Введение к работе
Актуальность темы . Современные сястема автоматического управления (САУ) являотсл объектами проектирования высокого уровня сложности. Предметная область разработки САУ характеризуется свойствами гетерогенности и многосвязанности. Сегодня стало очевидным, что только использование систем автоматизированного проектирования (САП?) позволяет; разрабатывать проекты, которые соответствуют постоянно ужесточающимся требованиям.
Быстрое изменение номенклатури к условий санкционирования объектов проектирования приводи? к необходимости приспосабливать инструменты САП? к вновь еосникыкцик процедурам дроекткро-вания. Постоянное расширение и модификация систем проектттро-вания требует значительных затрат на разработку есєго комплекса програмного обеспечения. Поэтому, перспективным видится разработка компактних инструменталыгах средств, которые является дополнением к диалоговым системам проектирования и облегчает расширение возможностей эксплуатируемых САП? и их модификация.
Специфика предметной области разработки САУ делает этап: зскнзного проектирования центральным. Использование различных физических принципов, моделей и подходов к построение САУ делает процесс проектирования почти всегда неформализованным. Разработка систем автоматического управления осуществляется итерациями, которые вклэтают анализ результатов предыдущего проекта,. внесение в него изменений, многочисленные проверки нового проектного речения. В процессе проектирования разработчиком САУ вносятся "помехи" в форме интерактивных о-либок. Это приводит к необходимости измененн.я последовательности "лагов речения задачи проектирования в процессе работы САГР. Алгоритм работы САПР формализуется и уточняется проектировщиком в процессе разработки САУ. Для создания систем, которые соответствуют специфике процесса проектирования САУ, необходимо положить в оснозу работы САПР знания проектировщика о ходе процесса проектирования.
Таким образом, актуальной задаче?! является создание инструментальных средств сопровождения САПР, которые позволяют оперативно генерировать оригинальные сценарии работы, изменить стратегии работы системы в процессе проектирования, распознавать интерактивное ошибки пользователя и защитить от них систему.
Создание инструментальных средств, в своп очередь, требует разработки кожиекса научных задач, которые определяются спецификой диалогового ракша лроезтированкя систем автоматического управления и детализации вопросов организации различных форм диалогового взаимодействия с пользователем, которые изменяется в зависимости от квалификации разработчика САУ, Построение естественных для проектировщика диалоговых средств представления последовательности процедур проектирования ставит задачу разработки методологии построения инструментальных средств сопровождения САПР, автоматизирующих генерацию пользователем индивидуального способа символьного представления процесса проектирования.
Анализ развития технического обеспечения САПР в последние года позволяег выделить две наиболее вазшые тенденции. Во-первых -.3то быстрая смена парка техники: 3-4 года. Смена поколений вычислительной технихи происходит чаще обновления арсенала методов проектирования САУ. Во-вторых - возрастание роли такого важного класса вычислительной техники, хан персональные ЭШ. Это делает актуальный разработку на ПЭШ мобильных персональных диалоговых систем.э скизного проектирования САУ и компактных мобильных инструментариев. разработки средств автоматизации
Проектирования:С^. >.:.
Целью работы является разработка методологии построения мобильных инструментальных средств автоматизации эскизного проектирования САУ на персональных ЭВМ.
Для достижения поставленной цели реліались задачи разработки: "' ../''. -.*.'-'. ' '..'.''''
„ -подели процесса проектирования;-
способа символьного описания структур системой правил продукций; -. ; ;
способа синтеза программной структуры, которая интерпретирует требуемую последовательность проектных процедур и способа трансформации програшних структур в процессе работы САЛР;
способа организации в САПР различных форм диалогового взаимодействия с пользователем и средств формализации представления требуемой последовательности проектных процедур системой правил продукций;
мобильных инструментальных средств автоматизации генерации и модернизации систем диалогового проектирования САУ;
4 ' .
- комплекса математических, алгоритмических, информацион
ных, лингвистических и мобильных программных средств диалогового
проектирования САУ.
Метода исследования При решении выделенных задач был использован аппарат теории графов, простых множеств, формальной логики, теории исследований операций, сетей фреймов, элементы теории распознавания образов, концепции банков данных, методы и модели численного синтеза систем автоматического управления, методы структурного программирования.
Научная новизна работа _ При выполнении диссертационной работы получены следующие научные результаты:
предложена модель представления процесса проектирования системой правил продукций. Все изменения з формализме описания соответствуют свийствам аддитивности и локальности. Это делает разработанную математическую модель легко модифицируемой;
способ синтеза программной структуры моделирования требуемой проектировщику последовательности проектных операций сценариев работы САПР;
способ трансформации программных структур в процессе работы системы проектирования;
в рамках разработанной методологии реализации сценариев предложен способ организации различных форм диалога;
способ символьного описания структур событий сценариев системой правил продукций. На его основе разработаны средства представления процедур проектирования САУ, которые позволяют в естественной для пользователя форме генерировать формальное представление требуемой последовательности проектных операций.
Практическая ценность работы состоит в разработке и реализации на персональной ЭБ11 IBM PC XT/AT мобильного и компактного инструментария объединения мнояества проблемно-ориентированных модулей в интерактивную систему и средств автоматизации генерации проблемно-ориентированных модулей, интерпретирующих процедуры эскизного проектирования САУ. На базе инструментальных средств сгенерировал комплекс связанных систем эскизного проектирования САУ. В состав комплекса входят диалоговая система проектирования линейной стационарной стохастической системы с квадратичным критерием качества и коррелированными шумами в объекте и измерителе, САПР оптимальной стратегии управления нелинейными системами в форме программного управления и управ-
ления в форме обратной связи.
Реализация результатов работы. Разработанный комплекс систем эскизного проектирования САУ и инструментальная среда разработки програмного обеспечения САП? САУ внедрены в Ижевском механическом институте (г.Ижевск). Инструментальная система автоматизации объединения множества проблемно-ориентированных модулей в интерактивную систему внедрена в Институте Оптики Атмосферы Сибирского отделения Российской Академии наук (г.Томск)
Апообаиия работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:
на Есесоюзной научно-технической конференции "Моделирование систем автоматизированного проектирования, автоматизированных систем научных исследований и гибких автоматизированных систем", 1989, г.Тамбов;
на Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования", І99І, г.Тамбов;
на Всесоюзном научно-техническом семинаре "Разработка и оптимизация САПР и ГАЛ изделий электронной техники на базе высокопроизводительных мини и микро - ЭВМ", 1989, г.Воронеж;
на региональном научно-техническом семинаре " Разработка и эксплуатация САПР в радиоэлектронике", 1989, г.Челябинск;
на научно-технической конференции "Молодые ученые -производству радиоэлектронной промышленности", 1989, г.Нижний Новгород; - .--.-.
на IX научной конференции молодых ученых и специалистов Еолго-Вятского района, І989, Г.Н.Новгород;
„ - на научной конференции УНЦ "Кибернетика", ГГУ, 1989, Г.Н.Новгород;
- на научно-техническом семинаре "Практика применения баз
данных для решения информационно-поисковых задач и задач
управления", 1989, г.Пенза.
Публикации. Научные результаты были изложены и опубликованы в 25 печатных работах.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.
Основное содержание изложено на 134 страницах машинописного текста и иллюстрировано 41 рисунком.
6*
Похожие диссертации на Разработка инструментальных средств автоматизации проектирования САУ на персональных ЭВМ
