1.2. Концептуальная модель процесса оценивания контролируемых параметров
Для сбора и обработки экспериментальных данных в автоматизированных системах научных исследований, контроля и испытания используется типовой проблемно – ориентированный контрольно – вычислительный комплекс. Большой объем экспериментальных данных, который необходимо обрабатывать при их оценивании, требует использование технических и программных средств обеспечения. Эти средства в виде программно-аппаратного комплекса на базе серийных средств вычислительной техники широкого применения и специальной аппаратуры для сопряжения ЭВМ с исследуемым объектом образуют ИИУ [77]. Программно-аппаратный комплекс служит передаточным звеном, который активизирует ресурсы информационного, методического и организационного обеспечения, и позволяет ИИУ осуществлять разнообразные функции предварительной обработки информации. При этом ИИУ характеризуется гибкой структурой и максимальной взаимозаменяемостью модулей и блоков, что позволяет легко реализовать структуру алгоритма обработки экспериментальной информации (АОЭИ).
Основная функция ИИУ состоит в автоматизированной обработке экспериментальных данных для получения и исследования математической модели измерения (ММИ) на основе применения математических методов, автоматизированных процедур планирования и управления экспериментом, а также дает возможность корректировать условия эксперимента для выбора ММИ при оценивании параметров контроля.
Использование ИИУ повышает эффективность автоматизации обработки экспериментальных данных за счет ускорения их обработки при снижении ее трудоемкости. При этом получают более точные и полные ММИ задачи оценивания, а также модели исследуемых элементов, используемых затем в АСУТП для принятия решения по управлению, прогнозированию или проектированию [54, 77]. Адекватность и точность таких моделей обеспечивается всем комплексом методических, программных и других средств ИИУ. Этот эффект образуется также от улучшения технико-экономических характеристик разрабатываемых и контролируемых объектов на основе получения и использования более точных моделей этих объектов, сокращения дорогостоящих натурных испытаний, исключения некоторых стадий опытно-конструкторских работ, что в конечном счете приводит к снижению затрат на разработку контролируемого объекта.
Структура ИИУ определяется структурой АОЭИ (рис. 1.1), т.е. комплексом процедур по переработке информации, которые поддерживаются ресурсами из средств обеспечения. При этом различают объектно-ориентированные, которые осуществляют получение и обработку экспериментальных данных о параметре исследуемого объекта, и обслуживающие процедуры ИИУ, которые осуществляют функции управления и обработки информации, не зависящие от особенностей исследуемого объекта. Для достижения цели высококачественной обработки экспериментальных данных ИИУ, в соответствии с рис. 1.2, реализует следующие функции:
ИИУ
x y = Ax + v
Ry
Рис. 1.1. Структура алгоритма обработки экспериментальных данных в общей схеме оценки параметра x
Р
– формирование испытательных воздействий на параметр контроля исследуемого объекта;
– сбор и обработка экспериментальных данных;
– получение и анализ ММИ задачи оценивания параметров;
– выработка решений об адекватности моделей;
– планирование и управление экспериментом;
– накопление, обработка и организация доступа к априорной информации.
Причем формирование модели измерения при обработке экспериментальных данных осуществляется по схеме на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Схема формирование модели измерения для обработки экспериментальных данных
Программно-аппаратный комплекс ИИУ состоит из средств методического, программного, технического, информационного и организационного обеспечения, а взаимодействие исследуемого объекта с ИИУ осуществляется через аппаратуру сопряжения, входящую в состав программно-аппаратного комплекса. Программное обеспечение подразделяется на общесистемное и прикладное. Компонентами общесистемного программного обеспечения являются операционные системы, стандартные управляющие программы на базе операционных систем, трансляторы с алгоритмических языков и языков управления. Компонентами прикладного программного обеспечения являются пакеты прикладных программ для осуществления процедур исследований или испытаний. Компоненты методического обеспечения создаются на основе перспективных методов автоматизации обработки экспериментальных данных, эффективных методов математического моделирования исследуемого объекта и его элементов, использование методов формализованного описания и имитационного моделирования, применения методов планирования и оптимизации эксперимента, использования типовых и стандартных процедур обработки экспериментальных данных, стандартных вычислительных и расчетных методов.