Gan barhau â'r thema , gadewch i ni edrych ar y broblem o fodelu mathemategol o'r ochr arall. Ar ôl i ni fod yn argyhoeddedig bod y model yn cyfateb i wirionedd homepun bywyd, gallwn ateb y prif gwestiwn: "beth, yn union, sydd gennym yma?" Wrth greu model o wrthrych technegol, fel arfer rydym am sicrhau y bydd y gwrthrych hwn yn bodloni ein disgwyliadau. At y diben hwn, gwneir cyfrifiadau deinamig o brosesau a chymharir y canlyniad â'r gofynion. Mae hwn yn efeilliaid digidol, prototeip rhithwir, ac ati. bois bach ffasiynol sydd, ar y cam dylunio, yn datrys y broblem o sut i wneud yn siŵr ein bod ni'n cael yr hyn roedden ni'n ei gynllunio.
Sut allwn ni wneud yn siŵr yn gyflym mai ein system yw'r union beth rydyn ni'n ei ddylunio, a fydd ein dyluniad yn hedfan neu'n arnofio? Ac os yw'n hedfan, pa mor uchel? Ac os yw'n arnofio, pa mor ddwfn?
Mae'r erthygl hon yn trafod awtomeiddio dilysu cydymffurfiaeth â gofynion adeilad technegol wrth greu modelau deinamig o systemau technegol. Fel enghraifft, gadewch i ni edrych ar elfen o'r fanyleb dechnegol ar gyfer system oeri aer awyrennau.
Rydym yn ystyried y gofynion hynny y gellir eu mynegi'n rhifiadol a'u dilysu'n fathemategol yn seiliedig ar fodel cyfrifo penodol. Mae'n amlwg mai dim ond rhan o'r gofynion cyffredinol ar gyfer unrhyw system dechnegol yw hyn, ond ar wirio eu bod yn treulio amser, nerfau ac arian ar greu modelau deinamig o'r gwrthrych.
Wrth ddisgrifio gofynion technegol ar ffurf dogfen, gellir gwahaniaethu sawl math o wahanol ofynion, ac mae angen gwahanol ddulliau ar bob un ohonynt ar gyfer ffurfio gwiriad awtomatig o gyflawni gofynion.
Er enghraifft, ystyriwch y set fach ond realistig hon o ofynion:
- Tymheredd aer atmosfferig wrth fynedfa'r system trin dŵr:
yn y maes parcio - o minws 35 i 35 ºС,
yn hedfan - o minws 35 i 39 ºС. - Mae gwasgedd statig aer atmosfferig wrth hedfan rhwng 700 a 1013 GPa (o 526 i 760 mm Hg).
- Mae cyfanswm y pwysedd aer wrth y fynedfa i'r cymeriant aer SVO wrth hedfan rhwng 754 a 1200 GPa (o 566 i 1050 mm Hg).
- Tymheredd yr aer oeri:
yn y maes parcio - dim mwy na 27 ºС, ar gyfer blociau technegol - dim mwy na 29 ºС,
wrth hedfan - dim mwy na 25 ºС, ar gyfer blociau technegol - dim mwy na 27 ºС. - Llif aer oeri:
pan fyddwch wedi parcio - o leiaf 708 kg/h,
wrth hedfan - dim llai na 660 kg/h. - Nid yw tymheredd yr aer yn yr adrannau offer yn fwy na 60 ºС.
- Nid yw maint y lleithder mân iawn yn yr aer oeri yn fwy na 2 g/kg o aer sych.
Hyd yn oed o fewn y set gyfyngedig hon o ofynion, mae o leiaf ddau gategori y mae angen eu trin yn wahanol yn y system:
- gofynion ar gyfer amodau gweithredu'r system (cymalau 1-3);
- gofynion parametrig ar gyfer y system (cymalau 3-7).
Gofynion amodau gweithredu system
Gellir pennu amodau allanol ar gyfer y system sy'n cael ei datblygu yn ystod y modelu fel amodau terfyn neu o ganlyniad i weithrediad y system gyffredinol.
Mewn efelychiad deinamig, mae angen sicrhau bod yr amodau gweithredu penodedig yn cael eu cwmpasu gan y broses efelychu.
Gofynion system parametrig
Mae'r gofynion hyn yn baramedrau a ddarperir gan y system ei hun. Yn ystod y broses fodelu, gallwn gael y paramedrau hyn fel canlyniadau cyfrifo a sicrhau bod y gofynion yn cael eu bodloni ym mhob cyfrifiad penodol.
Adnabod a chodio gofynion
Er mwyn hwyluso gweithio gyda gofynion, mae safonau presennol yn argymell neilltuo dynodwr i bob gofyniad. Wrth neilltuo dynodwyr, mae'n ddymunol iawn defnyddio system godio unedig.
Gall y cod gofyniad fod yn rhif syml sy'n cynrychioli rhif archeb y gofyniad, neu gall gynnwys cod ar gyfer y math o ofyniad, cod ar gyfer y system neu'r uned y mae'n berthnasol iddi, cod paramedr, cod lleoliad, a unrhyw beth arall y gall y peiriannydd ei ddychmygu. (gweler yr erthygl am y defnydd o amgodio)
Mae Tabl 1 yn rhoi enghraifft syml o godio gofynion.
- cod ffynhonnell y gofynion R-gofynion TK;
- cod math o ofynion E - gofynion - paramedrau amgylcheddol, neu amodau gweithredu
S - gofynion a ddarperir gan y system; - cod statws awyren 0 – unrhyw un, G – wedi parcio, F – wrth hedfan;
- cod math paramedr ffisegol T - tymheredd, P - gwasgedd, G - cyfradd llif, lleithder H;
- rhif cyfresol y gofyniad.
| ID Gofynion |
Disgrifiad | Paramedr |
| REGT01 | Tymheredd aer amgylchynol wrth y fynedfa i'r system oeri dŵr: yn y maes parcio - o minws 35ºС. hyd at 35ºС. | |
| REFT01 | Tymheredd aer atmosfferig wrth fynedfa'r system amddiffyn aer: wrth hedfan - o minws 35 ºС i 39 ºС. | |
| REFP01 | Mae pwysedd aer atmosfferig statig wrth hedfan rhwng 700 a 1013 hPa (o 526 i 760 mm Hg). | |
| REFP02 | Mae cyfanswm y pwysedd aer wrth y fynedfa i'r cymeriant aer SVO wrth hedfan rhwng 754 a 1200 hPa (o 566 i 1050 mm Hg). | |
| RSGT01 | Tymheredd aer oeri: pan fyddwch wedi parcio dim mwy na 27 ºС | |
| RSGT02 | Tymheredd yr aer oeri: yn y maes parcio, ar gyfer unedau technegol dim mwy na 29 ºС | |
| RSFT01 | Nid yw tymheredd yr aer oeri wrth hedfan yn fwy na 25 ºС | |
| RSFT02 | Tymheredd yr aer oeri: wrth hedfan, ar gyfer unedau technegol dim mwy na 27 ºС | |
| RSGG01 | Llif aer oeri: pan fyddwch wedi parcio dim llai na 708 kg/h | |
| RSFG01 | Llif aer oeri: dim llai na 660 kg/h wrth hedfan | |
| RS0T01 | Tymheredd yr aer mewn adrannau offer dim mwy na 60 ºС | |
| RSH01 | Nid yw maint y lleithder mân iawn yn yr aer oeri yn fwy na 2 g/kg o aer sych |
Dyluniad system dilysu gofynion.
Ar gyfer pob gofyniad dylunio mae algorithm ar gyfer asesu cyfatebiaeth y paramedrau dylunio a'r paramedrau a nodir yn y gofyniad. Ar y cyfan, mae unrhyw system reoli bob amser yn cynnwys algorithmau ar gyfer gwirio gofynion yn syml yn ddiofyn. Ac mae hyd yn oed unrhyw reoleiddiwr yn eu cynnwys. Os yw'r tymheredd yn mynd y tu allan i'r terfynau, mae'r cyflyrydd aer yn troi ymlaen. Felly, cam cyntaf unrhyw reoliad yw gwirio a yw'r paramedrau'n bodloni'r gofynion.
A chan mai algorithm yw dilysu, yna gallwn ddefnyddio'r un offer ac offer a ddefnyddiwn i greu rhaglenni rheoli. Er enghraifft, mae amgylchedd SimInTech yn caniatáu ichi greu pecynnau prosiect sy'n cynnwys gwahanol rannau o'r model, a weithredir ar ffurf prosiectau ar wahân (model gwrthrych, model system reoli, model amgylchedd, ac ati).
Mae'r prosiect gwirio gofynion yn yr achos hwn yn dod yr un prosiect algorithm ac mae'n gysylltiedig â'r pecyn model. Ac yn y modd modelu deinamig mae'n perfformio dadansoddiad ar gyfer cydymffurfio â gofynion y manylebau technegol.
Dangosir enghraifft bosibl o gynllun system yn Ffigur 1.
Ffigur 1. Enghraifft o ddyluniad prosiect dilysu.
Yn union fel ar gyfer algorithmau rheoli, gellir llunio gofynion fel set o daflenni. Er hwylustod gweithio gydag algorithmau mewn amgylcheddau modelu strwythurol fel SimInTech, Simulink, AmeSim, defnyddir y gallu i greu strwythurau aml-lefel ar ffurf is-fodelau. Mae'r sefydliad hwn yn ei gwneud hi'n bosibl grwpio gofynion amrywiol yn setiau i symleiddio gwaith gydag amrywiaeth o ofynion, fel y gwneir ar gyfer algorithmau rheoli (gweler Ffig. 2).
Ffigur 2. Strwythur hierarchaidd y model gwirio gofynion.
Er enghraifft, yn yr achos dan sylw, mae dau grŵp yn cael eu gwahaniaethu: gofynion ar gyfer yr amgylchedd a gofynion uniongyrchol ar gyfer y system. Felly, defnyddir strwythur data dwy lefel: dau grŵp, pob un ohonynt yn ddeilen yr algorithm.
I gysylltu data â'r model, defnyddir cynllun safonol ar gyfer cynhyrchu cronfa ddata signal, sy'n storio data i'w gyfnewid rhwng rhannau o'r prosiect.
Wrth greu a phrofi meddalwedd, gosodir darlleniadau synwyryddion (analogs o synwyryddion system go iawn) a ddefnyddir gan y system reoli yn y gronfa ddata hon.
Ar gyfer prosiect prawf, gellir storio unrhyw baramedrau a gyfrifwyd yn y model deinamig yn yr un gronfa ddata ac felly eu defnyddio i wirio a yw'r gofynion yn cael eu bodloni.
Yn yr achos hwn, gellir gweithredu'r model deinamig ei hun mewn unrhyw system fodelu fathemategol neu hyd yn oed ar ffurf rhaglen weithredadwy. Yr unig ofyniad yw presenoldeb rhyngwynebau meddalwedd ar gyfer cyhoeddi data modelu i'r amgylchedd allanol.
Ffigur 3. Cysylltu'r prosiect dilysu â'r model cymhleth.
Cyflwynir enghraifft o daflen dilysu gofynion sylfaenol yn Ffigur 4. O safbwynt y datblygwr, mae'n ddiagram cyfrifo confensiynol lle mae'r algorithm dilysu gofynion wedi'i gyflwyno'n graffigol.
Ffigur 4. Taflen wirio gofynion.
Disgrifir prif rannau'r daflen wirio yn Ffigur 5. Mae'r algorithm gwirio wedi'i ffurfio'n debyg i ddiagramau dylunio algorithmau rheoli. Ar yr ochr dde mae bloc ar gyfer darllen signalau o'r gronfa ddata. Mae'r bloc hwn yn cyrchu'r gronfa ddata signalau yn ystod efelychiad.
Mae'r signalau a dderbynnir yn cael eu dadansoddi i gyfrifo amodau gwirio gofynion. Yn yr achos hwn, cynhelir dadansoddiad uchder i bennu lleoliad yr awyren (p'un a yw wedi'i barcio neu wrth hedfan). At y diben hwn, gallwch ddefnyddio signalau eraill a pharamedrau cyfrifedig y model.
Mae'r amodau dilysu a'r paramedrau sy'n cael eu gwirio yn cael eu trosglwyddo i flociau dilysu safonol, lle mae'r paramedrau hyn yn cael eu dadansoddi ar gyfer cydymffurfio â'r gofynion penodedig. Cofnodir y canlyniadau yn y gronfa ddata signalau yn y fath fodd fel y gellir eu defnyddio i gynhyrchu rhestr wirio yn awtomatig.
Ffigur 5. Strwythur y daflen cyfrifo dilysu gofynion.
Nid yw'r paramedrau sydd i'w profi o reidrwydd yn defnyddio signalau a gynhwysir yn y gronfa ddata, sy'n cael eu rheoli gan baramedrau a gyfrifwyd yn ystod y broses efelychu. Nid oes dim yn ein hatal rhag gwneud cyfrifiadau ychwanegol o fewn fframwaith y gofynion drafft, yn union fel y byddwn yn cyfrifo'r amodau dilysu.
Er enghraifft, y gofyniad hwn:
Ni ddylai nifer y activations y system gywiro yn ystod yr hedfan i'r targed fod yn fwy na 5, ac ni ddylai cyfanswm amser gweithredu y system gywiro fod yn fwy na 30 eiliad.
Yn yr achos hwn, ychwanegir algorithm ar gyfer gwrthweithio nifer y dechreuadau a chyfanswm yr amser gweithredu at ddiagram dylunio'r gofynion.
Bloc dilysu gofynion nodweddiadol.
Mae pob blwch gwirio gofyniad safonol wedi'i gynllunio i gyfrifo cyflawniad gofyniad o fath penodol. Er enghraifft, mae'r gofynion amgylcheddol yn cynnwys ystod o dymereddau gweithredu amgylchynol wrth barcio ac wrth hedfan. Rhaid i'r bloc hwn dderbyn tymheredd yr aer yn y model fel paramedr a phenderfynu a yw'r paramedr hwn yn cwmpasu'r ystod tymheredd penodedig./p>
Mae'r bloc yn cynnwys dau borth mewnbwn, param a chyflwr.
Mae'r un cyntaf yn cael ei fwydo gyda'r paramedr yn cael ei wirio. Yn yr achos hwn, "Tymheredd allanol".
Mae newidyn Boole yn cael ei gyflenwi i'r ail borthladd - y cyflwr ar gyfer perfformio'r siec.
Os derbynnir GWIR (1) yn yr ail fewnbwn, yna mae'r bloc yn cyflawni cyfrifiad dilysu gofyniad.
Os yw'r ail fewnbwn yn derbyn ANGHYWIR (0), yna ni fodlonir amodau'r prawf. Mae hyn yn angenrheidiol fel y gellir ystyried yr amodau cyfrifo. Yn ein hachos ni, defnyddir y mewnbwn hwn i alluogi neu analluogi'r siec yn dibynnu ar gyflwr y model. Os yw'r awyren ar y ddaear yn ystod yr efelychiad, yna ni chaiff y gofynion sy'n ymwneud â hedfan eu gwirio, ac i'r gwrthwyneb - os yw'r awyren yn hedfan, yna ni chaiff y gofynion sy'n ymwneud â gweithredu yn y stand eu gwirio.
Gellir defnyddio'r mewnbwn hwn hefyd wrth sefydlu'r model, er enghraifft ar gam cychwynnol y cyfrifiad. Pan ddaw'r model i'r cyflwr gofynnol, mae'r blociau siec yn anabl, ond cyn gynted ag y bydd y system yn cyrraedd y modd gweithredu gofynnol, caiff y blociau gwirio eu troi ymlaen.
Paramedrau'r bloc hwn yw:
- amodau terfyn: terfynau amrediad uchaf (UpLimit) ac isaf (DownLimit) y mae'n rhaid eu gwirio;
- amser datguddiad system gofynnol ar yr ystodau terfyn (Cyfwng Amser) mewn eiliadau;
- Cais ID ReqName;
- a ganiateir i fynd dros yr amrediad Mae Out_range yn newidyn Boole sy'n penderfynu a yw gwerth sy'n fwy na'r amrediad wedi'i wirio yn groes i'r gofyniad.
Mewn rhai achosion, mae'r allbwn gwerth prawf yn dangos bod gan y system rywfaint o ymyl ac y gallai fod yn gweithredu y tu allan i'w hystod gweithredu. Mewn achosion eraill, mae allbwn yn golygu nad yw'r system yn gallu cadw'r pwyntiau gosod o fewn yr ystod.
Ffigur 6. Bloc gwirio eiddo nodweddiadol yn y diagram a'i baramedrau.
O ganlyniad i gyfrifo'r bloc hwn, mae'r newidyn Canlyniad yn cael ei ffurfio yn yr allbwn, sy'n cymryd y gwerthoedd canlynol:
- 0 – rDim, gwerth heb ei ddiffinio;
- 1 – rDone, bodlonir y gofyniad;
- 2 – rFault, nid yw'r gofyniad yn cael ei fodloni.
Mae'r ddelwedd bloc yn cynnwys:
- testun dynodwr;
- arddangosfeydd digidol o baramedrau terfynau mesur;
- dynodwr lliw statws y paramedr.
Y tu mewn i'r bloc efallai y bydd cylched casgliad rhesymegol eithaf cymhleth.
Er enghraifft, i wirio ystod tymheredd gweithredu'r uned a ddangosir yn Ffigur 6, dangosir y gylched fewnol yn Ffigur 7.
Ffigur 7. Diagram mewnol o'r uned pennu amrediad tymheredd.
Y tu mewn i'r bloc cylched, defnyddir yr eiddo a bennir yn y paramedrau bloc.
Yn ogystal â dadansoddi cydymffurfiaeth â gofynion, mae diagram mewnol y bloc yn cynnwys graff sy'n angenrheidiol ar gyfer arddangos canlyniadau'r efelychiad. Gellir defnyddio'r graff hwn ar gyfer gwylio yn ystod y cyfrifiad ac ar gyfer dadansoddi'r canlyniadau ar ôl cyfrifo.
Mae'r canlyniadau cyfrifo yn cael eu trosglwyddo i allbwn y bloc ac yn cael eu cofnodi ar yr un pryd mewn ffeil adroddiad cyffredinol, sy'n cael ei greu yn seiliedig ar y canlyniadau ar gyfer y prosiect cyfan. (gweler Ffig. 8)
Enghraifft o adroddiad a grëwyd yn seiliedig ar y canlyniadau efelychu yw ffeil html a grëwyd yn ôl fformat penodol. Gellir ffurfweddu'r fformat yn fympwyol i'r fformat a dderbynnir gan sefydliad penodol.
Y tu mewn i'r bloc cylched, defnyddir yr eiddo a bennir yn y paramedrau bloc.
Yn ogystal â dadansoddi cydymffurfiaeth â gofynion, mae diagram mewnol y bloc yn cynnwys graff sy'n angenrheidiol ar gyfer arddangos canlyniadau'r efelychiad. Gellir defnyddio'r graff hwn ar gyfer gwylio yn ystod y cyfrifiad ac ar gyfer dadansoddi'r canlyniadau ar ôl cyfrifo.
Mae'r canlyniadau cyfrifo yn cael eu trosglwyddo i allbwn y bloc ac yn cael eu cofnodi ar yr un pryd mewn ffeil adroddiad cyffredinol, sy'n cael ei greu yn seiliedig ar y canlyniadau ar gyfer y prosiect cyfan. (gweler Ffig. 8)
Enghraifft o adroddiad a grëwyd yn seiliedig ar y canlyniadau efelychu yw ffeil html a grëwyd yn ôl fformat penodol. Gellir ffurfweddu'r fformat yn fympwyol i'r fformat a dderbynnir gan sefydliad penodol.
Ffigur 8. Enghraifft o ffeil adroddiad yn seiliedig ar ganlyniadau efelychiad.
Yn yr enghraifft hon, mae'r ffurflen adroddiad wedi'i ffurfweddu'n uniongyrchol yn eiddo'r prosiect, ac mae'r fformat yn y tabl wedi'i osod fel signalau prosiect byd-eang. Yn yr achos hwn, mae SimInTech ei hun yn datrys y broblem o sefydlu'r adroddiad, ac mae'r bloc ar gyfer ysgrifennu canlyniadau i ffeil yn defnyddio'r llinellau hyn i ysgrifennu at ffeil yr adroddiad.
Ffigur 9. Gosod fformat yr adroddiad mewn signalau prosiect byd-eang
Defnyddio cronfa ddata signal ar gyfer gofynion.
I awtomeiddio gwaith gyda gosodiadau eiddo, crëir strwythur safonol yn y gronfa ddata signal ar gyfer pob bloc nodweddiadol. (gweler Ffig. 10)
Ffigur 10. Enghraifft o strwythur bloc gwirio gofyniad mewn cronfa ddata signal.
Mae cronfa ddata Signal yn darparu:
- Storio holl baramedrau gofynion system angenrheidiol.
- Gweld gofynion prosiect presennol yn gyfleus o baramedrau penodedig a chanlyniadau modelu cyfredol.
- Sefydlu un bloc neu grŵp o flociau gan ddefnyddio iaith raglennu sgriptio. Mae newidiadau yn y gronfa ddata signal yn arwain at newidiadau yn y gwerthoedd eiddo bloc yn y diagram.
- Storio disgrifiadau testun, dolenni i eitemau manylebau technegol neu ddynodwyr yn y system rheoli gofynion.
Gellir ffurfweddu strwythurau cronfa ddata signal ar gyfer gofynion yn hawdd i weithio gyda system rheoli gofynion trydydd parti Cyflwynir diagram cyffredinol o ryngweithio â systemau rheoli gofynion yn Ffigur 11.
Ffigur 11. Diagram o ryngweithio â'r system rheoli gofynion.
Mae dilyniant y rhyngweithio rhwng y prosiect prawf SimInTech a'r system rheoli gofynion fel a ganlyn:
- Rhennir y cylch gorchwyl yn ofynion.
- Nodir gofynion y manylebau technegol y gellir eu gwirio trwy fodelu prosesau technegol yn fathemategol.
- Mae priodoleddau'r gofynion a ddewiswyd yn cael eu trosglwyddo i gronfa ddata signal SimInTech yn strwythur blociau safonol (er enghraifft, tymheredd uchaf ac isaf).
- Yn ystod y broses gyfrifo, trosglwyddir data strwythur i ddiagramau dylunio bloc, cynhelir dadansoddiad a chaiff y canlyniadau eu storio mewn cronfa ddata signal.
- Unwaith y bydd y cyfrifiad wedi'i gwblhau, caiff y canlyniadau dadansoddi eu trosglwyddo i'r system rheoli gofynion.
Gellir ailadrodd camau gofynion 3 i 5 yn ystod y broses ddylunio pan fydd newidiadau i'r dyluniad a/neu ofynion yn digwydd ac mae angen ailbrofi effaith y newidiadau.
Casgliadau.
- Mae'r prototeip a grëwyd o'r system yn darparu gostyngiad sylweddol yn yr amser dadansoddi modelau presennol ar gyfer cydymffurfio â gofynion y manylebau technegol.
- Mae'r dechnoleg brofi arfaethedig yn defnyddio modelau deinamig sydd eisoes yn bodoli a gellir eu defnyddio hyd yn oed ar gyfer unrhyw fodelau deinamig, gan gynnwys y rhai nad ydynt yn cael eu perfformio yn amgylchedd SimInTech.
- Mae defnyddio trefniadaeth data swp yn caniatáu ichi greu pecynnau gwirio gofynion ochr yn ochr â datblygu model, neu hyd yn oed ddefnyddio'r pecynnau hyn fel manylebau technegol ar gyfer datblygu modelau.
- Gellir integreiddio'r dechnoleg â systemau rheoli gofynion presennol heb gostau sylweddol.
I'r rhai sy'n darllen hyd y diwedd,
Ffynhonnell: hab.com