Переглянути
Нові надходження
- ДокументРозробка автономних web-сервисів для імітаційного моделювання динамічних систем в реальному часі на базі моделей MATLAB Simulink(2021) А. О. Стопакевич, О. А. Стопакевич, А. М. Тігарєв, Т. Г. ТігарєваУ статті розглянута задача розробки автономного web-сервісу на базі Simulink моделей. Запропоновано технологію, яка полягає в розробці комплексу з двох пов'язаних окремих додатків: консольного застосування на мові Сі на базі коду, який генерує Simulink Coder і додатки на мові Python, яке реалізує функціонал web-сервіс. Принциповим недоліком вже запропонованих рішень по розробці web-сервісів і web-додатків на базі Simulink моделей є те, що Simulink модель виконується за допомогою Matlab. Через це виникають нерозв'язні проблеми, а саме: надмірність і ресурсовитратність, ненадійність виконання моделі Simulink в реальному часі, складність взаємодії з моделлю під час виконання, фактична однопоточність Matlab. Останнє означає, що в один момент часу в пакеті може виконуватися тільки одна модель Simulink. Головною відмінністю запропонованої технології є те, що розроблений web-сервіс, на відміну від раніше запропонованих рішень, є автономним, тобто не вимагає для своєї роботи Matlab. Це дозволяє досягти суттєвої економії ресурсів і підвищує надійність роботи в цілому. Переваги пропонованої технології: швидка розробка; перенесення, тобто можливість працювати як в операційних системах загального призначення, реального часу і в операційних системах для одноплатних комп'ютерів; низькі вимоги до ресурсів; стандартний програмний інтерфейс віддаленого доступу. Сфера застосування технології: розробка «цифрових двійників» для налагодження компонентів систем автоматизації, швидка розробка регуляторів складної структури (за умови, що вона ефективно може бути представлена у вигляді окремих блоків), дистанційне навчання. Подальший напрямок досліджень планується в області удосконалення запропонованого підходу в області створення цифрових двійників для складних технологічних об'єктів, розробки регуляторів з некласичними підходами в області відновлення змінних стану для об'єктів з істотними перехресними зв'язками, а також в галузі дистанційного навчання в рамках LMS платформи.
- ДокументРеалізація керування за прогнозом на основі кубічного сплайну в замкнутих САР: концепція побудови і попередній аналіз роботи(2021) М.Т. СтепановУ статті розглядається система автоматичного регулювання, що реалізує принцип керування за прогнозом в замкнутому контурі. Об'єкти технологічного типу досить часто мають велику інерційність в каналах регулювання яка пов'язаної не тільки з чистим запізненням, але, більшою мірою з акумуляцією речовини і енергії, так званим ємнісним запізненням. Повна або часткова компенсація цієї інерційності може в значній мірі поліпшити якість регулювання для таких об'єктів. Тому в замкнутий контур системи регулювання пропонується ввести прогнозування на основі кубічного сплайну. Проведений аналіз показує, що окремі ділянки траєкторії руху регульованої змінної можуть бути представлені безперервними, багаторазово диференційованими функціями (наприклад, кубічним сплайном). Для моделі кубічного сплайну знайдені співвідношення, що дозволяють оцінювати його параметри і вести розрахунок прогнозного значення змінної в реальному часі. Проведено структурний та оптимальний параметричний синтез альтернативних варіантів систем автоматичного регулювання з типовим ПІД-регулятором, що реалізують принцип керування за прогнозом і принцип керування за станом. Порівняльний аналіз оптимальних систем, проведений в часовій і частотних областях, показав значну перевагу системи регулювання, що реалізує принцип керування за прогнозом на основі кубічного сплайну. У порівнянні з системою, що реалізує принцип керування за станом, система регулювання з прогнозуванням по кубічному сплайну забезпечує зниження інтегрального і прямих показників якості перехідних процесів до 40%. Перевірка на грубість систем автоматичного регулювання показала, що система автоматичного регулювання з прогнозуванням регульованої змінної за кубічним сплайном має більший запас стійкості, ніж система регулювання що реалізує принцип керування за станом.
- ДокументМоделювання системи регулювання в Step 7 TIA Portal з використанням функціональних блоків бібліотеки «LSim»(2021) М. В. Левінський, В. М. ЛевінськийАктуальність. Моделювання систем регулювання в середовищі розробки програмного забезпечення контролерів, наприклад в Step 7 TIA Portal, дозволяє провести налагодження параметрів функціональних блоків ПІД-регуляторів, перевірку грубості САР до варіацій параметрів об’єкта керування та безударність переходів між ручним та автоматичним режимом роботи. Мета. Показати приклади корекції програмного коду функціональних блоків бібліотеки “LSim”, які фірма Siemens рекомендує для моделювання об’єкта керування, що забезпечують встановлення довільних початкових умов в цифрових аналогах диференційних рівнянь динамічних ланок. Метод. Аналіз оригінального коду функціональних блоків бібліотеки “LSim” та його подальша корекція, моделювання скоригованих функціональних блоків в середовищі Step 7 TIA Portal. Результати. Наведені фрагменти кодів функціональних блоків, які дозволяють моделювати ланку запізнення, інерційну ланку першого порядку, інтегруючу ланку з довільними початковими умовами. Проведено моделювання скоригованих функціональних блоків в середовищі Step 7 TIA Portal та співставлення результатів із результатами моделювання аналогічних динамічних ланок в середовищі Simulink/MATLAB. Проведено моделювання САР із використанням зазначених блоків. Висновки. Запропоновані зміни коду функціональних блоків бібліотеки “LSim”, які реалізують ланку запізнення, інерційну ланку першого порядку, інтегруючу ланку, дозволяють врахувати довільні початкові умови в цих ланках, що забезпечує моделювання динамічно сталих режимів САР в середовищі Step 7 TIA Portal.
- ДокументДослідження методів Computer Vision для використання в автоматизованих системах(2021) Л. П. Голубєв, І. Л. Ківа, О. В. МатяшУ статті виконано дослідження методів комп'ютерного стерео-зору за допомогою засобів бібліотеки OpenCV. Розглянуто також методи калібрування камер стерео-зору і побудови карти глибин дальності. На виробництві в технологічних процесах, в процесах контролю якості виробів, а також в роботизованих системах часто виникають завдання визначення відстані до об'єкта. Традиційні методи визначення відстані побудовані на базі використання ультразвукових і інфрачервоних датчиків. Однак, застосування цих пристроїв не забезпечує можливості розпізнавання образів. Тому в статті використано новий підхід до вирішення завдання визначення відстані до об'єкта на основі застосування стерео-зору. В якості візуальних елементів стерео-зору були використані WEB-камери Logitech C-170. Для визначення відстані до об'єкта за допомогою стерео-зору необхідно з початку виконати побудова карти глибини об'єктів. В якості програмних засобів, що забезпечують побудову карти глибини була обрана бібліотека з відкритим програмним кодом OpenCV. Використання цієї бібліотеки в некомерційних цілях є безкоштовною, проте при її використанні у розробників часто виникають труднощі у зв'язку неповним описом використовуваних функцій. Алгоритм побудови карти глибини складається з наступних кроків: калібрування камер відео-пари, усунення дисторсії зображень, ректифікація зображень і побудова карти глибини, на основі зображення з лівої і правої камер стерео-пари. Розроблена на базі міні-комп'ютера Orange-PI з використанням методів Computer Vision система побудови карти глибини сцени показала високу ефективність і дозволяє визначити відстань до об'єктів сцени.
- ДокументМетоди високоефективного людино-машинного інтерфейсу(2021) В.А. Волощук, О.В. Некрашевич, А.О. ХанкоДизайн людино-машинного інтерфейсу відіграє вирішальну роль у визначенні здатності оператора ефективно керувати процесом, особливо у відповідь на нештатні ситуації. По ряду причин поточна архітектура та можливості більшості людино-машинних інтерфейсів далеко не оптимальні для роботи з операторами. Розробка класичної системи диспетчерського управління та збору даних, як правило, починалась з детальної діаграми трубопроводів та контрольно-вимірювальних приладів, як основи дисплеїв операторів при створенні людино-машинного інтерфейсу. Як виявилося існує багато процесів для яких такий підхід не бажаний, а в деяких випадках взагалі є неприпустимим і призводить до дуже перевантаженого та заплутаного зображення без достатнього акценту на інформації, необхідній операторам для ефективного виконання своїх завдань. Як результат, галузі, з сучасними системами управління, зараз використовують примітивний людино-машинний інтерфейс, створений десятиліття тому, у той час, коли було мало знань про належні практики та принципи розробки. Метою цієї роботи є висвітлення принципів правильного та ефективного дизайну графіки, що використовується в сучасних системах диспетчерського управління та збору даних, а також виявлення неприпустимих практик, що згубно впливають на сприйняття інформації оператором. Як виявилося для розробки ефективної графіки елементи інтерфейсу не варто використовувати на власний розсуд, необхідно слідувати деяким правилам, які тлумачить, що є корисним та потрібним, а що може перешкодити правильному сприйняттю інформації. Натомість в порівняльному аналізі використання високопродуктивної графіки доводить свої переваги. Концепція високопродуктивної графіки довела свою актуальність, її принципи та можливості проєктування слугують для створення людино-машинного інтерфейсу, що забезпечує чітке та зрозуміле усвідомлення ситуації опереторами. Ефективний людино-машинний інтерфейс повинен надавати операторам необхідну інформацію у формі, яку вони можуть швидко зрозуміти, щоб приймати правильні рішення. Новий стандарт ISA-101 описує весь життєвий цикл людино-машинного інтерфейсу від задуму до експлуатації, що допомагає інтеграторам краще зрозуміти, що означають ці концепції та як їх застосовувати на практиці. Подальший розвиток стандарту та його імплементація на працюючих підприємствах є перспективним завданням для вчених та інженерів. Стаття носить оглядовий характер та призначена для систематизації знань, по даній тематиці та висвітлення нових перспективних напрямків досліджень.