3.2. Состав, классификация и основные виды ис мехатронных

устройств

Цифровые ИС мехатронных устройств, как правило, обладают гораздо более высокой надежностью по сравнению с аналоговыми. Например, цифровой лазерный проигрыватель компакт-дисков (который является примером современной МС) несравненно надежнее аналогового проигрывателя грампластинок. Компакт-диск как носитель информации также обладает гораздо более высокой надежностью хранения информации (количество проигрываний компакт-диска не ограничено, в то время как грампластинка сохраняет исходное качество звучания при проигрывании не более пяти раз).

Высочайшей надежностью обладают и ИС биологических объектов, что позволяет им нормально функционировать десятки и даже сотни лет (черепахи, некоторые виды деревьев). Одной из причин высокой надежности живых организмов является передача информации внутри организма не в аналоговой, а в импульсной форме [2].

Наглядным примером реализации весьма сложных информационно-измерительных функций может служить функционирование ИС биологических объектов. Работа множества систем живого организма (кровеносная, пищеварительная, двигательная и т. п.) координируется и синхронизируется путем обмена измерительной и управляющей информацией по информационным каналам, которые буквально пронизывают все органы живого существа. Для передачи информации используются в основном сигналы двух видов: электрические и химические (для передачи электрических импульсов служат нервные волокна, химическая информация в виде гормонов и других веществ, выделяемых внутренними органами, передается через кровеносную систему).

В мехатронных устройствах процесс измерения обязательно включает измерительные и вычислительные процедуры. Под из­мерительными процедурами понимают в первую очередь вос­приятие входных величин и преобразование измерительных сигна­лов, сравнение непрерывных сигналов с мерами и получение цифровых значений этих сигналов. К вычислительным процеду­рам относятся математические преобразования аналоговых, дис­кретных и цифровых сигналов в процессе измерения. Эти процедуры выполняются входящими в состав ИС микропроцессо­рами, микроЭВМ и другими вычислительными устройствами.

Введение адаптации ИС к исследуемым величинам, структур­ной и информационной избыточности в целях повышения надежности, помехоустойчивости, точности, гибкости работы и т. п. ти­пично для технических мехатронных ИС и очень широко используется в биологических МС. Измерительные системы животных (органы чувств и системы обработки информации от них) являются адаптивными (зрение «привыкает» к слабому или, наоборот, к яркому свету, обоняние – к запаху и т.п.) При этом механизм адаптации наиболее важной системы получения информации – зрительной очень сложный и многоканальный. Наиболее простым и наглядным примером адаптации нашего органа зрения может являться тот факт, что при переходе из светлого помещения в слабоосвещенное наш глаз сначала ничего не видит, но через некоторое время чувствительность глаза повышается, и мы начинаем различать предметы. Динамический диапазон интенсивности оптического излучения, воспринимаемого глазом, чрезвычайно широк: в благоприятных условиях глаз человека способен регистрировать чрезвычайно слабые оптические сигналы – всего несколько фотонов. Этот же глаз может нормально работать при очень больших яркостях (прямой солнечный свет).