 |
Понятие алгоритма и формы его представления
|
|
|
|
Автоматизированным технологическим комплексом (АТК) называется совокупность совместно функционирующих технологического объекта управления и системы управления на уровне АСУТП. На одном из этапов проектирования АСУТП возникает проблема синтеза алгоритмов контроля и оптимизации управления.
Под алгоритмизацией понимается процесс получения и формирования алгоритмов.
Алгоритм - это набор правил, позволяющий чисто механически решить любую задачу. Также, алгоритм - это точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в искомый результат.
Общая теория алгоритмов рассматривает вопросы принципиальной возможности реализации алгоритма без учета ограничений, накладываемых технической системой на его реализацию. Основной проблемой обшей теории алгоритмов является проблема алгоритмической разрешимости той или иной задачи.
Прикладная теория алгоритмов учитывает наряду с алгоритмической разрешимостью, учитывает характеристики реализующих алгоритм систем (время реализации алгоритма, ограничения на емкость памяти, точность полученных результатов)
Основными проблемами решаемости прикладной теории алгоритмов применительно к управлению алгоритмов являются:
1. Функциональная задача (алгоритмизация законов управления);
2. Структурная задача (создание алгоритмов, которые обеспечивают достижение конечного результата с заданной точностью при минимальных затратах времени, памяти, разрядности).
Любой алгоритм, каким бы способом он ни был представлен, должен обладать следующими свойствами:
- дискретностью (алгоритм - последовательность шагов, выполняемых за конечные промежутки времени);
|
|
|
- определенностью (возможность однозначного токования результата алгоритма);
- результативностью (алгоритм приводит к решению за конечное число шагов);
- массовостью (применимость к разным наборам исходных данных);
Алгоритм допускает различные формы представления. При этом для его записи используются символы, изображения, арифметические, логические, неарифметические операции.
Любая из форм представления алгоритма должна удовлетворять следующим требованиям:
1. Используемые символы должны быть наглядны и немногочисленны;
2. Используемые символы не должны допускать неоднозначного толкования;
3. Используемые символы должны давать возможность составления обозримых алгоритмов с различной степенью детализации.
Рассмотрим используемые в данной работе способы представления алгоритма.
Описание алгоритма на основе автоматных таблиц
При описании алгоритма на основе автоматных таблиц вводятся фиксированные логические переменные, которые принимают значения 0 или 1, с помощью которых кодируются интервалы изменения измеряемой величины и выходы в системах регулирования.
При использовании данного способа выявляется неполнота словесного описания алгоритма, но существуют такие недостатки, как: большой объем и нереализуемость большинства входных наборов.
Представление алгоритма в виде графа
Граф представляет собой совокупность вершин, соответствующих внутренним состояниям системы, и дуг, по которым осуществляется переход от одного состояния к другому.
Представление алгоритма в виде таблиц выходов и переходов
Строки таблиц выходов и переходов соответствуют входным сигналам, а столбцы — состояниям. На пересечении столбца а{ и строки Xj в таблице переходов ставится состояние, в которое перейдет система из состояния aj под воздействием сигнала Xj, а в таблице выходов - соответствующий этому переходу выходной сигнал.
|
|
|
Графический способ представления алгоритмов в виде блок-схемы
Блок-схемой называется графическое изображение алгоритма процесса, в котором каждому оператору в соответствие ставится геометрическая фигура символа. Внутри фигур дается формульное или словесное описание содержания соответствующих действий.
Преимуществами метода являются его наглядность и простота, поэтому он имеет наибольшее распространение.
Алгоритм контроля
Адресный опрос датчиков
При адресном опросе производится контроль значений параметров (выходных сигналов датчиков), адреса (номера) которых задаются оператором с пульта управления системой или автоматически (программно) в соответствии с каким-либо технологическими и другими условиями.
Опрос датчиков проводится с заданным периодом опроса каждого датчика. Если надо опросить несколько датчиков, то они опрашиваются в соответствии с заданными приоритетами (максимальный приоритет соответствует минимальному значению).
 |
Представление алгоритма в виде блок-схемы:
Рисунок 2 - Блок-схема алгоритма циклического'опроса датчиков
|
|
|
