3.4.6. Многоточечные измерительные системы

Эти системы применяют для исследований сложных объектов с большим числом измеряемых величин. Число измерительных кана­лов в таких системах может достигнуть нескольких тысяч. Последо­вательное многократное использование отдельных узлов измеритель­ного тракта приводит к последовательно-параллельному принципу действия таких систем и к минимальной сложности ИС.

Для согласования действия узлов ИС, работающих параллельно и последовательно во времени, в таких системах применяют коммута­торы ИК для коммутации аналоговых сигналов датчиков Д (рис. 3.14). Измерительные коммутаторы должны обладать заданными метрологическими характеристиками (погрешностью коэффициента переда­чи, быстродействием коммутатора и др.).

Рис. 3.14. Структурно-функциональная схема

многоточечной ИС

Быстродействие коммутатора обычно определяют допустимым числом переключений в секунду и зависит, прежде всего, от применяе­мых элементов.

Достоинства многоточечных ИС — меньшее количество оборудова­ния по сравнению с многоканальными системами и возможность нара­щивания числа измерительных каналов за счет коммутатора. Недостатки этих систем по сравнению с рассмотренными ранее ИС — пониженное быстродействие при большом числе опрашиваемых датчиков и некоторое снижение точности за счет остаточных параметров ключей коммутатора.

3.5. Автоматизированные системы научных исследований

Основные задачи автоматизированных систем научных исследова­ний — планирование, организация и проведение научного эксперимен­та таким образом, чтобы получить необходимые результаты с наиболь­шей достоверностью в минимально короткое время и с наименьшей стоимостью. Итогом работы АСНИ обычно является проверка науч­ных гипотез.

Разновидность эксперимента — испытания, при которых характери­стики объекта, его модель уже известны и требуется лишь подтвердить конструктивные и эксплуатационные свойства объекта. При этом цель испытаний — установить допустимые пределы изменения физических параметров объекта и оценить влияние на них внешних факторов.

Обобщенная структурная схема АСНИ представлена на рис. 3.15. Информация от объекта исследования ОИ по прямому каналу ин­формационного обеспечения ПКИО через интерфейс Ин поступает на ЭВМ, где происходит обработка результатов, полученных от ОИ. Так как объект должен быть исследован при определенных параметрах окружающей среды, то в АСНИ может быть предусмотрено устрой­ство поддержания состояния окружающей среды УПС и системы ав­томатического управления САУ объектом и средой. При этом инфор­мация на вход САУ поступает от ЭВМ через Ин по обратному каналу информационного обеспечения ОКИО.

Рис. 3.15. Обобщенная структурно-функциональная схема АСНИ

Чтобы управлять ходом эксперимента, в АСНИ обычно предусмат­ривается так называемая экспертная система ЭС с базой опытных данных БОД, в которой хранят данные предыдущих экспериментов. Наличие ЭС и БОД позволяет избегать опасных аварийных ситуаций, которые могут возникнуть в ходе эксперимента.

Для того чтобы экспериментатор мог влиять на ход эксперимен­та, в АСНИ имеются также устройства, обеспечивающие диалоговый режим работы человека и системы (дисплей Д, регистратор Р и т.п.), а также соответствующее программное обеспечение.

Высшей формой развития ИС можно считать появление интеллек­туальных систем, которые позволяют достичь максимальной степени автоматизации измерений и экспериментальных исследований за счёт учета всей суммы априорных сведений об объекте исследования, влия­ющих факторов (в том числе помех) и возможностей узлов ИС. В та­ких ИС могут быть реализованы оптимальные алгоритмы измерения физических величин в конкретных условиях работы объекта исследо­вания и самой системы. Интеллектуальные ИС могут широко исполь­зовать алгоритмы обучения и самообучения с применением методов аналогий, прогнозирования, анализа причинно-следственных связей и процедур принятия решения.