Алгоритмизация информационных задач и задач управления

1. САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Алгоритмическое обеспечение систем
автоматизации и управления
Программирование и алгоритмизация
Куркина
Виктория Вадимовна

2.

Алгоритмизация информационных
задач и задач управления
Информация к курсовой работе
Основным источником для выполнения курсовой
работы являются:
Методические указания
-по теоретическим основам,
-содержанию,
-правилам оформления курсовой работы по
дисциплинам:
2
«Программирование
и алгоритмизация» и
«Алгоритмическое обеспечение систем
автоматизации и управления»

3.

Алгоритмизация информационных
задач и задач управления
Содержание методических указаний
1.СОСТАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа предназначена для
закрепления
знаний
по
дисциплине
«Программирование и алгоритмизация» и
«Алгоритмическое
обеспечение
систем
автоматизации и управления» а конкретно –
знаний
алгоритмов
обработки
сигналов,
поступающих с датчиков объекта и знаний
форм представления этих алгоритмов. Для
3объекта указывается число аналоговых каналов
измерения технологических параметров. В
случае
отсутствия
реального
объекта
указывается только число измерительных
каналов.

4.

Алгоритмизация информационных
задач и задач управления
Содержание методических указаний
1.СОСТАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Каждая курсовая работа включает
конкретный набор алгоритмов и конкретные
формы представления этих алгоритмов. Кроме
алгоритма опроса датчиков комплексный
алгоритм контроля разрабатывается для одного
измерительного канала.
Необходимая
информация
для
каждого
варианта курсовой работы представлена в
4
таблицах 1,2,3.
Выбор
варианта
курсовой
работы
осуществляется по номеру студента в списочном
составе группы.

5.

Алгоритмизация информационных
задач и задач управления
Состав курсовой работы
Титульный лист
Задание
Индивидуальное задание по варианту
Содержание
Введение
Основной текст пояснительной записки
1 Общие теоретические сведения
1.1Понятие алгоритма и его свойства
1.2Формы представления алгоритмов
…
5
2 Разработка комплексного алгоритма
2.1 Алгоритм опроса датчиков
2.2
…

6.

Алгоритмизация информационных
задач и задач управления
Состав курсовой работы
3 Разработка алгоритма АСР для
моделирования на ПЭВМ
3.1 Структура АСР
3.2 Дискретные преобразования
звеньев АСР
3.3 Блок-схема моделируемой
АСР
3.4 Таблица типов данных
6
Заключение
Список использованных источников
Приложения

7.

Алгоритмизация информационных
задач и задач управления
Приложения методического указания
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Варианты курсовой
работы
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пример титула и
задания.
7
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Правила оформления
пояснительной записки
Выписка из стандарта СТП СПбГТИ 0062009
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Основные элементы
стандарта ГОСТ 19-701-90

8.

Пример курсовой работы
(не забыть титул и задание)
Тема: Разработка комплексного алгоритма
контроля информационных каналов
объекта управления (вариант №)
Состав алгоритмов и формы их
представления по заданию даны в таблице 1
методических указаний по теоретическим
основам, содержанию, правилам оформления
курсовой работы по дисциплинам:
«Программирование и алгоритмизация» и
8
«Алгоритмическое
обеспечение
систем
автоматизации и управления»

9.

Пример курсовой работы
(не забыть титул и задание)
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Варианты курсовой работы
Обозначения, используемые в таблице 1.
Алгоритмическое обеспечение контроля сигналов
датчиков
Алгоритмы опроса датчиков
Циклический
АОЦ
Адресный
АОА
Алгоритмы сглаживания (фильтрации)
9
Экспоненциальный
ФЭ1
Медиана скользящая
ФМ2
Среднего арифметического скользящий ФС3
Алгоритмы допускового контроля
Текущего значения сигнала датчика
ДК1
Скорости изменения сигнала датчика
ДК2

10.

Пример курсовой работы
(не забыть титул и задание)
Обозначения, используемые в таблице 1
Алгоритмы контроля достоверности
Алгоритмы обнаружение выбросов
Критерий Смирнова-Граббса
ОВ1
Критерий Диксона
ОВ2
Алгоритм обнаружения дрейфа
Критерий Аббе
ОД1
Алгоритмы обнаружения искажений формы пика
1Обнаружение плоско-остро-вершинности пика
ООП
102Обнаружение лево или правосторонней асимметрии ОАП
Обнаружение повышенного уровня шума.
ОПШ

11.

Пример курсовой работы
(не забыть титул и задание)
Обозначения, используемые в таблице 1
Формы представления алгоритмов
11
Блок-схема
ФП1
Словесная форма
ФП2
Автоматная таблица
ФП3
Секвенциальная форма
ФП4
ЯЛС
ФП5
Матричная форма –МСА
ФП6

12.

Пример курсовой работы
Состав алгоритмического обеспечения
комплексного алгоритма обработки сигналов
датчиков (вар.8)
12

13.

Пример курсовой работы
Результат каждой проверки алгоритма
контроля
достоверности
–
диагностическое сообщение или
логический
признак,
который
используется
при разработке автоматной таблицы.
Алгоритм
опроса
датчиков
представляется для n датчиков.
Алгоритмы обработки – только по
13
одному каналу.

14.

Пример курсовой работы
Содержание
Введение
1.Общие теоретические сведения
2. Разработка комплексного алгоритма
3.Разработка алгоритма АСР для моделирования на
ПЭВМ
14
Заключение
Список использованных источников

15.

Пример курсовой работы
1.Общие теоретические сведения
1.1 Понятие алгоритма и его свойства
1.2 Формы представления алгоритмов
2 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО АЛГОРИТМА
2.1 Алгоритм опроса датчиков
2.2 Алгоритм сглаживания
2.3 Алгоритм допускового контроля
2.4 Алгоритмы контроля достоверности
2.4.1 Алгоритм обнаружения выбросов
15
2.4.2
Алгоритм обнаружения дрейфа
2.4.3 Алгоритм обнаружения повышенного
уровня шума

16.

Пример курсовой работы
2.5 Алгоритм контроля достоверности на
основе автоматных таблиц
2.5.1 Секвенциальное представление
данных таблиц переходов и выходов
2.6 Комплексный алгоритм на языке
логических схем и в виде МСА
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АСР ДЛЯ
МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПЭВМ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
16
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ

17.

Пример курсовой работы
Раздел 2 кончается представлением
комплексного алгоритма в виде
блок-схемы или ЯЛС.
Весь Алгоритм в виде блок-схемы
17

18.

Пример курсовой работы
18

19.

Пример курсовой работы
19

20.

Пример курсовой работы
Представление всего алгоритма на языке
логических схем (ЯЛС)
Р1 - Контроль работы датчиков (да/нет)
А2 - Ввод исходных данных (Тц, nl, п2, N1, N2 - весовой
коэффициент, В)
АЗ - Блок начальных засылок
А4 - Запуск таймера, фиксация tk
А5 - Опрос датчиков (Тсп, Рcп)
А6 - Алгоритм фильтра сигналов (среднего арифметического (Тсп,
Рcп))
А7 - Допусковый контроль значений
А8 - Допусковый контроль скорости изменения
А9
20 - Накопление выборки
Р10 - Выборка накоплена? (да/нет)
All -Расчет критерия Диксона (наличие выбросов)
А12 - Расчет критерия Аббе ( наличие дрейфа)

21.

Пример курсовой работы
Представление всего алгоритма на
языке логических схем (ЯЛС)
А13 - Проверка на наличие повышенного уровня шума
А14 - Сдвиг выборки
А15 - Формирование строки состояния
Р16 - Строка ненулевая (да/нет)
А17 - Блок логики
А18 - Выдача информации оператору
А19 - Обращение к таймеру ( t=tH-tk)
Р20 - t>Тц(да/нет)
21
Р21 - Расчет окончен? (да/нет)
S - Выход.

22.

Алгоритмизация задач управления
Состав курсовой работы-часть вторая
3 Разработка алгоритма АСР для
моделирования на ПЭВМ
3.1 Структура АСР
3.2 Дискретные преобразования
звеньев АСР
3.3 Блок-схема моделируемой АСР
3.4 Таблица типов данных
22
Заключение
Список использованных источников
Приложения

23.

.
Алгоритмизация задач управления
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АСР ДЛЯ
МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПЭВМ
Примеры АСР
(Одноконтурная АСР)
23

24.

.
Алгоритмизация задач управления
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АСР ДЛЯ
МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПЭВМ
24
Объект- инерционное звено 1-го порядка
без запаздывания.
Алгоритм для моделирования на ПЭВМ
предполагает последовательный обход
структуры и необходимые преобразования
звеньев системы

25.

.
Алгоритмизация задач управления
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АСР ДЛЯ
МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПЭВМ
Для реализации переходного процесса были найдены
следующие формулы 1-4 (начинаем с левого сумматора):
Для преобразования используем метод Z-преобразования
25

26.

;
.
Алгоритмизация задач управления
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АСР ДЛЯ
МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПЭВМ
Рассмотрим дискретные преобразования звеньев АСР для
приведенной одноконтурной АСР методом Z-преобразований.
. Дискретное преобразование инерционного звена 1-го порядка
26
Найдем y(z)
где

27.

;
.
Алгоритмизация задач управления
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА АСР ДЛЯ
МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПЭВМ
Дискретное Z-преобразование ПИД-регулятора
Табличная форма:
27

28.

Блок-схема моделирования одноконтурной АСР
;
.
:
28

29.

;
Параметры моделирования одноконтурной АСР
.
:
29

30.

.
Алгоритмизация задач управления
Алгоритмическая реализация законов
регулирования в цифровой форме
Примеры АСР
(Каскадная АСР)
30

31.

.
Алгоритмизация задач управления
Алгоритмическая реализация законов
регулирования в цифровой форме
Примеры АСР (Регулятор Смита)
31

32.

.
Алгоритмизация задач управления
Алгоритмическая реализация законов
регулирования в цифровой форме
Регулятор Смита
Алгоритм сложных по структуре специальных
регуляторов
предполагает
последовательный
обход
структуры и необходимых
преобразований звеньев
системы.
1.Начнем с первого левого сумматора.
32

33.

.
Алгоритмизация задач управления
Алгоритмическая реализация законов
регулирования в цифровой форме
Регулятор Смита
2.Рекуррентная формула для ПИ-регулятора
33

34.

.
Алгоритмизация задач управления
Алгоритмическая реализация законов
регулирования в цифровой форме
Регулятор Смита
3.Рекуррентная формула для инерционного звена I порядка,
метод z-форм
4.Рекуррентная формула для звена
запаздывания
5 Сумматор
2
34

35. Спасибо за внимание!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
35

36. Спасибо за внимание!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
36

37.

Фрагмент алгоритма
обнаружения искажения типа
«асимметрия»
37