Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Харуби Науфел

Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов
<
Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Харуби Науфел. Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.12 / Харуби Науфел; [Место защиты: С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т (ЛЭТИ)].- Санкт-Петербург, 2010.- 140 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1850

Содержание к диссертации

Введение

1. Автоматизация проектирования виртуальных измерительных систем 12

1.1. Применение виртуальных измерительных систем при испытании образцов приборов 14

1.2. Обзор аппаратного и программного обеспечений для реализации виртуальной измерительной системы 17

1.2.1. Модульная платформа для измерений и автоматизации тестирования PXI 18

1.2.2. Compactrio - реконфигурируемая контрольно-измерительная система 23

1.2.3. Среда графического программирования labview 26

1.3. Процесс проектирования виртуальных измерительных систем 34

1.4. Выводы 37

2. Архитектура сапр виртуальных приборов 39

2.1. Управляющая подсистема сапр виртуальных приборов 45

2.2. База данных виртуальных приборов 48

2.3. Подсистема выбора аппаратных и программных модулей виртуальных приборов 56

2.4. Подсистема интеграции аппаратных и программных модулей виртуальных приборов 60

2.5. Формализация задачи совместимости аппаратных и программных модулей виртуальных приборов 63

2.6. Выводы 71

3. Автоматизация выбора совместимых аппратных и программных модулей виртуальных приборов на основе онтологического инжиниринга 72

3.1 Онтологического подход к выбору аппаратных и программных модулей вп на основе аппарата логики предикатов первого порядка 72

3.2 Основы онтологического инжиниринга 75

3.3 Природа онтологического исследования 76

3.4 Определение онтологии и систематизация знаний в области онтологии 77

3.5 Процесс онтологического инжиниринга в нотации IDEF3 79

3.6 Онтологический инжиниринг предметной области 80

3.6.2 Идентификация задания 80

3.6.3 Сбор относящих к предметной области знаний 81

3.6.4 Определение словаря 84

3.6.5 Таксономия в виде семантических сетей 94

3.6.6 Регистрация общих знаний о предметной области 99

3.6.7 Составление конкретного экземпляра задачи , 101

3.6.8 Передача запросов процедуре логического вывода и получение ответов 104

3.6.9 Проверка согласованности и отладка базы знаний 104

3.7 Стандарт онтологического исследования 104

3.7 .1 Стандарт онтологического исследования IDEF5 104

3.7 .2 Концепции IDEF5 105

3.7 .3 Языки описания онтологии в IDEF5 105

3.7.4 Стандарт онтологического исследования семантического web 107

3.8 выводы: , 109

4. Программная реализация сапр виртуальных приборов 110

4.1 Терминология среды PROTEGE 110

4.2 Ттруктурная модель среды PROTEGE 112

4.3 Разработка онтологии проблемной области 114

4.3.1 Создание класса 114

4.3.2 Создание слотов класса 115

4.3.3 Работа с формами 115

4.3.4 Работа с запросами 117

4.3.5 Работа с правилами: 119

4.4 АРІ для программирования онтологии 121

4.5 Программная реализация разработанных структур 123

4.6 Выводы : 128

5. Применения сапр виртуальных приборов 129

5.1 Аппаратно-программны комплекс для проведения виброиспытаний.. 129

5.2. Аппаратное обеспечение комплекса виброиспытаний 131

5.3. Программное обеспечение комплекса виброиспытаний... 133

5.4. Выводы 135

Список литературы 136

Введение к работе

Современный этап развития САПР характеризуется динамичным
расширением предметных областей их применения. В широком круге
задач, охватываемых проблемой дальнейшего развития

автоматизированного проектирования, существенную роль играет создание новых проблемно-ориентированных систем проектирования сложных объектов заданного целевого направления.

В последние годы появилась и получила развитие новая отрасль создания и разработки измерительных средств. Это в первую очередь связано с активным развитием компьютерных технологий применительно к технологиям измерений. Основными аппаратными средствами в измерительных технологиях стали так называемые DAQ - boards (Data Acquisition Boards - платы сбора данных) - измерительные модули, встраиваемые непосредственно в компьютер. Данные модули работают в составе виртуальных измерительных систем (ВИС) под управлением интегрированных программных оболочек для сбора, обработки и визуального представления измерительной информации.

Процесс проектирования ВИС на основе технологий фирмы National Instruments включает следующие этапы:

подбор аппаратных модулей (DAQ), исходя из функциональных требований и требований к точности и быстродействию системы;

выбор драйверов и совместимых программных модулей виртуальных приборов из библиотек среды Lab VIEW;

разработка специализированных программных модулей в среде Lab VIEW;

интеграция аппаратных и программных модулей, формирование лицевых виртуальных панелей измерительных систем и построение законченного Real Time Module (модуля реального времени) измерительной системы.

Реализация данного процесса в инженерной практике требует значительных временных затрат и высокой квалификации проектировщика, вследствие большой номенклатуры выпускаемых аппаратных модулей и проблемы совместимости аппаратного и программного обеспечений проектируемой системы. Сокращение трудоемкости проектирования может быть достигнуто за счет применения методов автоматизированного проектирования и создания специализированной САПР виртуальных приборов (ВП).

Работа по формированию адаптируемых к определённым изменениям компонентов САПР ведётся в нескольких направлениях: разработка удобных пользовательских интерфейсов, создания инвариантных средств управления информационными ресурсами, совершенствование матема-

тических моделей объектов проектирования и подсистем оптимизации, разработка средств интеграции и интеллектуализации САПР.

Как существующие, так и перспективные потребности развития ВИС ставят задачу разработки общесистемного программного обеспечения в виде ядра САПР, предоставляющего развитые инструментальные диалоговые средства всем группам пользователей САПР:

1. инженерам-пользователям (система должна оперативна
приспосабливаться к уровню их квалификации и иметь гибкий диалоговый
интерфейс, допускающий динамичную модификацию операционной
модели диалога)

2. администраторам САПР, сопровождающим систему в проектной
организации(система должна быть развивающийся в функциональном
направлении и иметь открытый инструментальный аппарат для разработки
и модификации сценария диалога гибкой структуры).

Разработка в качестве ядра ВИС системы автоматизированного проектирования виртуальных приборов (ВП) с открытой архитектурой программного и информационного обеспечения САПР уделяется недостаточное внимание. В основе реализации этой концепции лежит строгий онтологический подход к построению средств информационного обеспечения САПР ВП.

В данной работе под онтологией подразумевается модель представления знаний предметной области в виде набора понятий этой предметной области и существующих между ними отношений, которая может быть использована в качестве основы определённой базы знаний.

Указанные обстоятельства и определили основное направление выполненных в диссертации исследований, тематика которых тесно связана с планом госбюджетной НИР по теме «Разработка цифровой системы измерений и управления испытательным оборудованием при проведении механических и климатических испытаний» (договор № 6814/САПР-72», 2009 г.). НИР ЛЭТИ им.В.И.Ульянова(Ленина). Исследования проводились на кафедре САПР в 2004-20 Юг.г.в рамках НИР по теме «Теоретические основы и методы проектирования программно-аппаратных комплексов испытаний технических объектов», выполняемой в рамках программы фундаментальных научных исследований ОНИТ РАН «Фундаментальные проблемы разработки новых структурных решений и элементной базы в телекоммуникационных системах»;

С учётом вышесказанного вопросы разработки информационного обеспечения САПР виртуальных приборов и построения на её основе виртуальной измерительной системы является актуальными для теории и практики САПР и представляют значительный практический и теоретический интерес.

Цель работы Целью диссертации является исследования вопросов разработки информационного обеспечения САПР виртуальных приборов,

направленных на создания инструментальных средств построения виртуальных измерительных систем.

Достижения указанной цели предполагает решения следующих задач:

1 .Исследование семантического описания объектов системы. 2.Исследование методов и технологий онтологического моделирования виртуальных приборов.

3 .Исследование и разработка онтологии предметной области ВП. 4.Разработка открытой архитектуры САПР виртуальных приборов. 5.Рразработка специализированной базы данных (БД) и базы знаний (БЗ) виртуальных приборов.

Основные методы исследования В ходе диссертационного исследования были использованы модели и методы теории множеств, положения теории искусственного интеллекта, логики предикатов первого порядка, дескриптивной логики, методы теорий САПР,

Новые научные результаты

  1. Разработка открытой архитектуры САПР виртуальных приборов, отличающейся от известных наличием инвариантной информационной части, обеспечивающей системе возможность развития и адаптации к новым задачам проектирования.

  2. На основе анализа предметной среды и операционных компонентов проектирования впервые разработана онтология предметной области виртуальных приборов.

  3. Впервые разработана база данных и база знаний виртуальных приборов на основе онтологического подхода.

На основании полученных результатов разработана САПР ВП, предназначенная, в первую очередь, для специалистов, занимающихся разработкой виртуальных измерительных систем.

Научные положения, выносимые на защиту

  1. Архитектура САПР виртуальных приборов.

  2. Онтология предметной области виртуальных приборов.

  3. Специализированная база данных и база знаний виртуальных приборов.

Практическая значимость.

  1. Применение разработанной САПР ВП на этапах научно-исследовательских работ позволяет сократить сроки разработки и повысить качество проектируемых виртуальных измерительных систем.

  2. Применение разработанной системы в учебном процессе обеспечивает поддержку дисциплин учебного плана, связанных с изучением онтологического инжиниринга при подготовке магистров по направлению «Информатика и вычислительная техника».

З. Разработанные база данных и база знаний могут быть использованы в составе широкого класса САПР для решения задачи совместимости компонентов сложных технических систем.

Разработанная САПР ВП внедрена в учебный процесс по дисциплине «Онтологический инжиниринг», читаемой в рамках магистерской программы «Компьютерные технологии инжиниринга» на кафедре «Системы автоматизированного проектировании», что подтверждено соответствующим актом внедрения.

Реализация и внедрение результатов работы.

Теоретические и практические результаты используются в научно-исследовательской работе НИР по теме 6814/САПР-72 «Разработка цифровой системы измерений и управления испытательным оборудованием при проведении механических и климатических испытаний». Также в НИР по теме «Теоретические основы и методы проектирования программно-аппаратных комплексом испытаний технологических объектов», выполняемой в рамках программы фундаментальных научных исследований ОНИТ РАН «Фундаментальные проблемы разработки новых структурных решений и элементной базы в телекоммуникационных системах»;

Основные результаты работы используются при подготовке магистров по направлению «Информатика и вычислительная техника» (специализация 230100.68-16 «Информационное и программное обеспечения САПР»). Применение разработанной системы в учебном процессе обеспечивает поддержку дисциплин «Онтологический инжиниринг» и «Информационные технологии в проектировании и производстве» учебного плана подготовки магистров. Разработанная САПР ВП внедрена в учебную практику в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) на кафедре «Системы автоматизированного проектирования».

Апробация работы. Основные положения и результаты

диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих

конференциях:

Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии 2010».

59-я, 60-я и 61-я научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина).

Публикации Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 4 статьях, среди которых 2 публикации в

ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК и 2 в международных журналах. Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, с выводами и заключения Основная часть работы изложена на 145 страницах машинописного текста. Содержит 32 рисунка списка литературы, включающего 52 наименований.

Обзор аппаратного и программного обеспечений для реализации виртуальной измерительной системы

Перечисленные выше преимущества позволяют выбрать для реализации цифровой системы измерений следующие компоненты: 1. В качестве аппаратной части системы стендовых испытаний предлагается использовать модульные измерительные системы фирмы N1, базирующиеся на открытом промышленном стандарте PXI (PCI eXtention for Instrumentation). 2. Для организации варианта системы полигонных и натурных испытаний приборов аппаратная часть комплекса может быть дополнена реконфигурируемой контрольно-измерительной системой CompactRIO фирмы N1, имеющей малые габариты, стандартный сетевой интерфейс и возможностью реконфигурирования на основе технологий ПЛИС. Подобные измерительные блоки могут размещаться в непосредственной близости от испытываемых приборов в различных частях подвижного объекта (планер самолета, корпус корабля). 3. Программное обеспечение измерительной системы предлагается создавать в среде графического программирования LabVIEW, сочетающей высокую эффективность программного кода с удобством и наглядностью пользовательского интерфейса.

Рассмотрим более детально возможности выбранных компонентов системы. Платформа PXI основана на широко распространенном стандарте CompactPCI и обеспечивает эффективное взаимодействие с тысячами модулей CompactPCI. PXI представляет собой надежную платформу с фронтальной загрузкой модулей и встроенными возможностями синхронизации и тактирования отдельных устройств, специально разработанными для решения задач тестирования и измерений. PXI является международным стандартом, поддерживающимся более, чем 60 производителями оборудования, в рамках которого разработано свыше 1100 различных продуктов. Высокая производительность, малый размер и низкая цена основанных на технологии PXI систем сделали PXI одной из наиболее быстро развивающихся платформ в технологии тестирования и измерений. Основой измерительной системы является модульный промышленный компьютер, устанавливаемый в стандартное шасси. Для управления измерительными приборами и отображения измеренных значений используется программная среда LabVIEW, работающая в среде Windows различных версий.

Технология модульных приборов N1 основана на использовании компактного, высокопроизводительного оборудования, функционального программного обеспечения и встроенных систем синхронизации и тактирования, обеспечивающих проведение гибких, точных и высокопроизводительных измерений и тестов. N1 предлагает модульные приборы для проведения измерений, выполненные в форматах PXI, PCI, PCMCIA и USB и работающие в диапазоне частот сигналов от постоянного тока до радиочастот. Наиболее надежной и многофункциональной является платформа PXI, позволяющая реализовать практически любую автоматизированную тестовую или измерительную систему[1].

PXI (PCI eXtentions for Instrumentation) - это компьютерная платформа, предназначенная для создания гибких и мощных систем измерений и автоматизации. PXI объединяет скорость и производительность шины PCI с расширенными возможностями тактирования и синхронизации в надежном корпусе модульной платформы CompactPCI. Используя системы на базе PXI, вы можете реализовать все преимущества компьютерных платформ и обеспечить высокий уровень их интеграции в производственный процесс. При построении инструментальной платформы или автоматизированной тестовой системы, промышленной автоматизированной системы или системы сбора данных, использование PXI поможет вам снизить материальные затраты, увеличить производительность системы и сократить время разработки[1].

В основе платформы PXI лежат стандартные компьютерные технологии, такие как высокоскоростная шина PCI, процессоры и периферийные устройства. Благодаря этому, имеется возможность использовать широко распространенные интерфейсы ввода/вывода, такие как Ethernet/LAN, для управления РХІ-системой по сети. РХІ-архитектура построена согласно спецификации модульной платформы CompactPCI (которая в свою очередь основана на технологии PCI), что обеспечивает полную совместимость PXI- и CompactPCI -оборудования.

База данных виртуальных приборов

База данных виртуальных приборов предназначена для хранения информации об аппаратных и программных модулях, используемых для построения виртуального прибора. Источником информации об аппаратных модулях могут служить печатные и Internet каталоги фирмы National Instruments и других фирм, выпускающих оборудование для компьютерных измерительных систем. Так, на рис. 2.3 приведены таблицы из каталога фирмы N1 2008, относящиеся к платам цифровых осциллографов. Каталог плат цифровых осциллографов. Как видно из таблицы, аппаратный модуль цифрового осциллографа на платформе PXI характеризуется семью техническими параметрами, которые существенно влияют на возможности виртуального осциллографа, построенного на базе выбранной платы. Вторым видом информации, хранящимся в базе данных, является описание программных модулей, используемых для построения виртуального прибора. Программные модули виртуальных приборов могут сохраняться в виде отдельного файла с расширением [.vi] или объединяться в библиотеки. Библиотеки виртуальных приборов являются особыми файлами Lab VIEW, которые в среде Lab VIEW имеют такие же возможности по загрузке, сохранению и открытию, как директории и папки. Можно сгруппировать несколько ВП и сохранить их как библиотеку. Библиотеки ВГТ имеют и преимущества, и недостатки. Например, они могут содержать лишь сжатые версии ВП, но не файлы данных или какие-либо другие. Кроме того, операционная система рассматривает библиотеки ВП как единые файлы, и доступ к их содержимому открывается только из LabVIEW[l]. Преимущества использования библиотек Lab VIEW: можно использовать до 255 символов для наименования файлов; переместить библиотеку ВП на другие платформы значительно легче, чем переместить множество отдельных ВП; допустимо немного уменьшить объем проекта на диске, поскольку библиотеки ВП сжаты для уменьшения используемого дискового пространства. Причины сохранения ВП в виде отдельных файлов: можно использовать файловую систему для управления отдельными ВП (например, копирование, перемещение, переименование, дублирование) без помощи Lab VIEW; разрешается использовать поддиректории; сохранение ВП и элементов управления в отдельных файлах надежнее, чем если бы вы сохранили весь проект в одном файле; допустимо обращаться к встроенным в полную версию Lab VIEW элементам управления исходными кодами либо воспользоваться программой разработки исходных кодов другой фирмы. Следует обратить внимание на то, что многие ВП, поставляемые вместе с LabVIEW, хранятся в библиотеках ВП, расположенных в соответствующих папках. Обычно библиотеку создают в процессе сохранения ВП, поэтому после ее создания появляется диалоговое окно, где предлагается назвать ВП и сохранить его в новой библиотеке. Как только создана библиотека, появляется возможность сохранить в ней ВП и получить к ним доступ через LabVIEW как к папкам так и к директориям.

Природа онтологического исследования

Основная цель метода онтологического описания данных состоит в том, чтобы обеспечить структурную методику, поддерживаемую автоматизированными инструментальными средствами, которыми специалист по проблемной области может эффективно разрабатывать и поддерживать полезные и точные онтологии домена[2].

Онтологический инжиниринг — ядро концепции «управления знаниями — совокупность процессов и технологий, предназначенных для выявления, создания, распространения, обработки, хранения и предоставления для использования знаний». Он представляет собой процесс проектирования и разработки онтологии (специального вида базы знаний). Он требует от разработчиков профессионального владения технологиями инженерии знаний — от методов извлечения знаний до структурирования и формализации. Онтологический инжиниринг объединяет две основные технологии проектирования больших систем — объектно-ориентированный и структурный анализ [2].

Онтология строится как дерево или сеть, состоящая из концептов и связей между ними. Связи могут быть различного типа, например, «часть целого», «является», «имеет свойство» и т.п. Концепты и связи имеют универсальный характер для некоторого класса понятий предметной области. Можно выбрать некоторое понятие из этого класса и для него «заполнить» онтологию, задавая конкретные значения атрибутам.

Само построение онтологии, иначе онтологический инжиниринг является мощным когнитивным инструментом, позволяющим сделать видимыми структуры как индивидуального, так и корпоративного знания во всех областях[2].

Как основным девизом логико-лингвистического управления было «использование логических средств обработки для преобразования данных и знаний, представленных в лингвистической форме», так девиз онтологического инжиниринга «использование структурно-логических средств представления данных и знаний предметной области». Онтологический подход к компьютерному представлению информации уже сейчас имеет некоторые вполне законченные прикладные применения в самых разнообразных областях. Не менее важны и перспективные теоретические разработки, направленные на обеспечение семантически корректного поиска в документах (включая подбор информации сетевыми агентами) и автоматическое формирование онтологии по имеющимся ресурсам. Также сейчас на основе этого подхода специалисты осуществляют такие процессы как:

Data mining - процесс обнаружения значимых зависимостей и тенденций в результате интеллектуального анализа содержимого хранилищ и баз данных. Text mining — совокупность технологий извлечения знаний из документов на естественных языках и их представления в необходимой пользователю форме.

Контент анализ - методика объективного качественного анализа содержимого информационных ресурсов, и т.д.

Будучи своеобразным общим словарем понятий, онтологии (см. ниже) существенно облегчают взаимопонимание людей при совместном использовании информации. К тому же представление данных в форме онтологии не просто обеспечивает возможность их автоматической обработки, но и позволяет людям наиболее наглядно и отчетливо сформулировать свои знания по выбранной тематике. Последнее обстоятельство с точки зрения образования представляет огромный интерес. Обучение, являясь процессом целенаправленной передачи знаний, вообще может служить весьма естественной областью для использования онтологии. В частности, от успехов в структурировании знаний и представлении их в машинном виде во многом зависит построение эффективных автоматизированных обучающих систем[2].

Философское понятие «онтология» (от древ. греч. онтос — сущее, логос -учение, понятие) сейчас интенсивно применяется в информатике и искусственном интеллекте. В философии это понятие обозначает часть метафизики - учение о всем сущем, о его наиболее общих филосовских категориях, таких как бытие, субстанция, причина, действие, явление. В инженерии знаний под онтологией понимается следующее определение: Онтология — формальная спецификация разделяемой концептуальной модели [Studer,1998], где под «концептуальной» моделью подразумевается абстрактная модель предметной области, описывающая систему понятий предметной области, под «разделяемой» подразумевается согласованное понимание концептуальной модели определенным сообществом (группой людей), «спецификация» подразумевает описание системы понятий в явном виде, «формальная» подразумевает, что концептуальная модель является машиночитаемой.

Онтология состоит из классов сущностей предметной области, свойств этих классов, связей между этими классами и утверждений, построенных из этих классов, их свойств и связей между ними.

Онтологии разрабатываются и могут быть использованы при решении различных задач, в том числе для совместного применения людьми или программными агентами, для возможности накопления и повторного использования знаний в предметной области, для создания моделей и программ, оперирующих онтологиями, а не жестко заданными структурами данных, для анализа знаний в предметной области.

Программная реализация разработанных структур

Программа полностью реализована на языке Java. Система реализует объектную модель системы управления онтологией, описанной на языке OWL DL, и позволяет: получать доступ к онтологиям с использованием технологий Jena; хранить файлы с описаниями онтологии в файловой системе; выполнять запросы к онтологии, использующие логический вывод. Выбор совместимости аппаратных модуле сбора данных: В четвертой главе описываются проектирование и управление онтологией в среде Protege, программная реализация разработанных структур, методов и алгоритмов построения семантической САПР ВП. Программа полностью реализована на языке Java. Система реализует объектную модель системы управления онтологией, описанной на языке OWL DL, и позволяет: получать доступ к онтологиям с использованием технологий Jena; хранить файлы с описаниями онтологии в файловой системе; выполнять запросы к онтологии, использующие логический вывод. Объектная модель онтологии содержит классы-сущности, представляющие элементы онтологии, класс для трансляции OWL-данных во внутреннее представление сервера и управляющий класс, реализующий программный интерфейс доступа к функциям сервера онтологии. Целью виброиспытания является проверка работоспособности испытываемого образца прибора в рабочих условиях, характеризующихся повышенным уровнем вибраций. Испытания проводятся на воздействие вибрации различного происхождения (синусоидальная, широкополосная случайная (ІЛСВ), ударное воздействие). Испытываемый прибор (образец) в процессе испытаний может находиться в двух режимах: .

Пассивный режим (прибор выключен и не функционирует); 2. Активный режим (прибор включен и выполняет свои функции). При пассивном режиме испытания тестируется механическая прочность прибора и его способность переносить транспортную вибрацию. Испытания считаются успешными, если после их проведения прибор полностью сохраняет работоспособность и не имеет механических повреждений. Активный режим предполагает непрерывное слежение за состоянием работающего прибора и измерение его основных параметров в процессе испытания. Такие испытания проводятся для оборудования, функционирующего на подвижных объектах в условиях наличия значительных механических воздействий. Успешность испытаний определяется нахождением основных параметров и характеристик прибора в допустимых пределах. В дальнейшем представляется двухуровневая схема АПК и ее описание. Рассмотрим сначала испытания на вибрацию. Аппаратно-программный комплекс для проведения виброиспытаний (АПКВИ) включает подсистему генерации вибраций (ГВ), состоящую из следующих компонентов: Вибростенд — Вибростенд преобразует электронный сигнал с параметрами заданного испытания в колебательное движение. Усилитель — Усилитель усиливает электронный сигнал, сгенерированный управляющей системой. Цель этой операции заключается в том, чтобы создать достаточно сильную амплитуду сигнала, которая обеспечит «запуск» вибростенда для работы на заданных уровнях. Устройство управления — Устройство управления корректирует динамические характеристики вибростенда и испытываемого образца и генерирует электронный сигнал, инициирующий заданное колебательное движение.

Датчики - Датчики измеряют уровень колебательного движения и преобразуют результаты измерений вибраций в электронный сигнал, который можно измерить при помощи управляющей системы. Для проведения испытаний в активном режиме состав АПК должен быть дополнен подсистемой контроля и измерений (КИ), позволяющей фиксировать основные параметры и характеристики испытываемого образца. В зависимости от функционального назначения прибора в состав подобной системы могут входить разнообразные измерительные устройства: осциллографы, генераторы сигналов, анализаторы спектра, мультиметры, акселерометры, температурные датчики и т.д. Подсистема обработки и документирования результатов испытаний (ОДРИ) должна решать задачи вычисления интегральных оценок измерений, протоколирования процесса испытаний, формирования протоколов и построения электронного архива результатов испытаний. Существенным элементом данной подсистемы должна быть база данных результатов испытаний (БДРИ). Для организации функционирования всех подсистем аппаратно-программного комплекса необходимо наличие подсистемы управления и автоматизации испытаний (УАИ). К функциям данной подсистемы относится: формирование программы испытаний; настройка параметров всех подсистем на программу испытаний конкретного образца прибора; запуск и остановка подсистем.

Похожие диссертации на Исследование и разработка информационного обеспечения САПР виртуальных приборов