Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Автоматизация и управление процессами.





Значительная часть технических задач связана с применением компьютеров в качестве гибкого устройства управления оборудованием и в качестве устройства для контроля состояния аппаратуры и исследования процессов. При этом компьютер становится необъемлемой частью прибора, станка, управляющей системы и т.д.

В связи с усложнением технических задач возникает все больше случаев, в которых использование человека для управления техническими установками и регистрации данных просто невозможно из-за объема, скорости и сложности выполняемых операций. Практически все мыслимые задачи, связанные с автоматизацией и управлением процессами, основаны на очень небольшом наборе необходимых операций:

1. Считывание с одного или нескольких входных источников аналоговых сигналов в форме напряжения и преобразование этих сигналов в цифровую форму (аналогово-цифровое преобразование).

2. Преобразование цифровых значений в аналоговый сигнал (напряжение) и выдача этого сигнала на внешние устройства по нескольким каналам (цифро-аналоговое преобразование).

3. Считывание с внешних стандартных цифровых входов цифровой информации (цифровой ввод).

4. Посылка цифровых кодов на внешние устройства (цифровой вывод).

5. Точный отсчет временных интервалов в одном или нескольких независимых устройствах (таймирование).

Для реализации перечисленных операций необходимо использовать специализированные устройства. Действительно, если функции цифрового ввода и вывода на компьютере еще можно реализовать через стандартные порты ввода-вывода, а простейшие функции отсчета интервалов можно выполнять с помощью встроенных в компьютер часов, то для ввода и вывода аналоговой информации необходимы специализированные устройства.

Пример. Система управления летательным объектом.

Анализ экспериментальных данных.

Методы обработки и анализ экспериментальных данных столь же разнообразны, как и области применения компьютеров, и их специфика в значительной степени определяется решаемой задачей. Несмотря на огромное разнообразие методов анализа данных, можно выделить несколько основных групп методов:

- представление данных;

- изменение параметров сигналов;

- предварительная обработка и фильтрация;

- спектральных анализ и идентификация процессов;

- классификация, статистических анализ.

Первые три пункта покрывают до 90% всех приложений методов обработки сигналов на компьютерах. Рассмотрим эти методы подробнее.

Представление данных

Первое место по частоте использования и реальной потребности принадлежит группе методов, которые имеют больше отношения к компьютерной графике, чем к обработке сигналов – представлению и визуализации результатов измерений.

Какие основные функции используются для представления графиков? Во-первых, часто возникает необходимость одновременно просмотреть несколько зависимостей. Естественно, что при этом графики должны чем-то отличаться друг от друга. Информацию можно представить различными цветами или использовать несколько окон, в каждом из которых расположен один или несколько окон. Как правило, при анализе семейства кривых пользователь решает две основные задачи: выбор из набора кривых интересующей его для более детального анализа и анализ кривых в различные моменты времени.

Следующий уровень управления процессов визуализации данных реализуются в пределах одного выбранного графического окна, в котором уже оптимальным образом собрана интересующая пользователя информация. Основной функцией является режим "лупы", позволяющей просматривать часть кривой с изменением амплитудного и временного масштабов. Использование этого режима позволяет выделить из кривой детали, которые могут быть практически незаметны при другом режиме просмотра. Типичный пример такой ситуации – анализ спектров сигналов. Другим часто используемым приемом является изменение типа представления данных: введение логарифмического масштаба, использование полярных координат и т.д.

Изменение параметров сигнала

Измеряемые параметры определяются направленностью исследований. В существующем обеспечении четко прослеживаются две основных тенденции: создание специализированных программ для измерений конкретных параметров и создание наборов программ для всевозможных измерений. У каждого из направлений есть преимущества и недостатки. Первое позволяет быстро и надежно измерять заданные характеристики сигналов, но для расширения возможностей пакета необходимо писать свои собственные программы. Второе направление обычно требует проведения диалога и не обеспечивает высокой точности, но с его помощью можно при необходимости извлечь из сигнала дополнительную информацию.

Обработка сигналов

Под обработкой сигналов понимают различные процедуры, модифицирующие исходный сигнал и приводящие его к виду, более приемлемому для визуального анализа и измерений. Для обработки сигналов обычно реализуется широкий набор различных фильтров для сглаживания данных и подавления шумов. В наиболее развитых пакетов количество фильтров измеряется десятками.

Спектральный анализ сигналов и идентификация процессов

Во многих задачах обработки сигналов возникает необходимость анализировать спектр исследуемых процессов. В подавляющем числе случаев под анализом спектра понимается его вычисление и визуализация для качественного анализа процесса.

Классификация, статистический анализ.

Классификация является составной частью систем, принимающих решения на основе измеряемых данных. Примером применения классификации может служить распознавание отклонений кардиограмм от нормы, обнаружение неисправностей в различных системах технической диагностики. В ряде случаев возникает необходимость статистического анализа данных.

Пример. Фильтрация трековой информации, восстановление пространственных характеристик движения и распознавание элементарных частиц в экспериментах на пузырьковых камерах.

Математические расчеты

Программное обеспечение для проведения математических расчетов можно условно разделить на три основные категории:

универсальные библиотеки программ для математических расчетов;

специализированные пакеты для решения конкретных математических задач: специализированные системы для статистического анализа, решения дифференциальных уравнений и т.д.;

декларативные языки и системы для математических вычислений: специализированные языки программирования и диалоговые системы, позволяющие формулировать и решать расчетные задачи максимально естественным образом.

Пример. Пакет Mathematica; алгоритмы дискретной математики с удаленным доступом.

Компьютерная графика

Для обработки графических образов разработано большое число интерактивных графических пакетов. Как правило, большая часть этих пакетов закрыты для пользователя. Это означает, что они не содержат библиотеки программ, которые можно было бы вызвать из программы пользователя, а использует данные, подготовленные внешней программой и записанные в файл в определенном формате.

При вызове интерактивных приложений для обработки графических образов на экране появляется главное меню, показывающее функции, которые можно выполнить. Среди этих функций можно выделить следующие:

- загрузка, модификация и запоминание данных;

- выбор параметров графического образа;

- наложение текста на графический образ;

- редактирование графического образа;

- служебные функции.

Пример. Adobe Photoshop – приложение для обработки графических образов.







Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.