Тезисы докладов Всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB" (28-29 мая 2002 г.). М.: ИПУ РАН. 2002. 207 С.: Ил.

Проектирование и отладка цифровых систем управления

Тарарыкин С.В., Волков А.В.
Ивановский государственный энергетический университет, г. Иваново

В современной теории управления все большую актуальность приобретают вопросы практической реализации сложных алгоритмов управления на микропроцессорных контролерах (МПК) и ЭВМ. С возрастанием сложности управляющих программ резко повышается вероятность появления неточностей, погрешностей и ошибок при создании программного обеспечения (ПО) регуляторов.

Таким образом, актуальной задачей является создание таких технологий и средств проектирования и отладки микропроцессорных систем управления (МПСУ), которые позволяли бы своевременно, еще на этапе моделирования, обнаруживать и устранять ошибки синтеза и программирования цифровых регуляторов.

Для решения данной задачи предлагается дополнить стандартную процедуру создания МПСУ последовательными этапами выделения программы регулятора из среды моделирования САУ с переводом на язык управляющего МПК, ее дополнения подпрограммами адресации внешних портов и ввода-вывода информации, а также отладки аппаратно-программного обеспечения, установленного на МПК, с использованием цифровой модели объекта управления (ОУ) перед завершающим этапом ввода системы в эксплуатацию на реальном технологическом оборудовании. Моделирование ОУ предполагается осуществлять в системе MATLAB, а модель регулятора строить путем компиляции текста управляющей программы в рамках 32-разрядной Forth-системы SPF-373 (автор А.Черезов, . При этом обеспечение взаимодействия “разноязыковых” моделей ОУ и регулятора предлагается проводить в рамках модели “клиент-сервер”, через стандартный DDE-интерфейс (DDE – Dynamic Data Exchange), причем приложение объекта управления является клиентом, а приложение модели регулятора – сервером.

Выбор Forth в качестве языка программирования управляющего МПК обусловлен целым комплексом его достоинств по отношению к другим языкам высокого уровня, в частности: расширяемостью основного ядра, возможностью объединения среды разработки и исполнения программы, простым единообразным синтаксисом, высоким быстродействием и компактностью программного кода, наличием средств диалога, простотой переноса на новые семейства МПК (посредством метатрансляторов) и др.

Предложенная методика была использована при создании цифровой системы управления процессом формования оптического волокна и показала существенное снижение материальных и временных затрат в пуско-наладочных операциях на производстве.