Лекция 12. Реализация управления стс. Архитектура системы и ПО управления стс реализующая сложное поведение стс.

Иерархическое структурирование ПО средство обеспечение сложного управления

 

Рассмотренные положения управления являются скорее теоретическими и относятся к системам управления, которые можно назвать простыми, для которых имеется один контур управления и одна или несколько управляемых координат. Конечно требуется рассмотрение примеров СТС, на которых можно показать методы реализации управления СТС на практике. На этих примерах также будет показана определяющая роль компьютерного управления и ПО компьютеров, встроенных в систему управления, реализующих сложность поведения СТС. СТС совсем не обязательно связана с управлением ракетой спутником или самолетом

Рассмотрим простой пример - СТС, например, стиральную машину, работа которой всем понятна. Управление работой этой системы осуществим от встроенной ЦВМ. Стиральная машина многорежимна и обладает всеми признаками сложного поведения и по нашей классификации является СТС.

Проведем черту, ниже которой последовательно запишем наименования оборудования, которое должно управляться от ЦВМ. Сразу над чертой запишем задачи по управлению каждой единицей оборудования. Каждой из этих задач в ЦВМ соответствует программа ПО. выполняющая только данную элементарную задачу. Например, программа, которая умеет включать и выключать двигатель на заданную угловую скорость вращения или программа, умеющая открывать и закрывать клапан холодной воды, конечно, когда ее об этом «попросят» – передадут на нее управление. Кто же это сделает? Это должна сделать специальная программа,обеспечивающая последовательное в нужном для проведении стирки порядке включение аппаратуры стиральной машины.

 

 

Управление циклом выполнения заданного режима стирки

Интерфейс Управление Управление Управление Контроль Измерение измерение

температуры

пользователя клапаном клапаном двигателем безопасности уровня

хол.воды слива воды

------ ------------------ ----------- ----- ----//------- --------- -----

Клавиши Клапан хол. Клапан и на Двигатель Устройства Датчик датчик

температуры

и экран воды сос слива воды безопасности ур овня

 

 

Эта специальная программа работает не напрямую с аппаратурой, а через рассмотренные нами программы, решающие задачи элементарного управления оборудованием, запуская их в определенном порядке. Совокупность рассмотренных программ позволяет реализовать сложное и безопасное управление.

Таким образом, ПО управления стиральной машины предстает в виде двухуровневой иерархической структуры. Именно такое представление позволяет реализовать сложное поведение СТС

Программа «управление циклом выполнения заданного режима стирки» имеет задачу реализации заданной последовательности работы устройств стиральной машины (в необходимых случаях параллельной работы) при выполнении выбранного оператором режима стирки.

Таких программ, которые мы назвали ПКФ, должно быть столько сколько режимов стирки имеется у машины. Программа реализует эту последовательность путем обращения и инициализации по определенной временной диаграмме программ нижнего уровня, управляющих работой отдельных устройств машины

Далее приведен более сложный пример управления подсистемами спутника. Рассмотренный принцип естественного формирования структуры ПО для управления СТС справедлив и здесь. Отличия - в масштабе системы, сложности алгоритмов управления и потребных ресурсах ЦВМ. Другое отличие связано с автоматическим выбором необходимой ПКФ программами ПО планирования работы спутника по информации, переданной с земли. Это образует еще один уровень иерархии ПО. Тогда как в стиральной машине выбор режима – ПКФ осуществляется напрямую оператором.

Предусмотрение возможности изменений это принцип, который отличает ПО от других видов промышленных продуктов, так как в большинстве случаев ПО разрабатывается в обстоятельствах, когда требования к нему недостаточно определены. Они уточняются по мере продвижения разработки системы и ПО для неё. Но способность ПО к развитию не возникает сама собой и не является следствием удачного стечения обстоятельств. Она требует определенных умственных усилий, чтобы определить где и каким образом потребуется необходимость изменений, требует определенной стратегии структуризации ПО. В основном изменения должны быть изолированы в особых частях ПО и не затрагивать остальные части при их проведении.