8.3. Отладка разработанных алгоритмов и программ
Использование математического моделирования на этапе отладки алгоритмов и программ обусловлено тем, что во многих случаях
эксперименты на реальном объекте нежелательны или вовсе недопустимы.
Процесс отладки обычно осуществляется с помощью имитационной модели объекта и преследует цель проверить функционирование разработанных алгоритмов в замкнутом состоянии. В качестве имитационных моделей объекта используются:
цифровые ЭВМ,
аналоговые вычислительные машины (АВМ) и устройства.
В последнем случае отладка программ производится в условиях цифро - аналогового комплекса (ЦАК). Использование в качестве имитации динамических свойств ТП цифровых ЭВМ связано с определенными трудностями, основными из которых являются:
1.Большими материальными и временными затратами, связанными с решением дифференциальных уравнений, описывающих поведение динамики ТП.
2.Сложность реализации режима реального времени работы системы.
3.Неудобствами варьирования параметров моделируемого объекта для проверки программ в различных режимах работы системы.
Поэтому в качестве имитаторов объекта управления при отработке алгоритмов и программ в динамике находят всё большее применение цифро - аналоговые комплексы (ЦАК).
В состав ЦАК (рис.8.3.1) входят УВМ и АВМ, устройства сопряжения УС цифровой и аналоговой частей, внешние устройства ВнУ УВМ, индикатор И и пульты управления ПУ1 и ПУ2. На АВМ реализуются задачи по исследованию динамики непрерывных процессов.
Рис.8.3.1
Схема ЦАК
Отладка алгоритмов и программ ЦАК включает следующие этапы:
1) автономную отладку алгоритмов и программ цифровой части (в статике).
2) автономную отладку программ аналоговой части (в статике).
3) Согласование параметров устройств связи непрерывной и дискретной частей комплекса.
4) Комплексную отладку программ системы управления в динамике при различных режимах работы.
Отладка программ на ЦАК позволяет выполнить не только полную проверку работоспособности системы, но и выявить имеющиеся алгоритмические и системные ошибки, особенно в аварийных режимах работы системы, что существенно сокращает время от работы и внедрения системы.
Вопросы для самопроверки по главе 8
1. С какими трудностями связано моделирование динамических свойств ТП на цифровых ЭВМ ?
2.Перечислите основные составляющие ЦАК.
3.Какие задачи решаются при отладке разработанных программ на ЦАК?
4. Перечислите основные этапы отладки алгоритмов и программ на ЦАК.
5.Укажите сферы применения математического моделирования при проектировании и внедрении АСУТП.
6.Обоснуйте необходимость применения генератора случайных сигналов при статистическом имитационном моделировании.
7.Какие Вы знаете методы построения генераторов случайных сигналов? Как они реализуются?
8. Перечислите основные этапы алгоритма получения последовательности равномерно распределенных случайных чисел .
9.Какие методы генерирования случайных сигналов наиболее широко используются при построении вероятностных моделей и почему?
10.Перечислите основные способы конструирования преобразователей законов распределения случайных величин.
11.Какие методы преобразования закона распределения случайных чисел наиболее широко используются на цифровых и аналоговых вычислительных машинах?
12.Как осуществить оценку результатов статистического моделирования?