Функциональная организация системы

Основная функция системы – поддерживать содержание трупа при температуре минус 191,1 ⁰C столетиями.

Поддерживать содержание трупа при температуре минус 191,1 ⁰C

Оповещение о низком уровне жидкого азота

Оповещениеоповышениитемпературы

Создание герметичных условий

Поддержка температуры минус 190⁰C

Структурная организация системы

Система состоит из нескольких подсистем, объединенных между собой связями. Каждая подсистема в свою очередь делится на новые подсистемы. Все элементы определённым образом закреплены, что способствует устойчивости системы.

Представим криогенную камеру в виде чёрного ящика с входом и выходом:

Криогенная камера для человека

Труп

труп

Жидкий азот

Сообщения индикатора

Тепло

Введем основные обозначения:

- граница системы

- подсистема

-связи между подсистемами; каждая стрелка подписана тем, что несёт эта связь

Выделяем подсистемы:

Жидкий азот Труп Тепло

Герметичная капсула

Крепление Труп

Аккумулятор

Энергия

Градусник

Датчик уровня жидкого азота

Данные о температуре

Данные

Индикатор состояния

Информация

Сообщения индикатора

Контроллер

Криогенная камера как подсистема более широкой системы.

Одна криогенная камера является, вероятно, должна являться частью более крупной системы: криогенной лаборатории, которая, к тому же, обеспечит нормальные условия окружающей среды для системы криогенной камеры и почти исключит вероятность чересчур сильных физических воздействий на капсулу.

Взаимодействие системы с окружающей средой

1. Взаимодействие с обслуживающим персоналом, который может нажимать на включатель индикатора, открывать/закрывать крышку и добавлять жидкий азот внутрь;

2. Взаимодействие с тепловой энергией окружающей среды; Это взаимодействие система пытается свести к минимуму, насколько это возможно. Данное взаимодействие приводит к повышению температуры внутри капсулы.

3. Система получает труп из окружающей среды, без которого её работы бессмысленна

4. Система получает жидкий азот из внешней среды

Герметичная капсула

Герметичная капсула

Герметичная капсула

Герметичная капсула

Герметичная капсула

Герметичная капсула

Теоретико-множественное описание системы

Для наглядной простоты охарактеризуем внутреннее состояние системы 4-мя параметрами:

S = {z, n, p, t}, где

z – включен индикатор или выключен:

0. выключён:

1. включен;

n – Состояние индикатора:

0. Индикатор выключен

1. Всё в порядке

2. Слишком высокая температура

3. Слишком маленький уровень жидкого азота

4. Слишком высокая температура и слишком маленький уровень жидкого азота одновременно

p – состояние крышки:

0. Открыта

1. Закрыта

t – Температура: целое число от -200 ⁰C, до 0 ⁰C

Пятым параметром мог быть уровень жидкого азота по данным его измерителя.

V – входной сигнал, W – выходной сигнал;

Внешние воздействия:

• Power (или просто P) – нажата кнопка включения/выключения питания;

• Open (или просто O) – Открытие крышки;

• Close (или просто C) – Закрытие крышки;

• Nitrogen (или просто N) – уровень жидкого азота понизился слишком сильно;

• Temperature (или просто T) – Уровень температуры повысился слишком сильно;

• T_change_H(или просто TH) – температура внутри капсулы повысилась на 1 ⁰C

• T_change-L(или просто TL) – температура внутри капсулы понизилась на 1 ⁰C

• Danger (или просто D) – Уровень температуры повысился слишком сильно и слишком маленький уровень жидкого азота одновременно

Рассмотрим все возможные переходы системы:

1. V = power;

1. Если крышка закрыта ( p = 1 ) и питание выключено( z = 0 ):

• Если температура меньше минус 190 ⁰С и уровень азота приемлем то система переходит в состояние (1, 1, 1, t );

• Если температура меньше минус 190 ⁰С, а уровень азота слишком низок, то система переходит в состояние (1, 3, 1, t );

• Если температура больше минус 190 ⁰С, а уровень жидкого азота приемлем, то система переходит в состояние (1, 2, 1, t);

• Если температура больше минус 190 ⁰С и уровень жидкого азота слишком низок, то система переходит в (1, 4, 1, t)

2. Если крышка закрыта ( p = 1 ) и питание включено( z = 1), то система переходит с состояние ( 0, 0, 1, t )

3. Если крышка открыта, то система остаётся в состоянии (0, 0, 0, t );

2. V = Open

Если крышка была закрыта, то система переходит в состояние (0,0,0, t);

Иначе – нет изменений

3. V = Close

Если крышка была открыта, то система переходит в состояние

(0, 0, 1, t)

Иначе – нет изменений

4. V = nitrogen

Если питание включено (z = 1) и крышка закрыта ( p = 1 ), то переход в состояние ( 1, 3, 1, t)

Иначе – нет изменений

5. V = Temperature

Если питание включено (z = 1) и крышка закрыта ( p = 1 ), то переход в состояние ( 1, 2, 1, t)

Иначе – нет изменений

6. V = Danger

Если питание включено (z = 1) и крышка закрыта ( p = 1 ), то переход в состояние ( 1, 4, 1, t)

Иначе – нет изменений

7. V = T_change_H

Если питание выключено (z=0):

• Если температура < 0 ⁰С и >= минус 200 ⁰С, то система переходит в состояние ( 0, 0, p, t+1 )

• Иначе – нет изменений

Если питание включено (z=1):

• Если температура >= минус 200 ⁰С и < минус 190 ⁰С, то система переходит в состояние ( 1, 1, 1, t+1 )

• Если температура >= 190 ⁰С и < 0 ⁰С, то система переходит в состояние ( 1, 2, 1, t+1 )

• Иначе – нет изменений

8. V = T_change_L

Если питание выключено (z=0):

• Если температура <= 0 ⁰С и > минус 200 ⁰С, то система переходит в состояние ( 0, 0, p, t - 1 )

• Иначе – нет изменений

Если питание включено (z=1):

• Если температура > минус 200 ⁰С и <= минус 190 ⁰С, то система переходит в состояние ( 1, 1, 1, t - 1 )

• Если температура > 190 ⁰С и <= 0 ⁰С, то система переходит в состояние ( 1, 2, 1, t - 1 )

• Иначе – нет изменений

Рассмотрим выходные сигналы при различных воздействиях:

1. Если V = power;

Если z = 0 и p = 1, то W = n;

Иначе W = 0

2. Если V = nitrogen;

Если z = 1 и p = 1, то W = n;

Иначе W = 0

3. Если V = Temperature;

Если z = 1 и p = 1, то W = n;

Иначе W = 0;

4. Если V = Danger;

Если z = 1 и p = 1, то W = n;

Иначе W = 0;

5. Если V = T_change_L | T_change_H | close | open;

То W = 0