ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Будущие разработки из "Автоматизированное проектирование систем управления " Разработка автоматизированных средств для проектирования систем управления находится на начальной стадии. Есть пакеты, похожие на наши [3, 14, 22, 23, 33, 35, 44, 53, 59, 65, 72, 73, 77, 79, 80]. Этой проблеме посвящены многие симпозиумы и конференции [52, 56, 70]. Автоматизированные системы проектирования широко используются и в других областях, в том числе в механике, электронике, вычислительной технике [32, 60]. [c.29] Быстрое развитие автоматизированных средств проектирования объясняется совершенствованием технологии и качественным ростом парка ЭВМ с графическими средствами. Легко предсказать, что будущие системы проектирования будут более мощными, чем их предшественницы. [c.29] К сожалению, устройства ввода информации не развиваются такими темпами. Обычная клавиатура позволяет хорошей машинистке вводить информацию со скоростью 8 символов в 1 с, а инженер делает это существенно медленнее [58]. Изобретение устройств для отработки положения указателя на экране дисплея типа мышь и мячик , сенсорной клавиатуры и других, возможно, увеличит скорость ввода при их одновременном использовании с высокоскоростными устройствами вывода. Еще одним средством увеличить скорость ввода является речевой ввод. Однако существенного увеличения скорости ввода информации не ожидается. [c.30] Графика. Графика играет важную роль в инженерных разработках. Первыми книгами для технического образования были книги Леонардо да Винчи о рисовальных машинах. Классическая теория управления широко использует аппарат графики. Это логарифмические характеристики, годографы, структурные схемы, графы и многие другие, играющие важную роль при проектировании систем. В современной теории управления графика используется не так интенсивно, хотя это можно объяснить недостатком надлежащих графических средств в составе ЭВМ. В ближайшем будущем ситуация может существенно измениться, так как хорошие графические технические средства будут доступны за приемлемую стоимость. [c.30] Взаимодействие человека с ЭВМ. Эффективное взаимодействие человека с ЭВМ требует передачи информации в широком диапазоне частот. Это обеспечивает высокую скорость передачи символов и их элементов. Для наших пакетов пользовательский интерфейс содержит телетайпы и графические терминалы с памятью, имеющие скорость передачи данных 4800 бод. Только эти средства были доступны на начальной стадии наших разработок. Осциллограф с памятью имеет довольно ограниченные возможности изображенные кривые не могут быть удалены по отдельности. Графические терминалы более скоростные и дают большие удобства в работе. Они позволяют изменять отдельные элементы изображения и их цвет, формировать стандартные фрагменты и кадры. Использование цветной графики в автоматизированном проектировании систем управления переживает свое становление, хотя есть интересные предложения в этой области [631. Полезен опыт разработчиков видеоигр [62]. [c.30] Выразительная возможность команды определяется информационным содержанием каждого символа. Наш опыт ясно показывает необходимость разработки специального языка с достаточной выразительной силой. Было бы прекрасно использовать для описания всех операций нотации, подобные тем, которые применяют в теории управления. [c.30] Численные методы и новые подходы. Ключевым элементом в программном обеспечении являются численные методы. В последние годы они получили существенное развитие в линейной алгебре, что отражено в программном обеспечении, например, таких пакетов, как EISPA K [37, 69, 86] и LINPA K [21], которые широко известны. К сожалению, численным методам анализа и синтеза систем управления не было уделено достаточного внимания, хотя это необходимо многим пользователям. Некоторые численные задачи автоматического управления начали привлекать внимание прикладных математиков [43, 51, 74], что положительно скажется на развитии автоматизированного проектирования. [c.31] В современных пакетах данные в основном обрабатываются в числовой форме, символьная обработка практически не исполь зуется, хотя такая обработка была бы полезной во многих случаях для упрощения моделей, для создания программ моделирования, анализа устойчивости, линеаризации и в других задачах. Если в пакет включены средства символьной обработки, то возможно, например, создать программу для реализации законов управления. Доступные технические средства не позволили включить символьную обработку в наши пакеты, хотя в будущем это будет сделано. [c.31] Еще одним интересным направлением развития автоматизированного проектирования является создание экспертных систем или систем-консультантов [15]. Опыт разработчиков систем управления может существенно улучшить процедуры идентификации, анализа и проектирования. Создание таких экспертных систем — важная задача будущих разработок. [c.31] Самый маленький пакет, описанный в этой статье, содержит около 30 тысяч строк исходного текста. Будущие пакеты станут существенно больше. Для их разработки необходимы хорошие языки и средства программирования. Язык ФОРТРАН сделал наши пакеты мобильными, однако в будущих разработках нельзя ограничиваться только этим языком. [c.31] Использование языка АДА, разработанного в последние годы, является еще одной альтернативой [20]. Библиотеки основных подпрограмм могут быть легко реализованы в виде пакетов. Поэтому ожидается, что для многих пакетов будет использован именно этот язык, так как он удобен для программирования, позволяет вводить в программу параллельные задачи, получать удобочитаемый текст (средства совмещения). В применении языка АДА главным будет, по всей вероятности, его признание и распространение. [c.32] Такие процедуры, как моделирование и идентификация, требуют больших затрат времени. Поэтому для повышения эффективности решения задач целесообразно выполнять параллельно некоторые дополнительные задачи редактирование, вычерчивание графиков, вывод текстов. Это особенно удобно для систем с окнами [39]. Удобно, чтобы будущие системы оперировали с несколькими языками. Например, пакет ISER- SD написан на языках ФОРТРАН и ПАСКАЛЬ [71], правда, его использование ограничено одним типом ЭВМ. [c.32] Реализация. Наши пакеты были разработаны с самого начала. В будущих разработках можно будет использовать многие проверенные модули. Для описания систем управления потребуются сложные структуры данных. Большинство задач могут быть сформулированы только в терминах массивов. В этих терминах описание линейной системы в пространстве состояний или описание сигналов занимает слишком много времени. Многие задачи могут быть решены с привлечением матричных языков MATLAB и MATRIX [57, 751. Однако ясно, что полезно использовать более сложные структуры данных (см. разд. 4), включающие в себя понятия полиномов, рациональных функций и другие (например, описание иерархической системы подсистемами). [c.33] Для наших пакетов были раз )аботаны графический интерфейс и несколько простых программ для системы Tektroni s 4010. В будущем предполагается использовать растровую графику и систему GKS [32, 38]. [c.33] Автоматизированное проектирование является мощным средством решения многих задач. Работая на индивидуальной рабочей станции, инженер может получить полное решение задачи в течение нескольких часов, причем результаты работы будут хорошо документированы (листинги, тексты, графики). Проектировщик в состоянии решить свою задачу самостоятельно, без помощи программистов. Наши исследования показали, что автоматизированные средства позволили существенно увеличить эффективность анализа и проектирования систем управления. Мы надеемся, что системы автоматизированного проектирования (САПР) позволят эффективно применять современную теорию управления. [c.33] САПР систем управления находится на начальном этапе своего развития. В разных местах внедрено небольшое количество пакетов, многие пакеты разрабатываются. Пакеты, с которыми мы экспериментировали, хорошо адаптируются к персональным компьютерам и рабочим станциям, готовящимся к выпуску. Для эффективного диалога человека с ЭВМ эти компьютеры будут оборудованы цветными дисплеями с высоким разрешением. Их вычислительная мощность позволит реализовать более сложные пакеты с новыми алгоритмами. САПР внедряют во многие области инженерной деятельности, что делает полезным обмен опытом по их разработке и использованию в разных отраслях науки и техники. [c.33] Вернуться к основной статье