Ме1 и еще несколько десятков протоколов доминируют на рынке промышленных сетей [, -, , , , , , , , 6]. Каждая из них имеет свои особенности и области применения. На этом фоне отсутствует единый международный стандарт промышленной сети и это приводит к тому, что каждая технология развивается самостоятельно. Выбор коммуникационной технологии в данной ситуации сложная задача, не позволяющая одновременно абсолютно следовать принципам открытых систем - стандартизованности и доступности. При ее решении необходимо руководствоваться количественными параметрами (объем передаваемых полезных данных, максимальная длина шины, допустимое число узлов на шине, помехозащищенность и др. Но надо иметь ввиду, что при улучшении одного параметра может произойти ухудшение другого.