Содержание к диссертации
Введение
1. Исследование методов построения помехоустойчивых микропроцессорных систем управления инерционными промышленными объектами . 10
1.1. Анализ специфики построения и эксплуатации МПСУ ИПО на примере промышленных роботов 10
1.1.1. Основные функции систем управления промышленными роботами 10
1.1.2. Архитектура МПСУ ПР. Типовые вычислительные процессы и структуры 19
1.1.3. Условия эксплуатации МПСУ ПР. Анализ поме-ховой обстановки 25
1.2. Построение модели МПСУ НПО 27
1.2.1. Основные требования к модели 27
1.2.2. Показатели помехоустойчивости МПСУ НПО. Обобщенная модель системы 30
1.2.3. Воздействие помех на аппаратуру МПСУ НПО. Слабые и сильные помехи 36
1.2.4. Полумарковская модель МПСУ ШО 42
1.3. Анализ методов повышения помехоустойчивости МПСУ ШО 52
1.3.1. Классификация методов повышения помехоустойчивости 52
1.3.2. Методы контроля и восстановления вычислительных процессов 60
1.4. Выводы 76
2. Разработка методов построения вычислительных процессов, уклоняющихся от сбоев ( FA -процессов) 78
2.1. Помехоустойчивость программных модулей. Предпосылки построения FA -процессов на основе минимизации динамических объемов памяти 78
2.2. Метод минимальных динамических объемов в распараллеливаемых процессах 82
2.3. Минимизация динамических объемов на основе МУП-цикла 96
2.4. Эффективность метода минимальных динамических объемов 106
2.5. Выводы НО
3. Разработка методов построения вычислительных процессов, нечувствительных к сбоям ( FT -процессов) 112
3.1. Метод уравновешенных сумм 112
3.1.1. Предпосылки построения FT -процессов на основе контроля динамических контрольных сумм 112
3.1.2. Структурная организация программ с уравновешенными суммами 114
3.1.3. Контроль хода программ с уравновешенными суммами 126
3.2. Контроль программной синхронизации 130
3.2.1. Предпосылки построения FT -процессов на основе контроля программной синхронизации 130
3.2.2. Синтаксический контроль слов программной синхронизации 131
3.2.3. Синтаксический контроль предложений программной синхронизации 135
3.3. Восстановление вычислительного процесса по состоянию фазы технологической программы 139
3.4. Эффективность разработанных методов 145
3.5. Выводы 150
4. Разработка методов построения вычислительных процессов с автовосстановлением ( FT А -процессов) на примере промышленных роботов 151
4.1. Процесс итерационных вычислений и реконфигураций состояний ЩО как FT А -процесс. Метод итерационной адаптации 151
4.2. Исследование процесса итерационной адаптации 157
4.3. Эффективность метода итерационной адаптации 168
4.4. Выводы 173
5. Разработка и экспериментальное исследование микропроцессорных систем управления промышленными объектами 174
5.1. Разработки МПСУ ПР 174
5.1.1. МПСУ ПР на базе микропроцессорного комплекта БИС К580 174
5.1.2. МПСУ ПР на базе микропроцессорного комплекта БИС К589 181
5.2. Экспериментальное исследование МПСУ ПР 185
5.2.1. Исследовательский комплекс 185
5.2.2. Исследование помехоустойчивости МПСУ ПР 187
5.3. Выводы 191
Заключение 192
Литература 196
Приложения 210
- Основные функции систем управления промышленными роботами
- Помехоустойчивость программных модулей. Предпосылки построения FA -процессов на основе минимизации динамических объемов памяти
- Структурная организация программ с уравновешенными суммами
- Процесс итерационных вычислений и реконфигураций состояний ЩО как FT А -процесс. Метод итерационной адаптации
Введение к работе
Решение задачи комплексной механизации и автоматизации производства приводит к необходимости внедрения в промышленность микропроцессорной техники. Работы в этом направлении в настоящее время приобрели статус важнейших народно-хозяйственных, о чем свидетельствует ряд партийных и государственных постановлений. В частности, в 11-й пятилетке и далее на период до 1990 года запланировано обеспечить широкое применение микропроцессоров во встроенных системах управления различными промышленными объектами, такими как промышленные роботы, станки с числовым программным управлением, технологическое оборудование. Конечной целью является создание гибких автоматизированных и безлюдных производств.
Общей чертой упомянутых объектов управления является их инерционность. Поэтому будем их идентифицировать как инерционные промышленные объекты (Ш0).
В условиях крупномасштабного использования микропроцессорных систем управления (ШСУ) Ш0 особую актуальность приобретает задача повышения экономической эффективности таких систем.
Повышение экономической эффективности может быть достигнуто путем снижения стоимости МПСУ ЯІ0 и потерь от их ненадежности в процессе эксплуатации. Причем последний аспект приобретает в настоящее время все большую значимость, поскольку потери от ненадежности имеют устойчивую тенденцию к росту. Это связано с тем, что усложняются функции ШСУ, работа их становится все более автономной и трудно поддающейся контролю человека-оператора, отказы приводят к поломке дорогостоящего и порой уникального оборудования (собственно Ш0).
Известно, что основной причиной отказов вычислительных систем являются сбои, возникающие, как правило, в результате воздей- - б - ствия помех. Поэтому важнейшей задачей повьшения надежности ШСУ НПО следует считать задачу обеспечения их помехоустойчивости.
Поскольку функции ШСУ ШО полностью определяются ее программой, то помехоустойчивость системы во многом может быть достигнута за счет повьшения помехоустойчивости вычислительных процессов, протекающих в ШСУ.
Предметом исследования настоящей работы являются вычислительные процессы, реализуемые в микропроцессорных системах локального управления инерционными промышленными объектами.
Цель исследования состоит в выявлении закономерностей орга-низации и в разработке методов построения помехоустойчивых вычислительных процессов ШСУ ШО.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи: разработка модели ШСУ ШО и исследование на ней известных методов повышения помехоустойчивости вычислительных систем; разработка методов организации вычислительных процессов, уклоняющихся от сбоев ( FA -процессов); разработка методов организации вычислительных процессов, нечувствительных к сбоям ( FT -процессов); разработка методов организации вычислительных процессов с автовосстановлением ( FT А -процессов); разработка и экспериментальное исследование ШСУ ШО для промышленных роботов.
Исследования проведены на основе теоретических и практических результатов, полученных в ходе осуществления работ по следующим научно-техническим направлениям: микропроцессорная техника; электромагнитная совместимость вычислительных систем; отказоустойчивые вычислительные системы.
Методы исследований базируются на методах теории надежности, теории полумарковских процессов, элементах теории графов, теории структурного программирования. Использованы также современные методы экспериментального анализа и проектирования микропроцессорных систем.
Применяемая терминология построена в соответствии с требованиями ГОСТ, в частности:
ГОСТ 13377-75. Надежность в технике. Термины и определения.
ГОСТ 20911-75. Техническая диагностика. Основные термины и определения.
ГОСТ 19542-83. Совместимость вычислительных машин электромагнитная.
Диссертация состоит из пяти глав (рис. B.I). В первой главе на примере промышленных роботов изложен анализ современного состояния дел в области построения и эксплуатации ШСУ Ж10. Разработана полумарковская модель системы. Исследованы методы повьшения помехоустойчивости систем и сформулированы задачи дальнейших исследований.
Во второй главе разработан и исследован метод организации вычислительных процессов, уклоняющихся от сбоев ( РА -процессов), - метод минимальных динамических объемов оперативной памяти.
В третьей главе разработаны и исследованы методы организации вычислительных процессов, нечувствительных к сбоям ( FT -процессов). Предложена программная интерпретация метода контрольного суммирования в классе методов меток операторов - метод уравновешенных сумм. Разработаны метод контроля программной синхронизации и метод восстановления вычислительного процесса по состоянию фазы технологической программы.
Мет о 4s no qoane
Га, / /7odroHo6xa зсудом
Гл.2. FA- процессы
Гл.6. FT- процесс а/
Гл.4. РТА um ерационно и .адаптации
Гл.5.
Рсгзр&с'о/гу/гс/, результаты
Рис. S.f. С/прух/пура С?1/ССер/г>сгс<«и.
В четвертой главе предложен и исследован метод построения вычислительного процесса с автовосстановлением, повышающий помехоустойчивость процедуры адаптации промышленного робота за счет применения итерационного принципа вычислений и реконфигураций состояния манипулятора - метод итерационной адаптации.
В пятой главе приведены результаты разработок и экспериментальных исследований ШОУ ШО применительно к промышленным роботам; подтверждается эффективность предложенных методов.
По результатам теоретического и экспериментального исследования на защиту выносятся следующие положения: математическая модель микропроцессорной системы управления инерционным промышленным объектом; метод минимальных динамических объемов; программная интерпретация метода контрольного суммирования в классе меток операторов - метод уравновешенных сумм; метод контроля программной синхронизации; метод восстановления вычислительного процесса по состоянию фазы технологической программы; метод итерационных вычислений и реконфигураций (итерационной адаптации) для процедуры адаптации промышленных роботов.
Работа над диссертацией проводилась автором в Андроповском авиационном технологическом институте. Начало работы - 1980 г., окончание - 1984 г.
Основные функции систем управления промышленными роботами
По способу управления СУ делятся на разомкнутые и замкну-тые. В разомкнутых системах нет входной информации S о фактическом состоянии ПР (см. рис. I.I). Поэтому для управления требуется тщательное соблюдение всех условий технологического процесса и постоянство физических характеристик ПР. Изменение физических характеристик ПР (появление люфтов, увеличение моментов сопротивления в отдельных шарнирах и передачах и т. п.) приводит к изменению точностных характеристик позиционирования, т.е. снижает эксплутационную надежность ПР. В настоящее время область применения разомкнутых СУ сужается /I/.
Указанных недостатков разомкнутых систем лишены ПР с замкнутой СУ следящим приводом, где управление осуществляется с учетом текущих параметров S состояния ПР путем их сравнения с требуемыми величинами.
Сущность вычислительных процессов, протекающих в системах управления роботами, находит отражение в их функциональных возможностях. По функциональным возможностям систем принято выделять три поколения роботов /2,8/, различающихся в основном способностью адаптироваться к технологической обстановке в процессе воспроизведения технологической программы. Внутри каждого поколения функциональные возможности изменяются в зависимости от степени сложности обслуживаемой механической системы, от объема и возможностей технологической программы, от числа точек позиционирования и т. п. Рассмотрим поколения роботов более подробно.
Роботы первого поколения - это роботы, предназначенные для выполнения последовательности операций, жестко заданной технологической программой. Управление роботами первого поколения осуществляется при строго определенных и неизменных условиях функционирования /2/. Структурно такие ПР могут быть определены как роботы, у которых отсутствует система сенсорных датчиков (см. рис. I.I ). Роботы первого поколения составляют основу существующего парка ПР. Они дешевы, надежны в эксплуатации, однако эффективны лишь в условиях массового и крупносерийного производства. Среди отечественных СУ роботов первого поколения может быть выделена гамма систем УЩ, УПМ, УКМ /I/, система "Сигма" /9/ и т. п.
Роботы второго поколения, или адаптивные роботы, способны корректировать свои действия в зависимости от условий внешней среды. Технологическая программа адаптивных ПР не содержит полного набора необходимой информации; ее недостающая часть формируется в процессе функционирования ПР путем обработки системы сенсорных датчиков. Среди важнейших задач, решаемых адаптивными ПР, выделяется задача манипулирования с неориентированными деталями произвольной формы /3/.
Благодаря своей универсальности, адаптивные ПР могут быть использованы для автоматизации мелкосерийного производства, выпускающего до 75% всей промышленной продукции /4/. Предполагается, что адаптивные ПР должны стать основой гибких автоматизированных и безлюдных производств.
Характерной особенностью СУ роботов второго поколения является резкое увеличение объемов обрабатываемой информации и усложнение алгоритмов управления. Это приводит к удорожанию СУ и к уменьшению их надежности. В силу указанных обстоятельств большинство моделей адаптивных ПР было построено в исследовательских целях. Лишь отдельные образцы, такие, как "УЖ600Ф2.81.01" (СССР), " HI-Т- Hand Expert-2", "Expert-V (Япония),
Третье поколение роботов - это так называемые интеллектуальные или интегральные роботы /I/. Указанные роботы предназначены не только и не столько для имитации физических действий человека, сколько для автоматизации его интеллектуальной деятельности. Отмечается /2/, что в области промышленного производства реальные потребности в интеллектуальных роботах пока еще не созрели.
Таким образом, в настоящее время наиболее актуальной является задача разработки СУ для роботов первого и, особенно, второго поколений.
По способам структурной организации системы управления как средства вычислительной техники могут быть разделены на системы с жесткой логикой и системы с программируемой логикой (программно управляемые) /10, II/. Системы с программируемой логикой строятся на базе универсальных мини- и микро-ЭВМ либо в виде специализированных СУ. Основу таких СУ в настоящее время составляют микропроцессоры. Функциональные возможности СУ с программируемой логикой определяются управляющей программой, формирование которой осуществляется на стадии разработки системы.
Очевидно, что одни и те же функциональные возможности СУ могут быть обеспечены как на основе жесткой, так и программируемой логики. Однако по стоимости такие системы будут иметь значительные различия. Анализ литературы /6, 12, 13/ позволяет построить следующую ориентировочную зависимость стоимости СУ промышленных роботов от их функциональных возможностей (рис. 1.3). Так, стоимость систем с жесткой логикой резко возрастает с ростом их функциональных возможностей. В частности, стоимость отечественной системы типа УПМ-ЗЗІ, предназначенной для разомкнутого управления тремя степенями подвижности, составляет 9200 руб. Увеличение же количества обслуживаемых степеней подвижности до семи и использование замкнутого принципа управления в системе УПМ-772 аналогичного класса доводит ее стоимость до 12200 руб. /13/.
Помехоустойчивость программных модулей. Предпосылки построения FA -процессов на основе минимизации динамических объемов памяти
Кроме того, наличие избыточной аппаратуры, вообще говоря, увеличивает опасность структурного сбоя системы, в результате чего возрастает параметр Еф К недостаткам методов, покрываемых С , следует отнести также то, что объединение процедур контроля и восстановления на аппаратном уровне нивелирует преимущество микропроцессорной системы как гибко-программируемой системы со стандартной структурой. Таким образом, применение указанных методов связано с преодолением весьма ощутимых сдерживающих факторов. Заметим попутно, что использование резервирования или помехоустойчивого кодирования внутри БЖ /79/ с точки зрения разработчика можно отнести к методам, объединенным областью От.
От указанных выше недостатков во многом свободны методы области Од. Область Og - это методы, использующие аппаратную избыточность для осуществления процедур контроля и программную - для восстановления вычислительного процесса.
Методы построения аппаратного контроля с использованием программного восстановления в настоящее время хорошо изучены /26, 82-86/ и находят широкое применение в вычислительных системах. При этом функции контроля реализуются параллельно основному процессу и осуществляются постоянно либо периодически.
Восстановление вычислительного процесса обычно осуществляется по прерыванию от системы аппаратного контроля и сводится к рестарту программы (ее участков) /87-89/ либо к выполнению процедуры устранения сбоя, напри-мер, по Хеммингу в случае искажения информации в ОЗУ /90-92/.
Методы области Од находят применение в том случае, если вводимая аппаратная избыточность не велика, и существует резерв времени, достаточный для осуществления процедуры восстановления. устойчивости системы, состоящие в периодическом осуществлении процедур контроля и восстановления, встроенных в тело основного вычислительного процесса. При этом восстановление реализуется так же, как и в Оь. Среди программных методов контроля выделяют /26, 82, 93/ логический контроль, контроль повторным счетом, алгоритмический контроль, контроль хода программы.
Логический контроль, как правило, охватывает функции хранения и передачи информации в системе (контрольное суммирование, помехоустойчивое кодирование, дублирование информации и т. п.). Повторный счет контролирует функции преобразования информации. Указанные функции покрывает также и алгоритмический контроль. Однако он строится на основе специфики решаемой задачи (проверка на физический смысл переменных, обратный просчет, проверка на квазинепрерывность данных и т. п.).
Проверка функций передачи управления осуществляется посредством контроля хода программы. Методы такого контроля в основном сводятся к различным вариантам дублирования и проверке искуствен-но созданных контрольных соотношений /94/. К ним относятся контроль правильности выполнения линейных и циклических участков программ, разветвлений, правильности обращения к подпрограммам и т. п.
Анализ методов области Ол показывает, что данные методы являются наиболее привлекательными для разработчика МПСУ НПО, поскольку они не требуют введения аппаратуры, и их реализация осуществляется на том же уровне (программном), что и основной вычислительный процесс. Однако, методы области 0л обладают низкой оперативностью. При этом, если низкая оперативность контроля функций передачи, хранения и преобразования данных может быть допустимой, то задержки в обнаружении неправильного хода программы чреваты глобальными искажениями информации и часто делают невозможным восстановление вычислительного процесса. Существенным недостатком описываемых методов является также и то, что они приводят к увеличению объемов запоминаемой информации и длительности ее хранения. Это связано с тем, что для реализации процедур контроля, встроенных в основной процесс, требуются дополнительные объемы памяти. Кроме того, на время осуществления контроля задерживается обработка полученной ранее информации.
Для устранения указанных недостатков из методов области 04 необходимо исключить процедуру контроля. Оказывается, такое возможно, если система имеет способность к автовосстановлению. В частности, к указанным системам можно отнести и МПСУ ШО, поскольку вследствие инерционности объекта управления на его приводы допускается кратковременная подача ложных управляющих воздействий. Если время существования таких сигналов не превышает некоторого критического, то за счет цикличности вычислительного процесса осуществляется его восстановление. Очевидно, что используя различные методы построения вычислительных процессов в ШСУ ШО можно усиливать либо ослаблять естественные свойства системы к восстановлению. Поэтому может быть выделена соответствующая область программных методов (область Ос), повышающих помехоустойчивость системы.
К таким методам следует отнести уменьшение времени цикла обращения к приводам ШО /23, 95, 96/. 3 работах /97-99/ указывается также на возможность повышения помехоустойчивости программ за счет расширения их циклов. Отмечается /99/, что эффективность таких методов в ряде случаев достигает эффективности методов мажоритарного контроля с тройным дублированием.
Высокая эффективность методов области 0 приводит к выводу о целесообразности их широкого использования. Однако, в настоящее время известно только ограниченное число таких методов. Поэтому, поиск новых методов из 0 является весьма актуальной задачей. Ключем к решению такой задачи может служить учет специфики НПО.
Последней областью, выделенной на схеме (см. рис. І.ІІ), является область Og, представляющая собой область неизбыточных программных методов повышения помехоустойчивости систем. В настоящее время указанная область к сожалению не исследована, поскольку существует мнение, что использование концепции недопуска сбоев возможно только на аппаратном уровне системы. Однако, анализ обобщенной модели ШСУ позволяет сделать вывод, что теоретически такая область существует, а входящие в нее методы могут быть интерпретированы как методы минимизации величины En fCM- выражение I.I). По отношению к ШСУ ЖІ0 методы области Og можно конкретизировать как методы конструирования программного обеспечения с минимальными параметрами ва » о и J % . Очевидно, что использование таких методов весьма перспективно, поскольку с одной стороны они не требуют введения избыточности, а с другой -не снижают производительности системы. Таким образом, поиск методов из Og является актуальной задачей.
Структурная организация программ с уравновешенными суммами
Рассмотрим обобщенный вариант реализации изложенного метода контроля. На рис. 3.5 приведена базовая структура устройства контроля хода программ с уравновешенными программными суммами (УКХП). В состав УКХП входят ПЗУ меток, накапливающий сумматор, схема свертки кодов ДКС и схема сравнения. Устройство посредством шин адреса, данных и управляющих сигналов подключено к микропроцессорной системе. В составе микропроцессорной системы условно выделены микропроцессор и ПЗУ команд. Для простоты допустим также, что передача информации из ПЗУ команд в микропроцессор осуществляется по управляющему сигналу "Чтение К". Рассмотрим УКХП применительно к ЖУ, построенной на базе микропроцессора К580ИНВ0. В этом случае контроль хода программы осуществляется следующим образом.
Накапливающий сумматор производит подсчет ДКС программы. Смена старой ДКС на новую производится в момент обращения микропроцессора к ПЗУ команд. В ходе такого обращения на адресной шине системы установливается код состояния программного счетчика микропроцессора. Указанный код поступает на ПЗУ команд и изолированное ПЗУ меток и определяет адрес очередного байта текущей команды. Под воздействием управляющего сигнала "Чтение К" указанный байт из ПЗУ команд передается на шину данных системы и принимается микропроцессором на декодирование. Одновременно включается схема сравнения, которая анализирует свернутый код текущей ДКС и код метки с выхода изолированного ПЗУ. Если данные коды совпадают, то делается вывод, что УСП исполняется правильно, и работа системы продолжается. При этом по снятшо сигнала "Чтение
К срабатывает накапливающий сумматор и на его выходе образуется новый код ДКС, характеризующий состояние УСП в следующий момент обращения микропроцессора к ПЗУ команд.
Если при обращении микропроцессора к ПЗУ команд коды текущей и эталонной ДКС не совпадают, то схема сравнения вырабатывает сигнал прерывания, свидетельствующий о возникшей ошибке. Одновременно указанный сигнал осуществляет сброс накапливающего сумматора, подготавливая его к началу исполнения программы восстановления вычислительного процесса.
Таким образом рассматриваемое устройство осуществляет оперативный контроль тракта При нарушении нормального хода УСП, вызванного искажением информации в. любом узле тракта (сбой программного счетчика, потеря информации на шине адреса, искажение кода команды в ПЗУ команд, сбой информации на шине данных и неверное формирование нового кода программного счетчика), УЮШ срабатывает и осуществляет аварийное прерывание системы.
В процессе функционирования МПСУ ЩО микропроцессором системы генерируется адресная информация и управляющие сигналы. Совокупность адреса и управляющих сигналов монет быть интерпретирована как некоторое слово, осуществляющее программную синхронизацию системы. При этом в каждый момент времени слово программной синхронизации однозначно определяет состояние микропроцессора, блок системы (ПЗУ, ОЗУ, интерфейсный блок), с которым осуществляется обмен, элемент блока (ячейка памяти или порт), затребованный для обмена, и вид обмена. Закон генерирования слов программной синхронизации определяется спецификой системы и строго задается программой ее функционирования (управляющей программой). Искажение нормального хода управляющей программы приводит к нарушению программной синхронизации системы. И наоборот, нарушение программной синхронизации системы свидетельствует об искажении хода управляющей программы.
Таким образом, в основу построения контрольных операций FT -процесса МПСУ ШО может быть положен контроль программной синхронизации системы. При это?л в механизме контроля программной синхронизации целесообразно выделить две его возможные фазы -это анализ конструкций слов программной синхронизации (синтаксический контроль слов) и анализ следования слов программной синхронизации во времени (синтаксический контроль предложений). Наиболее просто указанные фазы контроля могут быть осуществлены с учетом специфики функционирования МПСУ ШО. Рассмотрим вопросы организации контроля программной синхронизации более подробно.
Процесс итерационных вычислений и реконфигураций состояний ЩО как FT А -процесс. Метод итерационной адаптации
Появления ложного адреса на входе схемы сравнения либо в виде искажения последовательности управляющих сигналов обращения (Чт или Зп) к портам, приводящего к нарушению эталонного кода на выходе первого счетчика. Последняя ситуация возможна, например, в случае многократного обращения к одному и тому же порту в результате зацикливания управляющей программы. Б обоих указанных ситуациях возникает неравенство кодов на входах схемы сравнения, что вызывает формирование сигнала, блокирующего прохождение импульсов сброса на счетчик СТ2. При этом счетчик СТ2 под воздействием сигналов от генератора импульсов осуществляет процесс контрольного счета времени нарушения хода управляющей программы. Если это время превышает критическое, то СТ2 переполняется. В результате этого на выходе блока появляется аварийный сигнал.
Значение критического интервала времени задается частотой генератора импульсов и разрядности счетчика СТ2. Величина указанного интервала выбирается из следующих соображений. Известно /50, 95/, что при достаточно большой частоте выдачи управляющих воздействий в силу инерционности исполнительных: приводов ПР (свойство ШО) кратковременные одиночные нарушения циклов обслуживания степений свободы манипулятора не вызывают функционального отказа системы. В результате этого, имеется возможность к самовосстановлению нормального хода процесса управления роботом уже в следующем цикле обслуживания. В этих условиях критическое время Тк может быть выбрано равным времени исполнения двух-трех полных циклов Tt обслуживания степеней свободы ПР /96/
Работа устройства в период самовосстановления программы характеризуется тем, что эталонный код на выходе счетчика CTI остается неизменным, а код на внешнем адресном входе схемы сравнения под воздействием программы постепенно изменяется и в конце-кон-цов принимает значение равное эталонному. Начиная с момента совпадения кодов, описываемый блок входит в синхронизм с управляющей программой и его работа в дальнейшем не отличается от описанной. Очевидно, что в этих условиях описываемый блок обладает еще одним ценным свойством - он не чувствителен не только к кратковременным случайным нарушениям хода управляющей программы, но и к сбоям эталонного кода в счетчике СТІ.
Таким образом, рассмотренный блок синтаксического контроля предложений программной синхронизации обеспечивает контроль хода вычислительного процесса во времени. Кроме того описываемый блок обладает повышенной надежностью контроля, поскольку в процессе его функционирования допустимы искажения эталонных кодов, и обеспечивает высокую достоверность контроля вследствие исключения реакции на однократные сбои управляющей программы, не приводящие к функциональному отказу ШСУ.
Суть вычислительного процесса, протекающего в ШСУ МО, состоит в преобразовании технологической программы во временной ряд пространственных положений ЩО. При этом в каждый момент времени по текущему состоянию НПО часто с большой достоверностью можно судить о ходе вычислительного процесса в ШСУ. Так, например, зная технологическую программу и текущее состояние робота, можно определить, какое пространственное положение он примет в следзшщии момент времени, какой кадр программы воспроизводится и т. п. Таким образом, значительная часть информации ШСУ фиксируется в своеобразном механическое запоминающем устройстве, представляющем собой совокупность исполнительньк приводов и датчиков текущего состояния ШО. Причем указанное запоминающее устройство совершенно нечувствительно к промышленным помехам различной мощности и интенсивности и способно в силу значительной инерционности приводов длительное время сохранять информацию об исполняемой фазе технологической программы даже в случае полной потери Функциональных свойств системы, наступившей, например, в результате кратковременного пропадания напряжения питания.
Таким образом может быть поставлена задача использования естественных свойств ШО как помехоустойчивой памяти текущей фазы технологической программы для восстановления вычислительного процесса ШСУ.
Решение поставленной задачи осуществим на примере промышленного робота. С этой целью рассмотрим вычислительный процесс, протекающий в ШСУ ПР, с точки зрения возможности использования текущего состояния манипулятора для восстановления вычислений.
Пусть в некоторый произвольный момент времени L"l завершается исполнение ( 1-І )-о кадра технологической программы и начинается воспроизведение следующего L -о кадра. В этом случае возбуждается фаза ВУ процесса и старый вектор уставок
