CC BY
7
УДК 658.5
СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ ПРОЦЕССОРНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
А. Г. Усынина, М. В. Титович*, Л. В. Афанасьева, С. Д. Метелкина, Н. В. Анисимова
Красноярский политехнический техникум Российская Федерация, 660079, г. Красноярск, ул. А. Матросова, 20 *E-mail: 2547753@mail.ru
Предложена последовательность синтез структуры процессорных измерителей с применением графоаналитических методов.
Ключевые слова: процессорные измерители, уравнение измерения, графы, матрицы.
SYNTHESIS OF THE STRUCTURE OF PROCESSOR MEASUREMENTS WITH APPLICATION OF GRAPHANALYTIC METHODS
A. G. Usynina, M. V. Titovitch*, L. V. Afanasyeva, S. D. Metelkina, N. V. Anisimova
Krasnoyarsk Polytechnic College 20, A. Matrosova Str., Krasnoyarsk, 660070, Russian Federation *Е-mail: 2547753@mail.ru
In this paper, we propose a sequence of synthesis of the structure of processor meters using graphoanalytical methods.
Keywords: Processor meters, equation of measurement, graphs, matrices.
Процессорные измерители (ПИ) осуществляют прием и измерение аналоговых и дискретных сигналов, выполняют предварительную обработку этих сигналов, преобразование их в цифровой вид, пригодный для передачи в подсистему обработки по какому-нибудь коммуникационному протоколу [1].
При проектировании ПИ мы сталкиваемся с множеством измерительных задач (ИЗ), уравнений измерения (УИ) и структур процессорных измерителей (Спи) и первичных преобразователей (1111) [2]. Принципиальная особенность процессорных измерителей состоит в том, что в них программируемая вычислительная процедура входит в состав измерительной цепи и участвует в получении результата измерения. В состав такого измерителя входит первичный преобразователь (ПП), коммутатор (К), измерительный преобразователь (ИП), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), процессор (П). Предлагаемый подход [3] заключается в синтезе процессорных измерительных средств, который состоит из следующих этапов:
1. Формирование типовых уравнений измерения согласно общепринятой классификации измерений (прямые (П), косвенные (К), итеративные (И), неитеративные (Н), с усреднением (У), обыкновенные (О)). Уравнения измерения (УИ) представлены в операторной форме, куда входят следующие операции: преобразования, выполняемые в аналоговой форме; преобразования, выполняемые в числовой форме, аналого-цифровые преобразования [2].
À* = у Ri K R2,
где À* - результат измерения; у - входное воздействие; R1 - преобразования, выполняемые в аналоговой форме; К - аналого-цифровое преобразование; R2 - преобразование, выполненное в числовой форме.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 3
2. Определение УИ и структуры процессорного измерителя согласно требований, предъявляемых к данному типу измерений. Причем каждому УИ соответствует своя структура процессорного измерителя, куда входят измерительный преобразователь, коммутатор аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь, процессор (рис.1, 2) [4].
Рис. 1. Структура процессорных измерителей для прямых и косвенных быкновенных и с усреднением неитеративных измерений
Рис. 2. Структура процессорных измерителей для прямых и косвенных обыкновенных и с усреднением итеративных измерений
То, что типовые структуры ПИ, приведенные на рис. 1, 2, выполняющие прямые и косвенные измерения, оказываются одинаковыми, свидетельствует о широких возможностях трансформации функций за счет изменения программной части при фиксированной аппаратной [3]. Этим еще раз подчеркивается роль уравнения измерений, дающего формализованное описание процедуры измерений с учетом как параметров аппаратных средств, так и необходимых характеристик программного обеспечения преобразований, выполняемых в числовой форме.
После получения структуры ПИ, необходимо дать ее оценку по технико-экономическим, техническим и структурным критериям. В статье рассматривается способ оценки структуры по критерию сложности. Для чего исследуемая структурная схема описывается многоуровневым иерархическим графом, например, для КУИИ граф выглядит следующим образом (рис. 3).
к1
Рис. 3. Многоуровневый иерархический граф для КУИИ Далее для графа записываются матрицы инциденций для каждого уровня по правилу:
Мг1 = М,
Т, если к;к е к]к+1
где а„ =
[0, в противном случае
Полученные матрицы перемножаются, определяя число возможных путей информации в структуре. Показатель сложности структуры Кс при этом определяется по формуле [3]:
^ =
1
т1хт21=1Н
т1т2
2 Ру-1,
где т1 - число висячих вершин; т2 - число тупиковых вершин; рц - число различных путей, ведущих от 1-той висячей вершины в .]-тую тупиковую вершину.
Результат вычислений является параметром, однозначно определяющим сложность данной структуры.
Библиографические ссылки
1. Кучерявый А. А. Бортовые информационные системы : курс лекций / под. ред. В. А. Мишина и Г. И. Клюева. 2-е изд., перераб. и доп. Ульяновск : УлГТУ, 2004. 504 с.: ил.
2. Цветков Э. Н. Процессорные измерительные средства. Л. : Энергоатомиздат, 1989. 224 с.
3. Дорошенко В. А. Синтез технологической структуры автоматизированных технологических процессов первичной обработки древесины : монография. Красноярск : КГТА, 1996. 299 с.
4. Дорошенко В. А., Титович М. В., Тарченков В. Ф. Исходные данные для выбора уравнения измерения структуры микропроцессорных измерительных устройств размеров круглого лесоматериала // Проблемы химико-лесного комплекса : сб. науч. тр. Рос. науч.-практ. конф. Красноярск, 1994. Т. 3, ч. 1. С. 39-45.
© Усынина А. Г., Титович М. В., Афанасьева Л. В., Метелкина С. Д., Анисимова. Н. В., 2017
а
1
к
7
