Введение к работе
Актуальность темы.
Практика последних лет показала, что оценка эффективности АСУ СН методом натурных испытаний осложняется сокращённостью состава опытного образца АСУ СН и присущими этому методу ограничениями (требуются большие материальные затраты и длительные сроки испытаний). Поэтому при испытаниях АСУ СН получили применение модели, исходные данные для которых определяются по результатам различного вида натурных испытаний систем и их отдельных элементов, что составляет сущность используемого в настоящее время опытно-теоретического метода (ОТМ) оценки характеристик сложных систем. Однако при сформулированных общих положениях ОТМ оценка показателей качества АСУ СН с учётом экономических факторов требует его конкретизации в направлении комплексного применения моделирования и ограниченного количества натурных экспериментов. Большой вклад в развитие ОТМ и методов оценки эффективности АСУ внесли российские ученые Бусленко Н.П., Пугачев В.Н., Городецкий В.И., Семенихин В.С., Лившиц А.Л. и другие, а также зарубежные ученые Джонсон И., Кальман Р., Бир С., Крон Г. и другие.
При конкретной оценке эффективности АСУ СН во всём диапазоне условий её применения с необходимой достоверностью, значительным уменьшением материальных затрат и сокращением сроков испытаний приходится сталкиваться с проблемами разработки средств моделирования, пригодных для оценки эффективности АСУ СН, и оценки их адекватности. А также с планированием, организацией, выбора условий и объёма натурных экспериментов и моделирования с учётом экономических факторов, комбинированной обработки результатов натурных экспериментов с использованием средств моделирования и учётом их адекватности. Все это требует дальнейшего развития ОТМ испытаний, что обусловливает актуальность работы.
Цель работы: повысить эффективность оценки испытаний АСУ СН на базе разработки модели управляемого активного средства (УАС) путем определения комбинированной оценки показателей эффективности во всем заданном диапазоне условий применения системы. Под эффективностью оценки испытаний АСУ СН будем понимать значение вероятностно-временных и пространственных характеристик АСУ СН, таких как их точность, вероятность и диапазон оценок наведения УАС.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Обосновать пути дальнейшего развития опытно-теоретического метода испытаний применительно к АСУ СН.
-
Разработать модель управляемых активных средств (УАС), необходимую для оценки эффективности АСУ СН.
-
Разработать метод оценки адекватности модели УАС, учитывающий условия испытаний.
-
Разработать методику оценки эффективности АСУ СН, позволяющую определять комбинированную оценку показателей эффективности во всём заданном диапазоне условий применения системы (включая и «граничные» условия).
-
Получить результаты практического применения методики оценки эффективности для одной из АСУ СН, а также разработать программное обеспечение разработанных методов и методик.
Методы исследования.
Для решения поставленных задач используется теория вероятности, теория моделирования, системного анализа и эффективности.
Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается использованием апробированных методов моделирования, исследования операций, системного анализа, совпадением результатов аналитического и имитационного моделирования в общей области исследования, а также подтверждается результатами проверки работоспособности и эффективности применяемых методов в ходе исследования.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
-
Разработана модель УАС, необходимая для оценки эффективности АСУ СН и позволяющая в отличие от существующих аналитических и статистических моделей формировать модели всех типов управляемых активных средств для данного класса АСУ СН.
-
Разработан метод оценки адекватности моделей УАС в зависимости от условий испытаний, который позволяет рассматривать многомерные случайные процессы и оценивать адекватность модели не только в автономном режиме, но и в составе имитационной моделирующей установки.
-
Разработана методика оценки эффективности АСУ СН, позволяющая решать задачу планирования испытания АСУ СН модифицированным опытно-теоретическим методом (МОТМ) и прогнозирования необходимого количества натурных и полунатурных экспериментов, во всем заданном диапазоне условий применения системы (включая и «граничные» условия).
Практическая значимость работы состоит в следующем:
-
В разработке средств моделирования, пригодных для практической оценки эффективности АСУ СН на этапе их испытаний, что позволяет оценивать качество функционирования системы.
-
В возможности практического применения метода оценки адекватности моделей УАС реальным объектам в зависимости от условий испытаний, что позволяет формулировать требования и оценивать подобие разработанных математических моделей реальным элементам в условиях их испытаний.
-
В разработке методики оценки эффективности АСУ СН во всём заданном диапазоне условий её применения с необходимой достоверностью и с учётом реальных экономических факторов.
-
Проведена практическая оценка эффективности реальных АСУ СН. Применение разработанных методов, методик и моделей при оценке эффективности АСУ СН позволило получить выигрыш в увеличении диапазона оценки вероятности наведения управляемых активных средств на объект в два раза, в точности оценки вероятности наведения активных средств на объект более чем в три раза, в сокращении сроков испытаний в три раза, в экономии материальных затрат при испытании типовой АСУ СН более 60 миллионов рублей.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
-
Модель УАС, необходимая для оценки эффективности АСУ СН.
-
Метод оценки адекватности разрабатываемых моделей УАС в зависимости от условий испытаний.
-
Методика оценки эффективности АСУ СН, позволяющая решать задачу планирования испытания АСУ СН модифицированным опытно-теоретическим методом и прогнозирования необходимого количества натурных и полунатурных экспериментов.
-
Программное обеспечение разработанной модели, методов и методик для оценки эффективности типовой АСУ специального назначения.
Апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: I Международной научно-практической конференции «Инновационные информационные технологии», г. Прага, Чехия, 2012г., Международной научно-технической конференции “Наука и образование - 2012”, г. Мурманск, IV Международной заочной научно-практической конференции «Грани современной науки», г. Краснодар, 2012, IV Международной научно-практической конференции «Тенденции и инновации современной науки» г. Краснодар, 2012.
Внедрение результатов.
Результаты исследований получены в период с 2008 по 2013 год, реализованы в рамках ОКР «Обмер», 4 НИР: 011-350 «Фундамент 11», 010-341 «Событие 10», 010-340 «Клейка 10», 006-328 «Командировка 08» и в двух АСУ СН «Заслон», «Фундамент 1». Разработанная модель УАС и метод оценки её адекватности, а также методика испытаний АСУ СН реализованы в 929 Государственном летно-испытательном центре и на 4 Государственном центральном межвидовом полигоне МО РФ.
Публикация.
По теме диссертации опубликовано 32 печатных работ, в том числе 6 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК, опубликованы в шести отчётах о НИР, поданы три заявки на свидетельство регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объём работы.
Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка используемых источников из 128 наименований. Диссертационная работа изложена на 183 листах машинописного текста, из них 28 рисунков, 5 таблиц и четырех листах 2 приложений.
