1-47

1. Введение.

В большинстве современных систем промежуточные и выходные величины представлены в цифровой дискретной форме , реали­зуемой в виде кода. Так как в реальной системе всегда имеются объекты , выдающие или принимающие информацию в непрерывной форме , то при осуществлении таких систем возникает задача реализации связи между вы­числительным комплексом и такими объектами.

Задачи, решаемые системой , для которой основным источником информации служат сигналы о физических процессах можно условно разделить на две группы:

- основные (функциональные) - задачи, направленные на достижение целей функционирования;

- вспомогательные - совокупность задач, решение которых направлено на обеспечение наибольшей эффективности решения функциональ­ных задач (встроенная система контроля, предварительный расчет опре­деленных параметров исходных установок и т.д.).

Функциональные задачи в свою очередь разделяются на уровни, на каждом из которых используются специфические методы и соответствующие им алгоритмы решения.

На первом уровне решаются задачи сбора и первичной обработки информации. К ним можно отнести:

- квантование аналоговых сигналов по времени и по уровню;

- предварительную цифровую или аналоговую фильтрацию сигналов и т.п.

При решении задачи квантования аналоговых сигналов по времени и по уровню выбираются частота и число уровней квантования (разрядность аналого-цифрового преобразователя). Указанные характеристики зависят от вида спектра измеряемого физического процесса, чувствительности и точности первичных датчиков, требований по точности, предъявляемых к вычислительному комплексу и т.д. Информация, поступающая от датчиков, как правило, искажена помехами и ошибками измерения. Задачей фильтрации является выделение полезной составляющей для использования ее на последующих этапах обработки. Фильтрация может осуществляться как во временной так и в спектральной областях в цифровой или аналоговой форме.

На втором уровне решаются задачи обработки информации, называемой вторичной. К этому уровню можно отнести:

- геометрические преобразования системы координат ;

- определение текущих параметров измеряемых процессов;

- преобразование и вычисление спектров сигналов;

- цифро-аналоговое преобразование и т.п.

Теоретическая основа для решения задач этого уровня - численные методы. На их основе разрабатываются алгоритмы и программы для конкретных систем . Крите­риями выбора того или иного метода решения могут служить :

- затрачиваемый объем памяти;

- число элементарных вычислительных операций ( умножение, сложение и т.д.);

- инструментальные погрешности вычислений (из-за округления, ограниченности разрядной сетки микропроцессора ) и др.

Большое значение имеют методы обработки сигналов на основе их спектральных составов, при этом важную роль играет выбор базисных функций для спектрального представления.

Вспомогательные задачи разделяются на две группы:

- первую группу составляют задачи, решение которых обеспечивает эффективную работу вычислительного процесса в различных режимах функционирования системы управления, а также эффективное использование всех технических ресурсов системы. Эти задачи, как правило, вклю­чают в свой состав - управление ресурсами, данными, системой связи: че­ловек - машина;

- вторая группа - задачи, решение которых обеспечивает контро­ль правильности функционирования аппаратных и программных средств, облегчение и ускорение поиска и устранения неисправностей в вычислитель­ном комплексе.

- третья группа - задачи, решение которых обеспечивает отображение необходимой информации на соответствующих элементах отображения сис­темы в виде удобном для оператора.

При разработке УЭИП решались все выше упомянутые задачи, но только в приложении к данному конкретному случаю.