В зависимости от назначения и сложности ИИС соотношение отдельных технических средств различно. Это иллюстрируется примерами реальных ИИС, внедренных в промышленную эксплуатацию. Разработанная в Винницком политехническом институте система автоматического контроля основных характеристик электродвигателей состоит из подсистем контроля скорости вращения электродвигателя (тахометра), скольжения, статического и динамического моментов. Система позволяет производить автоматический контроль и измерение скорости вращения электродвигателей в диапазоне 2,5...50 тыс. об/мин с погрешностью, не превышающей 10 об/мин, а также статический и динамический моменты и параметр скольжения. Основной частью системы является измерительный преобразователь угловой скорости вращения. В качестве устройств отбора информации используются фотоэлектрические преобразователи, соединенные с помощью электрических кабельных линий связи с устройствами обработки информации.
Скорость вращения вычисляется по значению одного или нескольких периодов сигнала, получаемого от измерительного преобразователя. Динамический момент определяется путем дифференцирования сигнала угловой скорости.
Представление информации в системе осуществляется с помощью цифрового табло и графопостроителя (в динамическом режиме).
В качестве другого примера ИИС приведем систему контроля технологического процесса швейного производства, включающую в себя подсистему контроля расхода материалов и подсистему учета готовой продукции. Входящие в состав подсистемы контроля расхода материалов адаптивные измерители длины и ширины материалов осуществляют работу в течение двух циклов: адаптации и измерения. Подсистема учета готовой продукции функционирует на основе алгоритма сравнения реальных показателей выпуска продукции с плановыми.
Измерительно-информационные системы являются средствами измерений, предназначенными для решения задач, определяемых основными информационно-измерительными процедурами: измерением, контролем, идентификацией и счетом. Реализация наиболее общей информационной процедуры – управления также невозможна без ИИС.
Представляется целесообразным классифицировать ИИС в соответствии с характером преобразования информации и подразделить их на системы измерительные, автоматического контроля, идентификации и автоматического счета.
Измерительные системы широко используются в научных исследованиях и промышленности для получения информации о ходе научных экспериментов и технологических процессов, когда функции управления выполняет оператор. К измерительным системам относятся также телеизмерительные, предназначенные для получения информации с отдаленных объектов, и статистические измерительные, выполняющие функции накопления измерительной информации и обработки ее для получения статистических характеристик измеряемых случайных величин.
Системы автоматического контроля сопоставляют контролируемые параметры с нормой и формируют суждения о результатах этой операции.
К системам автоматического контроля можно отнести также системы технической диагностики, которые устанавливают не только наличие отклонения от нормального функционирования объекта контроля, но и причину, его вызывающую.
Системой автоматического счета называется система, определяющая числовые значения дискретных величин или количество предметов в данной совокупности.
Необходимо отметить, что часто одна ИИС выполняет функции, присущие ИИС разных классов.
Рассмотрим два примера: одна часть описанной выше системы контроля технологического процесса швейного производства выполняет функции измерительной системы, а другая – системы счета, в системе контроля параметров электродвигателей все подсистемы являются устройствами цифрового контроля. ИИС могут объединять в своем составе самые разные подсистемы, которые в общем случае имеют различные характеристики, принципы построения и алгоритмы функционирования.
Ниже приводятся некоторые пояснения к выбору классификационных признаков ИИС: в ИИС может исследоваться одна (одномерные) или и (многомерные) физических величин, причем степень корреляции между ними может быть разной, вследствие этого ИИС могут иметь один (одноканальные) или несколько (многоканальные) измерительных каналов, взаимосвязь между которыми также может быть весьма разнообразной; исследуемые величины могут быть постоянными или переменными во времени, детерминированными или стохастическими, сосредоточенными или распределенными в пространстве; под активными подразумеваются входные величины, способные оказать энергетические воздействия на первичные измерительные преобразователи без привлечения дополнительных источников энергии (ИИС с генераторными первичными измерительными преобразователями), под пассивными – входные величины, не оказывающие воздействий на входные цепи ИИС, а лишь влияющие на преобразование потока энергии (ИИС с параметрическими измерительными преобразователями); в зависимости от задач и характера функционирования в ИИС могут использоваться непрерывные, дискретные (по времени), квантованные (по значению) величины; ИИС могут использовать внешние ЭВМ (неавтономные ИИС) или иметь ЭВМ в составе своих технических средств (автономные ИИС); потребителем выходной информации ИИС может быть человек-оператор, ЭВМ или АСУ, если ИИС является ее составной частью. ИИС могут быть адаптивными, т. е. приспосабливающимися к влияющим величинам и изменяющимся условиям функционирования, и неадаптивными; выходная информация в ИИС может иметь количественный (различные виды представления числовых значений физических величин) или качественный (суждения о состоянии объекта контроля) характер; степень обработки выходной информации также может быть различной: потребителю может представляться оценка одного параметра или обобщенные показатели (результаты функциональной, статистической и т. п. обработки).
В дальнейшем анализ измерительных информационных систем проводится в основном применительно к системам измерения и контроля, однако может быть обобщен на ИИС других типов.
1. 2. Математическое моделирование ИИС.
Математическое моделирование является наиболее общим методом исследования в науке, а математическая модель представляет собой систему математических соотношений, описывающих изучаемый процесс, объект или явление. В основу метода положена идентичность формы математических выражений и однозначность соотношений между переменными в математических выражениях, описывающих оригинал и модель. Для составления математической модели можно использовать любые математические средства: дифференциальные и интегральные уравнения, теорию множеств, математическую логику, теорию вероятностей, теорию графов и д.р.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.