Разработка системы компьютерного контроля и управления основными характеристиками газовой среды в «Биос-3» Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Информационные технологии

УДК 669.713.7

М. А. Майорова Научный руководитель - А. А. Тихомиров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ОСНОВНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ В «БИОС-3»

Контроль качественного состава воздушной среды представляется для системы «Биос-3» крайне важным. В процессе функционирования СЖО в ней постоянно изменяется концентрация кислорода и углекислого газа. Для своевременного принятия мер к удержанию концентрации данных газов в заданных пределах требуется оперативная система контроля и управления основными характеристиками газовой среды.

Система «Биос-3» представляет собой искусственную биосферу, приближающуюся к полной замкнутости и пригодную для жизни человека, которая была создана красноярскими биофизиками в конце шестидесятых годов и в начале семидесятых годов.

По своей конфигурации «Биос-3» является прототипом варианта жизнеобеспечения лунной базы. Система была изолирована от внешней среды; в ней имитировались обычные в космосе функции - снабжение извне энергией (электрическим током), охлаждение (водопроводной водой).

Стоит заметить, что состав газовой среды в системе «Биос-3» играет определяющую роль для возможностей обитания в ней человека, а также растений. При этом кислород и углекислый газ являются жизненно важными для человека и растений, так как человек при дыхании потребляет кислород выделяя при этом углекислый газ, растения же, напротив в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Таким образом, стоит задача уравновешивания этих процессов таким образом, чтобы концентрация СО2 и О2 оставалась постоянно в заданных пределах.

Поэтому разработка системы компьютерного контроля и управления основными характеристиками газовой среды является крайне важной задачей.

Сформированы требования, предъявляемые к содержанию газов в СЖО:

ПК

- допустимая концентрация СО2 от 0,03 до 1,5 %;

- допустимая концентрация для О2 от 18 до 24 %. В качестве управляющего воздействия, влияющего

на концентрацию О2 и СО2 в системе выбрано изменение интенсивности света падающего на растения. График зависимости интенсивности фотосинтеза от интенсивности света представлен на рис. 1.

^ Интенсивность фотосинтеза, отн.ед.

Н Р

-►

Интенсивность свет, отн.ед.

Зависимость интенсивности фотосинтеза от интенсивности света

гос

Рис. 2 Функциональная схема системы автоматического управления характеристиками газовой среды в СЖО: ЗУ - задающее устройство, СУ - сравнивающее устройство, УП - усилитель-преобразователь, УП 2- усилитель-преобразователь 2, ИУ - исполнительное устройство, ОУ - объект управления, ИЭ - измерительный

преобразователь, ГОС - главная обратная связь

Секция «Информационно-управляющие системы»

Очевидно, что регулирование целесообразно производить при помощи изменения интенсивности света (с включением и выключение дополнительных ламп) в диапазоне, находящемся на отрезке КМ данного графика.

Рассчитано, что для обеспечения необходимого уровня освещенности растений в одном фитотроне для растений расположенных на площади 20 м2 необходимо постоянное использование 14 металлогало-генных ламп мощностью 3 кВт, при этом необходимо применение 6 дополнительных ламп, используемых в качестве исполнительных устройств в системе регулирования. В качестве измерительного элемента будут использованы 2 газовых анализатора: для измерения СО2 ЬьСог 820; для измерения О2 Рагатах 101.В качестве задающего и сравнивающего устройства используется компьютер со специально разработанным для задачи управления основными характеристиками газовой среды СЖО программным обеспечением.

Функциональная схема системы автоматического управления характеристиками газовой среды в СЖО

представлена на рис. 2.Программное обеспечение системы управления характеристиками газовой среды позволяет:

1. Устанавливать интервал измерения СО2 и О2

2. Вывод данных измерения в числовом значении или в виде графика.

3. Сохранение данных измерения в виде текстового файла (с указанием времени и концентрации)

4. Установка минимального и максимального значения концентрации О2 и СО2, при которых подается звуковой сигнал.

5. На основании полученного значения О2 и СО2 формирование управляющего воздействия (для включения или отключения дополнительных ламп).

Таким образом, создание системы контроля и управления характеристиками газовой среды в системе «Биос-3» позволит уменьшить время реакции на изменение содержания атмосферы также уменьшить риски, связанные с управлением газовой средой.

© Майорова М. А., Тихомиров А. А., 2011

УДК 004.89

Р. Ж. Мурадимов, Б. В. Полищук Научный руководитель - В. В. Молоков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗРАБОТКА АСУ ИГРОВЫМ МИРОМ В ОНЛАЙН ПРОЕКТАХ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ, РАЗРАБОТАННЫХ НА ПЛАТФОРМЕ «CHILLI ROAD»

Какими бы продвинутыми не были мобильные онлайн-приложения сегодня, все они остановились в своем развитии, не получив настоящих преимуществ от работы в режиме реального времени. Одним из решений данной проблемы стала разработка уникальной по своим параметрам real-time платформы «Chilli Road», которая, прежде всего, является способом визуализации объектов на мобильном устройстве. Но для создания успешного онлайн-приложения одной визуализации игрового мира недостаточно - необходимо управлять им, делать его интерактивным. В данной статье дается краткое описание данной платформы, а также общие принципы управления игровым миром в режиме реального времени.

«Chilli Road», как архитектурное решение, представляет собой платформу для поддержки большого числа двухмерных объектов с простой физикой.

С точки зрения разработчика, API «Chilli Road» представляет собой следующий набор базовых сущностей:

- понятие контекста мобильного терминала (далее CTX);

- XML/TCP протокол обмена;

- глобальный объект;

- локальный объект;

- мобильный браузер;

- объектное событие (obj_event);

- командное CTX-событие (cmd_event);

- модуль управления объектами (далее SCP);

- модуль управления CTX;

а так же собственных модулей разработчика:

- модуль (точка подключения) обработки obj_event (OP);

- модуль (точка подключения) обработки CTX событий (CP);

- модуль (точка подключения) воздействий со стороны внешней логики (может отсутствовать).

Управление игровым миром сводится в основном к управлению объектами и событиями, связанными с ними, в глобальном пространстве объектов общего и единого для всех клиентов. Таким образом, разработчик системы управления работает только с двумя модулями: 8СР и ОР.

Для создания гибкой системы автоматизированного управления игрового мира необходимо руководствоваться основными принципами:

- вызовы со стороны 8СР должны обрабатываться ОР в режиме реального времени (т. е. в течение минимально возможного времени, типичное - 10... 100 мс, максимальное - 1000 мс);

- все вызовы ОР могут происходить в произвольное время, таким образом, по возможности, не должно быть логических связей между обработчиками внутри пользовательской логики;

- для эффективной работы приложений, в любое время должно быть достаточное число свободных ОР