CC BY
54
Значения к, рассчитанные по формуле (14) для различных коэффициентов ослабления п и заданной точности выполнения тождества (13), сведены в представленную ниже таблицу.
Т аблица значений к и М
п 2 4 6 8 10
є = 0.1 3 10 21 38 58
є = 0.01 5 19 42 75 116
є = 0.001 7 28 62 112 173
є = 0.0001 10 37 83 149 231
М 4 16 36 64 100
Как видно из таблицы, величина к и, следовательно, время получения первого сглаженного измерения в соответствии с алгоритмом экспоненциального сглаживания будут увеличиваться с повышением требований к точности выполнения тождества (13).
Для сравнения в нижней строке таблицы приведены рассчитанные по формуле (6) для различных коэффициентов ослабления п значения М, от которых будет зависеть согласно (11) инерционность процесса измерения. По результатам сравнения видно, что оба алгоритма будут иметь инерционность одного порядка, если точность выполнения тождества (13) составит 1%.
В заключение следует отметить, что с увеличением коэффициента ослабления шумов измерения п возрастает время получения первого сглаженного значения сигнала х, но при этом неравенство (4) будет выполняться с существенным запасом, что обеспечит компенсацию всех погрешностей вычислений, присутствующих в алгоритмах первичной обработки. При этом следует помнить, что использование программной фильтрации для уменьшения шумов измерения требует увеличения разрядной сетки микроконтроллера по отношению к разрядности АЦП.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пьявченко Т.А. Оценка алгоритмов сглаживания. Известия ТРТУ. Тематический выпуск: Материалы Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Компьютерные технологии в инженерной и управленческой деятельности». Таганрог: ТРТУ, 2001. №3 (21). С.122-125.
2. Строганов Р. П. Управляющие машины и их применение: Уч. пособие для студентов спец. «Автоматика и телемеханика». 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк.,1986. 240 с.
В.В.Коробкин, Э.В.Мельник, Л.Ж.Усачев, В.В.Волков
СИСТЕМА ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПЕРЕГРУЗКИ ЯДЕРНОГО
ТОПЛИВА
За прошедший период многие системы и узлы АСУТП атомных станций, созданные еще в СССР, или давно морально и физически устарели, или вообще не
производятся. Это в первую очередь касается систем управления, входящих в состав АСУТП атомного реактора типа ВВЭР-1000.
Одним из таких ответственных узлов АСУТП энергоблока АЭС является система управления (управляющий вычислительный комплекс - УВК) перегрузочной машины (МП) атомного реактора, с помощью которой осуществляется загрузка (перегрузка) ядерного топлива в реактор.
Управляющий вычислительный комплекс предназначен для контроля, измерения параметров и управления технологическим процессом перегрузки ядерного топлива реакторной установки ВВЭР-1000, работы оборудования, используемого в этом технологическом процессе, а также обеспечения современных норм и правил, действующих в области атомной энергетики при выполнении ядерно-опасных транспортно-технологических операций с ТВС и средствами воздействия на радиоактивность.
УВК имеет следующие характеристики:
- соответствует принципу единичного отказа;
- является резервированным, независимым;
- способен выполнять свои функции с учётом воздействия природных явлений (землетрясений до 8 баллов по шкале MSK-64);
- предусматривает средства (блокировки), с помощью которых исключаются единичные ошибки персонала или ослабляются их последствия;
- обеспечивает автоматическую диагностику состояния и режимов эксплуатации, в том числе технических, программных средств контроля и управления, а также контуров регулирования.
В УВК предусмотрены:
- средства контроля и управления процессами перегрузки ядерного топлива;
- указатели положения и состояния механизмов;
- средства, обеспечивающие сбор, обработку, документирование и хранение информации, достаточной для того, чтобы иметь возможность своевременного и однозначного установления исходных событий возникновения нарушений нормальной эксплуатации и аварий, их развития, а также действий персонала;
- средства регистрации положения и состояния механизмов перегрузки, выполнения алгоритмов перегрузки, действий персонала;
- меры по исключению несанкционированного доступа к выполнению ядерноопасных операций;
- автоматическое протоколирование срабатываний блокировок, всех перемещений кассет, а также средства регистрации наличия блокировок и проверки их работоспособности.
УВК состоит из двухканального пульта дистанционного управления (ПДУ) и двух каналов контроллеров.
ПДУ служит для подготовки программы работы механизмов МП согласно технологическому процессу перегрузки ядерного топлива, реализует функции информационной поддержки оператора, обеспечивает интерфейс “человек-машина”, ведет регистрацию и хранение информации о ходе работы механизмов, действий оператора, обеспечивает связь с контроллером, а также выдает информацию на общий щит управления АЭС по локальной сети “ETHERNET”.
Контроллер служит для связи с объектом управления, реализующим функции сбора информации от датчиков, первичную обработку собранной информа-
ции и управление механизмами МП. Контроллер производит внутреннюю диагностику состояния в период работы, а также диагностику датчиков, механизмов МП, линий связи между ними и пультом дистанционного управления, осуществляет управление работой механизмов.
Выполнение блокировок осуществляется контроллером вне зависимости от полученной программы работы механизмов. Сигнализация о сработавшей блокировке, а также состояния датчиков, инверторов и положения механизмов во время диагностики и работы МП передается на ПДУ и отображается для оператора на экране монитора.
УВК обеспечивает следующие режимы управления:
- автоматический (цикловой или операционный);
- ручной с блокировками;
- тренажерный.
Автоматический режим. В автоматическом режиме обеспечивается выполнение циклов перегрузки или отдельных операций, установленных технологическими алгоритмами.
Ручной режим с блокировками. В ручном режиме с блокировками обеспечивается выполнение действий, установленных технологическими алгоритмами, при этом должна быть возможна работа только одного механизма МП.
Тренажерный режим. Тренажерный режим обеспечивает обучение операторов МП, осуществляет имитационное моделирование на ПЭВМ в реальном масштабе времени процесса перегрузки, без непосредственного управления механизмами МП.
Кроме того, в системе предусмотрен режим наладки и подготовки задания (программы перегрузки топлива). В этом режиме выполняется первоначальная подготовка данных о рабочей зоне машины перегрузочной, о координатах ячеек для топлива, о расположении ТВС и т.п. В дальнейшем на основе этих данных строится и вводится в систему программа перегрузки топлива.
В целях повышения безопасности проверка вводимой программы перегрузки ведется в несколько этапов:
- на этапе ввода контролируется правильность указанных координат и наличие ТВС с указанной маркировкой, это позволяет устранить чисто механические ошибки, возможные на этапе ввода;
- на этапе трансляции программы проверяется принципиальная возможность выполнения введенной программы перегрузки, т.е. возможность выполнения перемещений, наличие ТВС в указанных ячейках, а также рассчитываются маршруты перемещений;
- на этапе тестового выполнения программы в тренажерном режиме с отображением на экране всех перемещений механизмов машины перегрузочной и эмуляцией работы контроллера выполняется окончательная проверка.
Следует отметить, что без предварительного выполнения описанных выше шагов подготовки программы перегрузки ее выполнение невозможно.
Таким образом, обеспечивается качественно новый уровень взаимодействия обслуживающего персонала с системой управления, повышается надежность проведения технологического процесса перегрузки ядерного топлива, путем
снижения вероятности выдачи несанкционированной команды как системой управления, так и ошибочными действиями оператора.
Ю.В. Чернухин, В.Х. Пшихопов, С.Н. Писаренко,
О.Е. Трубачев, А.В. Сергеев
СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕЙРОСЕТЕВОГО И СИНЕРГЕТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРОВ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ РОБОТОВ1
Одной из важных проблем организации интеллектуального поведения адаптивных мобильных роботов (АМР), функционирующих в сложной априори неформализованной естественной среде, является проблема автоматической прокладки маршрута и эффективного его исполнения. Ранее был предложен бионический метод решения данной проблемы на базе нейросетевых систем управления [1]. Суть его состоит в том, что в процессе взаимодействия с неформализованной внешней средой, в нейросетевой системе управления робота периодически перед началом каждого элементарного действия его эффекторных (исполнительных) устройств, воспроизводится план среды, формируемый при помощи сенсорной системы. Этот план отображает имеющее место в момент восприятия взаимное расположения цели, препятствий, самого робота и свободных для движения участков среды с учетом трудности их преодоления. Затем этот план отображается в состояниях нейроэлементов физически реализованной бортовой планирующей нейросети и на ней отыскивается градиент функционала, определяемого множеством возможных траекторий достижения цели. После этого нейросетевой системой принятия решений формируется, а эффекторными устройствами отрабатывается вектор элементарного перемещения в среде, направленный вдоль векторного антиградиента функционала, найденного на плане среды в нейросетевой системе управления. Данные действия повторяются автоматически до достижения роботом цели.
Теоретические и экспериментальные исследования данного метода показали его высокую эффективность при решении ряда прикладных задач адаптивной робототехники. Однако те же исследования выявили и его недостатки, связанные с тем, что аппаратные затраты на реализацию искусственной нейросети быстро возрастают с увеличением размеров реальной среды функционирования робота, а также с тем, что возникают трудности эффективной отработки планируемых траекторий.
С целью преодоления этих недостатков был предложен подход, основанный на разделении стратегического уровня планирования с уровнем исполнения планируемых действий и реализации их не нейросетевыми, а автоматными методами на основе контурного регулятора [2]. Предлагаемый подход позволяет увеличить точность исполнения эффекторной системой АМР спланированных на нейросетевом стратегическом уровне маршрутов и тем самым повысить эффективность не только планирования, но и исполнения спланированных действий.
Принцип работы контурного регулятора состоит в формировании локальных маршрутов перемещений и прежде всего траекторий обхода препятствий с
1 Авторы выражают признательность за финансовую поддержку Министерству Образования РФ (грант № Е00-2.0-51)
