
Проэктирование.Вопросы+книга / 43
.pdfЗаключение
Вы ознакомились с основными принципами устройства и проектирования информационных измерительных систем, методами расчета их статических и динамических характеристик. Завершающей стадией обучения является курсовое проектирование. Курсовой проект содействует систематизации, закреплению и расширению научно-технических знаний в соответствии с современными достижениями отечественной и зарубежной науки и техники, овладению методами научных исследований и углубленному изучению отдельных вопросов в соответствии с темой проекта.
Студенты самостоятельно выбирают тему проекта, которая согласуется с руководителем. Тематика курсовых проектов должна отражать содержание курсов «Основы проектирования приборов и систем» и «Проектирование изме- рительно-вычислительных комплексов». Она может включать разработку следующих систем: 1) горизонтальный астрокомпас; 2) горизонтальный астроориентатор; 3) пилотажно-навигационная система воздушных сигналов; 4) навигационная система воздушного счисления пути; 5) инерциальная навигационная система; 6) курсовая система; 7) командно-пилотажная навигационная система; 8) система контроля топливной аппаратуры; 9) система автоматизированной поверки электроизмерительных приборов и др.
Исходные данные, имеющиеся в задании на курсовой проект, являются необходимыми, но недостаточными. Для того чтобы выявить принцип построения и функциональную структуру системы, студенту необходимо сделать анализ исходных данных и уточнить ряд положений. Выбор структуры системы и состава функциональных блоков осуществляется на основе аналитического обзора. Предметом анализа должны быть результаты исследований по аналогичным вопросам, изложенным в специальной литературе, научных статьях, реферативных и других информационных журналах, патентных материалах.
Содержание и объем графической части уточняется руководителем, однако в каждом проекте должны быть представлены: функциональная схема системы, блок-схема алгоритма обработки измерительной информации, фрагменты принципиальных схем функциональных модулей ИВК. Графическая часть выполняется в полном соответствии с действующими ГОСТ единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и снабжается спецификацией. Оформление пояснительной записки выполняется по ГОСТ 7.32-91 «Отчет о научноисследовательской работе. Общие требования и правила оформления».
Более подробно с содержанием курсового проекта, примерами оформления, лабораторными работами можно ознакомиться в соответствующих файлах на сайте кафедры ИВК (директорий Shivr_ftp).
111
Экзаменационные вопросы
1.Понятие «измерение». Структурные схемы средств измерений.
2.Виды измерений. Виды погрешностей измерений и источники их появления.
3.Погрешности косвенных измерений. Систематические погрешности. Слу-
чайные погрешности.
4.Классификация средств измерений.
5.Статические характеристики средств измерений.
6.Динамические характеристики средств измерений.
7.Погрешности средств измерений. Нормирование метрологических характе-
ристик.
8.Автоматизированные информационные системы. Государственная система приборов и агрегатные комплексы.
9.Основные структуры автоматизированных измерительных систем.
10.Основные этапы проектирования приборов и ИИС.
11.Цикл проектирования системы. Язык проектирования.
12.Требования пользователей и функциональная спецификация.
13.Выбор чувствительного элемента.
14.Выбор метода измерения и формирование структурной схемы.
15.Методы расчета статических характеристик.
16.Методы расчета динамических характеристик.
17.Оптимизация параметров приборов и систем.
18.Определение погрешностей измерительного звена по его расчетной харак-
теристике.
19.Определение погрешностей прибора по структурной схеме.
20.Расчет допусков на погрешность прибора.
112
21.Структуры ИВК.
22.Характеристики ИВК.
23.Принципы формирования комплексов получения информации.
24.Общая характеристика интерфейсов. Классификация интерфейсов.
25.Системные интерфейсы.
26.Интерфейсы магистрально-модульных мультипроцессорных систем.
27.Интерфейсы периферийного оборудования. Интерфейс ИРПР.
28.Интерфейсы периферийного оборудования. Интерфейс ИРПС.
29.Интерфейсы программируемых приборов. Общее построение интерфейса
Hewlett-Packard.
30.Интерфейсы программируемых приборов. Интерфейсы системы КАМАК.
31.Структуры средств системного обмена.
32.Субкомплексы. Групповые нормирующие преобразователи.
33.Субкомплексы с программируемой структурой (СПС).
34.Структуры измерительной части СПС. Реализация структур субкомплексов.
35.Разработать программу для навигационного автомата условной, полярной,
географической системы координат. Интегрирование выполнить методом прямоугольников, методом трапеций.
36.Разработать программу для измерителя барометрической высоты, истинной воздушной скорости.
37.Разработать программу для определения высоты, азимута светила.
38.Разработать программу для вывода дискретных сигналов системы «Курсор» по случайному закону, предусмотрев в программе временную задержку и останов по нажатию клавиши дискретного ввода «0».
39.Разработать программу автоматизированной поверки магнитоэлектрическо-
го вольтметра.
113
40. Разработать программу управления напряжением в системе «Курсор» по следующему закону: U = Um sin(ω t + ϕo); где ω = 2 π f; Um = 9 В; ϕo = π/2; f = 0,02 Гц; в программе предусмотреть останов по нажатию клавиши «Пробел».
41.Разработать программу УМК по следующему алгоритму: установить на выходах ЦАП1 и ЦАП2 0 В; установить на выходе ЦАП2 5 В; установить на выходе ЦАП2 0 В; изменяя код от 00 до 0F, осуществите вывод напряжения по каналу ЦАП1; безусловный переход на начало программы. Сигнал ЦАП1 подайте на вход «У» осциллографа, в качестве синхронизирующего используйте выходной сигнал ЦАП2.
42.Разработать программу для задания параметров генератора Г5-75 через приборный интерфейс.
43.Разработать программу для вывода файла на экран дисплея через интерфейс ИРПР.
44.Разработать программу для обмена информацией между машинами через интерфейс RS-232.
Библиографический список
1. Балашов, Е. П. Проектирование информационно-управляющих систем
/Е. П. Балашов, Д. В. Пузанков. – М. : Радио и связь, 1987. – 256 с.
2.Боднер, В. А. Приборы первичной информации : учебник для авиационных вузов / В. А. Боднер. – М. : Машиностроение, 1981. – 344 с.
3.Браславский, Д. А. Авиационные приборы и автоматы / Д. А. Браславский, С. С. Логунов, Д. С. Пельпор. – М. : Машиностроение, 1978. – 432 с.
4.Браславский, Д. А. Приборы и датчики летательных аппаратов : учебник для вузов / Д. А. Браславский. – М. : Машиностроение, 1970. – 392 с.
5.Браславский, Д. А. Точность измерительных устройств / Д. А. Браславский, В. В. Петров. – М. : Машиностроение, 1976. – 312 с.
6.Вальков, В. М. Автоматизированные системы управления технологическими процессами / В. М. Вальков, В. Е. Вершин. – Л. : Политехника, 1991. – 269 с.
7.Гордеев, А. А. Пособие по проектированию автоматических информационных устройств по курсу «Автоматические информационные устройства и системы летательных аппаратов» / А. А. Гордеев, Л. Г. Кирпичникова. – М. :
МАИ, 1975. – 79 с.
114
8.Гуткин, Л. С. Проектирование радиосистем и радиоустройств : учеб. пособие для вузов / Л. С. Гуткин. – М. : Радио и связь, 1980. – 288 с.
9.Добрынин, Е. М. Приборы автоматического контроля размеров в машиностроении / Е. М. Добрынин. – М. : Машгиз, 1960. – 302 с.
10. Интерфейсы систем обработки данных : справочник / А. А. Мячев, В. Н. Степанов, В. К. Щербо. – М. : Радио и связь, 1989. – 416 с.
11.Каган, В. М. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики / В. М. Каган, В. В. Сташин. – М. : Энергоатомиздат, 1987. – 304 с.
12.Капиев, Р. Э. Измерительно-вычислительные комплексы / Р. Э. Капиев.
–Л. : Энергоатомиздат, 1988. – 176 с.
13.Колосов, В. Г. Проектирование узлов и систем автоматики и вычислительной техники : учеб. пособие для вузов / В. Г. Колосов, В. Ф. Мелехин. – Л. : Энергоатомиздат, 1983. – 256 с.
14.Липаев, В. В. Проектирование программных средств : учеб. пособие для вузов / В. В. Липаев. – М. : Высшая школа, 1990. – 303 с.
15.Основы метрологии и электрические измерения : учебник для вузов
/Б. Я. Авдеев, Е. М. Антонюк, Е. М. Душин и др. ; под ред. Е. М. Душина. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л. : Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. – 480 с.
16.Помыкаев, И. И. Навигационные приборы и системы : учеб. пособие для
вузов / И. И. Помыкаев, В. П. Селезнев, Л. А. Дмитроченко ; под ред. И. И. Помыкаева. – М. : Машиностроение, 1983. – 456 с.
17.Савельев, А. Я. Конструирование ЭВМ и систем : учебник для вузов
/А. Я. Савельев, В. А. Овчинников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 1989. – 312 с.
18.Селезнев, В. П. Навигационные устройства / В. П. Селезнев. – М. : Машиностроение, 1974. – 600 с.
19.Соломатин, Н. М. Выбор микроЭВМ для информационных систем : учеб. пособие для втузов / Н. М. Соломатин, Р. П. Шервитис, М. М. Макшан-
цев. – М. : Высш. шк., 1987. – 109 с.
20.Федоров, А. М. Метрологическое обеспечение электронных средств измерений электрических величин : справочная книга / А. М. Федоров, Н. Я. Цыган, В. И. Мичурин. – Л. : Энергоатомиздат, 1988. – 208 с.
21.Фридмен, М. Проектирование систем с микрокомпьютерами / М. Фридмен, Л. Ивенс ; пер. с англ. – М. : Мир, 1986. – 405 с.
22.Цапенко, М. П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование / М. П. Цапенко. – М. : Энергоатомиздат, 1985. – 439 с.
23.Чернявский, Е. А. Измерительно-вычислительные средства автоматиза-
ции производственных процессов / Е. А. Чернявский, Д. Д. Недосекин, В. В. Алексеев. – Л. : Энергоатомиздат, 1989. – 272 с.
115
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Предисловие |
3 |
Глава 1. Основные термины и определения |
4 |
Введение ( 4 ). Предмет курса, понятие «измерение» ( 5 ). Структурные схемы средств измерений ( 6 ). Виды измерений ( 8 ). Виды погрешностей измерений и источники их появления ( 8 ). Погрешности косвенных измерений ( 9 ). Систематические погрешности ( 9 ). Случайные погрешности ( 9 ).
Глава 2. Характеристики средств измерений |
10 |
Классификация средств измерений ( 10 ). Статические характеристики средств измерений ( 12 ). Динамические характеристики средств измерений ( 14 ). Погрешности средств измерений ( 14 ). Нормирование метрологических характеристик ( 16 ). Автоматизированные информационные системы ( 18 ). Государственная система приборов и агрегатные комплексы. Основные блоки измерительных систем ( 18 ). Основные структуры измерительных информационных систем ( 20 ).
Глава 3. Основные этапы проектирования приборов и ИИС |
21 |
Техническое задание ( 21 ). Техническое предложение ( 21 ). Эскизный проект ( 22 ). Технический проект ( 22 ). Рабочая документация ( 22 ). Цикл проектирования системы ( 23 ). Язык проектирования ( 24 ). Требования пользователей и функциональная спецификация ( 26 ).
Глава 4. |
Основы проектирования приборов |
28 |
Выбор чувствительного элемента ( 29 ). Выбор метода измерения и |
||
формирование структурной схемы ( 31 ). Принципы конструирования |
||
приборов ( 35 ). |
|
|
Глава 5. |
Расчет характеристик приборов и систем |
36 |
Общие понятия ( 36 ). Методы расчета статических |
характеристик |
|
( 37 ). Методы расчета динамических характеристик ( 41 ). Оптимиза- |
||
ция параметров приборов и систем ( 45 ). |
|
|
Глава 6. |
Расчет погрешностей приборов и систем |
46 |
Определение погрешностей измерительного звена по его расчетной характеристике ( 46 ). Определение погрешностей прибора по структурной схеме ( 48 ). Расчет допусков на погрешность прибора ( 50 ).
Глава 7. Общая характеристика измерительно-вычислительных
комплексов 53
Структуры ИВК ( 54 ). Характеристики ИВК ( 60 ). Принципы формирования комплексов получения информации ( 63 ). Классификация средств обмена непрерывными сигналами ( 64 ).
116
Глава 8. Средства системного обмена |
67 |
Общая характеристика интерфейсов ( 67 ). Классификация интерфейсов |
|
( 67 ). Системные интерфейсы ( 68 ). Системная магистраль |
“I/O |
Channel” IBM PC/AT ( 71 ). Интерфейсы магистрально-модульных мультипроцессорных систем ( 73 ). Интерфейсы периферийного оборудования ( 74 ). Интерфейс ИРПР ( 74 ). Интерфейс ИРПС ( 77 ). Интерфейсы программируемых приборов. Общее построение интерфейса Hewlett-Packard ( 80 ). Интерфейсы системы КАМАК ( 84 ). Структуры средств системного обмена ( 87 ).
Глава 9. Субкомплексы |
90 |
Групповые нормирующие преобразователи ( 91 ). Субкомплексы с программируемой структурой ( 94 ). Реализация структур субкомплексов ( 100 ). Роль и состав программного обеспечения ( 102 ). Общие характеристики операционных систем реального времени ( 104 ). Составные части операционной системы MS DOS ( 108 ). Языки программирования, трансляторы ( 109 ).
Заключение |
110 |
Экзаменационные вопросы |
111 |
Библиографический список |
113 |
Учебное издание
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ, СИСТЕМ И ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Конспект лекций
Сост. ШИВРИНСКИЙ Вячеслав Николаевич
Редактор М. В. Штаева Подписано в печать 27.04.2009. Формат 60×84/16.
Усл. печ. л. 6,75. Тираж 100 экз.
Ульяновский государственный технический университет 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32
Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.
117