Введение к работе
Актуальность темы. Основу технического прогресса составляет автоматизация всех технологических процессов, в том числе испытаний сложных технических объектов, будь то самолет, корабль, газоперекачивающая станция и т.д. Целью проведенных испытаний может являться научный эксперимент, проверка соответствия характеристик заданным, проверка работоспособности или прогноз.
Испытания упомянутых объектов, как правило, производятся с помощью встроенной измерительно-вычислительной системы, выполняющей сбор, обработку, отображения, накопление и, в некоторых случаях, интерпретацию полученной информации. Измерительные системы для таких испытаний могут строиться на базе универсальных измерительно-вычислительных комплексов (ИВК), выпускаемых в настоящее время промышленностью как самостоятельные изделия, а также измерительных и вычислительных средств системного применения, обладающих интерфейсной, конструктивной, метрологической и энергетической совместимостью. Подобные средства созданы на предприятиях многих министерств и можно рассчитывать на то, что каждая отрасль имеет в своем распоряжении вироку» номенклатуру средств системного' применения, на базе которых могут быть построены измерительные системы для проведения комплексных испытаний.
В ряде случаев Подготовка испытаний представляет собой не менее сложную задачу, чем их проведение. Имеется в виду то, что при подготовке испытаний необходимо определить перечень измеряемых величин, моменты их измерения, состав, расписание и режима работы модулей измерительной системы, причем последнее необходимо сделать наилучшим образом. В связи с этим сразу же возникает проблема выбора критериев эффективности. Кроме того, в процессе испытаний может возникать необходимость изменения номенклатуры сигналов и режимов их измерения, что может повлечь за собой модификацию состава, структуры и расписаний работы измерительной системы. Если эти операции выполняются вручную, подготовка и проведение испытаний могут быть сильно затянуты, так как длительность этих процессов в значительной мере определяет стоимость испытаний, задача автоматизации проектирования бортовых измерительно-вычислительных систем представляется актуальной.
Цель работы. Рассмотрение существующих методов проектирования систем, разработка критериев эффективности при проектировании
ИВС, разработка и применение новых алгоритмов проектирования'оптимальных ИВС на этапе выбора состава измерительных средств, Одещина эффективности применяемых алгоритмов, практическая реализация жадных алгоритмов (ЖА) для задач внбора "номенклатуры и составленная расписаний.
Методы исследования. Результаты исследований, включенных в диссертацию, базиррітся на методах математического программирования, теории исследования операций, комбинаторике, теории точности, а также на накопленном опыте и результатах в области проектирования ИВС для испытаний летательных аппаратов (ДА) при выполнении НИР на базе кафедры Ш СПбГЭТУ, ШО "Сфера", НПО "Красная Заря".
Научная новизна. Основные научные результаты, выдвинутые на чащиту состоят в том, что исследованы и разработаны:
1) Методика построения эффективных алгоритмов проектирования
ИВС, включающая следующие этапы:
- анализ исходных данных проектирования, определение вида
критериальных функций и функции полезности, определение множест
ва возможных решении;
. - сужение пространства поиска с помощью сепарабельного критерия и безусловного критерия предпочтения;
упорядочение множества потенциальных возможностей (ШВ) в зависимости от показателя важности сигнала и от функции полезности;
проверка независимости возможных решений от критерия эффективности; реализация жадного алгоритма;
-" доказательство оптимальности полученного решения.
2) Алгоритмы выбора состава измерительных средств и состав
ления расписания их работы на основании предложенной классифика
ции задач.
Проанализированы также возможности применения 'комбинаторных алгоритмов для проектирования ИВС.
Практическая ценность. Разработанный алгоритм реализован в качестве фрагмента пакета программ для автоматизированной подготовки структуры измерительной системы и составления расписаний работы измерительных модулей. Работы выполнены в рамках НИР ЖТГ-І24, ШГ-І39, внедрены на НПО "Сфера" с экономическим эффек-
трм 500 тысяч рублей, на БГО "Красная Заря" - 70 тысяч рублей и в Щ "Экобазис".
Апробация результатов работы. Основные результаты работы обсуждались на:
ЯІ Всесоюзной НТК по измерительным информационным системам ИИС-9І, Ленинград 1991,
Городском научно-техническом семинаре "Применение средств вычислительной техники в измерительной технике", Ленинград, 1990,
НТК ШС ЛЭТИ им.В.М.Ульянова (Ленина), Ленинград, 1992,
Всесоюзной НТК "Измерительные системы, приборы и преобразователи", Москва, МЛЭМ, 1988.
Публикации по работе. К основным публикациям по теме диссертации относятся 6 печатних работ, из которых I статься в межвузовском издании, 3 тезисов докладов на всесоюзных НТК, I депонированная рукопись и L авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 108 наименований, и трех приложений. Основная часть работы изложена на 163 страницах машинописного текста. Работа содержит 7 рисунков, 5 таблиц.