Автореферат диссертации (Киберфизическая интеграция строительных систем), страница 4
Описание файла
Файл "Автореферат диссертации" внутри архива находится в папке "Киберфизическая интеграция строительных систем". PDF-файл из архива "Киберфизическая интеграция строительных систем", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГСУ. Не смотря на прямую связь этого архива с МГСУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой докторскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени доктора технических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст 4 страницы из PDF
Таким образом, модель киберфизическойинтеграции строительных систем обеспечивает описание интеграции КСС по двумизмерениям – “иерархия” и “связи”.Информационные потоки в рамках рассматриваемой модели обозначены как."# $# %# &"' $' %' , где) – номер КСС (в рассматриваемой группе интегрируемых КСС),* – номер стадии жизненного цикла КСС, + – номер уровня иерархии, , – номеробласти-источника, - –номер области-приёмника.В третьей главе диссертации рассмотрены общая модель обмена даннымиКСС и общая модель управления данными КСС.ОбщаямодельобменаданнымиКССописываетпроцессыфункционирования КСС, производства, обработки и обмена данными междууровнями иерархии в рамках одной стадии, согласно универсальной моделитопологии КСС.
Рассматриваемая модель распространяется на уровень контроля,уровень преобразования и физический уровень в рамках стадии создания,эксплуатации, восстановления, преобразования и вывода из эксплуатации иутилизации. Модель приведена на Рисунке 5. Модель имеет блочную структуру.Функциональные блоки модели имеют нумерацию следующей структуры: ).m.l.z,где ) – номер КСС (в рассматриваемой группе интегрируемых КСС), * – номерстадии жизненного цикла КСС, + – уровень иерархии, z – номер блока в рамкахмоделируемой стадии жизненного цикла КСС.Функциональные блоки имитации строительных систем формируютзначения регулируемых параметров (параметров строительных систем) (s) сучетом поступающих возмущающих (w) и управляющих (/) воздействий.Структура данных функционального блока имитации процессов имеет вид (1).6 + 786 = :1̅01̅ + 45(1)где : – оператор Лапласа;<=<>1̅= ; … A – вектор регулируемых параметров (параметров строительных<@систем);17B – количество рассматриваемых регулируемых параметров (параметровстроительных систем);/=/6 = ; > A – вектор управляющих воздействий;5…/Cd – количество рассматриваемых управляющих воздействий;In.4.1.n.5.1In.5.1.n.4.1In.1.1.n.2.1n.1.1In.2.1.n.3.1n.2.1In.3.1.n.4.1n.4.1n.3.1In.4.1.n.7.1n.5.1In.5.2.n.5.1n.7.1In.7.2.n.7.1In.4.1.n.4.2In.3.1.n.3.2In.4.1.n.6.1In.6.1.n.4.1n.6.1In.6.2.n.6.1In.5.1.n.5.2In.4.2.n.4.1In.4.2.n.5.2In.5.2.n.4.2In.3.2.n.3.1In.3.2.n.4.2n.3.2n.4.2In.4.2.n.7.2n.5.2In.5.3.n.5.2In.7.1.n.7.2n.7.2In.7.3.n.7.2In.3.2.n.3.3In.4.2.n.4.3In.4.2.n.6.2In.6.2.n.4.2In.6.1.n.6.2n.6.2In.6.3.n.6.2In.5.2.n.5.3In.4.3.n.4.2n.5.3In.5.4.n.5.3In.7.2.n.7.3In.3.3.n.3.2n.3.3n.4.3n.7.3In.7.4.n.7.3In.3.3.n.3.4In.6.2.n.6.3In.4.3.n.4.4n.6.3In.6.4.n.6.3In.5.3.n.5.4In.4.4.n.4.3n.5.4In.3.4.n.3.3In.7.3.n.7.4n.3.4n.4.4n.7.4In.6.3.n.6.4n.6.4Рисунок 4 Модель киберфизической интеграции строительных системH==0=G…H@=………SWSWSWSWn.m.4.41n.m.4.42SWn.m.4.38n.m.4.40SWSWSWSWSWn.m.3.63n.m.3.66SWYYYYYn.m.3.83n.m.3.84SWn.m.3.60n.m.3.62SWn.m.3.80n.m.3.82SWn.m.3.53n.m.3.59SWn.m.3.77n.m.3.79n.m.3.21n.m.3.24n.m.2.18n.m.2.20n.m.2.21n.m.2.24n.m.2.25n.m.2.27n.m.2.28n.m.2.34n.m.2.35n.m.2.37n.m.2.38n.m.2.40n.m.2.41n.m.2.42RDEn.m.3.44n.m.3.52n.m.3.41n.m.3.42SWn.m.4.21n.m.4.24n.m.3.18n.m.3.20n.m.2.11n.m.2.17RDEn.m.3.70n.m.3.76n.m.3.38n.m.3.40SWn.m.4.18n.m.4.20n.m.3.11n.m.3.17n.m.2.2n.m.2.10RDEn.m.3.43n.m.3.35n.m.3.37SWn.m.4.11n.m.4.17n.m.3.2n.m.3.10n.m.2.1RDEn.m.3.67n.m.3.69n.m.3.28n.m.3.34SWn.m.4.2n.m.4.10n.m.3.1Xu X Fn.m.4.35n.m.4.37n.m.3.25n.m.3.27SWn.m.4.1RDEn.m.4.28n.m.4.34n.m.4.25n.m.4.2718RDERDERDEYRDERDEUРисунок 5 Общая модель обмена данными КССD=D6 = ; > A – вектор возмущающих воздействий;8…DEF – количество рассматриваемых возмущающих воздействий;H=@… I – матрица параметров строительных систем;H@@RDEXuXu X FXu X FXu X FXu X FXu X FXu X FXu X FXu X FXu X FYYYY19J== … J=C4 = G … … … I – матрица управляющих воздействий;J@= … J@CK== … K=E7 = G … … … I – матрица возмущающих воздействий.K@= … K@EФункциональные блоки контроля параметров предназначены для имитациипроцесса преобразования данных, поступающего с физического уровня КСС всигналы, доступные к использованию на уровне контроля КСС.
Рассматриваемыефункциональные блоки обеспечивают имитацию формирования пакетов данных,задержек по времени и искажений в процессах передачи информации.Функциональные зависимости функционального блока контроля параметровимеет вид (2 и 3).N= (<= , Q)(2)N (< , Q)LM= ; > > A…N@ (<@ , Q)где Q – время;N – функции зависимости координат вектора LM откоординатвектора 1̅ иот времени;LM – вектор сигналов о параметрах строительных систем.^= (D= , Q)(3)^ (D , Q)]M = ; > > A…^@ (D@ , Q)6 и^ – функции зависимости координат вектора ]M откоординатвектора 8от времени;]M – вектор сигналов о возмущающих воздействиях.Функциональные блоки формирования сигналов управления обеспечиваютмоделирование процесса формирования сигналов управления (_).
Сигналыуправления формируются на основании сигналов о параметрах состояния (N),сигналов о возмущающих воздействиях (^) и целевых параметрах (N` ). Структураданных функционального блока формирования сигналов управления имеет вид,как показано в выражениях (4, 5):a(LM − LM` ) + cdM + e]M = :(LM − LM` )(4)N`= (<`= , Q)N (< , Q)LM` = ; `> `> A…N`@ (<`@ , Q)(5)где : – оператор Лапласа;20<`=<`>1`̅ = ; … A – вектор целевых параметров строительных систем;<`@N`=N`>LM` = ; … A – вектор целевых сигналов о параметрах строительных систем;N`@_=_>dM= ; … A – вектор сигналов управления;_C^=^]M = ; > A – вектор сигналов о возмущающих воздействиях;…^EB== … B=@a = G … … … I – матрица сигналов параметров строительных систем;B@= … B@@f== … f=Cc = G … … … I – матрица сигналов управления;f@= … f@Cg== … g=Ee = G … … … I – матрица сигналов о возмущающих воздействиях;g@= … g@EN`= – функции зависимости координат вектора LM` откоординатвектора1`̅и от времени.Функциональные блоки регулирования параметров предназначены дляимитации процесса преобразования сигналов уровня контроля в управляющиевоздействия, влияющие на состояние объектов физического уровня КСС(строительных систем).
Рассматриваемые функциональные блоки обеспечиваютимитацию формирования пакетов данных, задержек по времени и искажений впроцессах передачи информации.Функциональная зависимость функционального блока контроля параметровимеет вид (6)./= (_= , Q)(6)6= ; /> (_> , Q) A5…/C (_C , Q)6 откоординатвекторагде / – функции зависимости координат вектора 5dM и от времени;6 – вектор управляющих воздействий.5Общая модель управления данными КСС описывает процессы, реализуемыена уровне управления каждой стадии жизненного цикла КСС.21Структурная схема общей модели управления данными КСС, приведена наРисунке 6. Рассматриваемая модель содержит 253 функциональных блока,позволяющих описать процессы сбора, хранения и обработки данных по текущейи прошедшим стадиям жизненного цикла КСС. Модель включает в себяфункциональный блок автоматизированного проектирования структур данныхКСС, функциональные блоки определения объёма информации, функциональныеблоки имитации формирования сигналов управления, функциональные блокиимитации контроля параметров строительных систем, функциональные блокиимитации регулирования параметров строительных систем и функциональныеблоки имитации строительных систем.
Модель обеспечивает математическоеописание процессов, реализуемых на уровне управления КСС на каждой стадиижизненного цикла КСС.В четвертой главе диссертации рассмотрена методология автоматизациипроектирования КСС, алгоритм автоматизированного проектирования структурыданных КСС, методика автоматизации проектирования аппаратного обеспеченияфункций КСС, методика автоматизации проектирования программногообеспечения функций КСС.Алгоритм автоматизированного проектирования структур данных КССстроится на методике автоматизированного проектирования аппаратногообеспечения функций КСС и методике автоматизированного проектированияпрограммного обеспечения функций КСС. Логико-смысловая схема методологииавтоматизации проектирования КСС представлена на Рисунке 7.Алгоритм автоматизированного проектирования структур данных КССраспространяется на полный жизненный цикл КСС и учитывает особенностиинформационных потоков на различных стадиях жизненного цикла КСС.Алгоритм описывает процессы управления данными КСС.
Предлагаемыйалгоритм интегрирует методику автоматизированного проектированияаппаратного обеспечения функций КСС, методику автоматизированногопроектирования программного обеспечения функций КСС и методикуверификации структуры данных КСС (рассмотрена в главе 6 диссертационнойработы). Алгоритм приведен на Рисунке 8.Методика автоматизации проектирования аппаратного обеспеченияфункций КСС рассматривает такие аппаратные средства КСС как контроллеры,датчики и исполнительные устройства. Алгоритм методики автоматизированногопроектирования аппаратного обеспечения функций КСС представлен на Рисунке9. Из представленного алгоритма видна последовательность действий идетализация применения баз данных “Контроллеры”, “Датчики” и“Исполнительные устройства”.Методика автоматизации проектирования программного обеспеченияфункций КСС необходима для реализации алгоритма автоматизированногопроектирования структур данных КСС.
