CAT系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)軟件

1、CAT系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)軟件摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)自動(dòng)化技術(shù)軟件提出了更高的要求。目前，高科技技術(shù)領(lǐng)域，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)等的計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)還過(guò)分依賴(lài)人的干預(yù)以及控制器控制結(jié)構(gòu)固定且參數(shù)只能有一組等。因此，這就需要我們依據(jù)計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)技術(shù)和自動(dòng)化理論，進(jìn)而研究軟件的整體結(jié)構(gòu)、各模塊之間的功能劃分、調(diào)用關(guān)系，從而更好地滿(mǎn)足試驗(yàn)的需要。本文主要是對(duì)我國(guó)CAT系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)軟件的研究現(xiàn)狀進(jìn)行探討分析，從中找出問(wèn)題所在，并提出相應(yīng)的解決措施。關(guān)鍵詞:CAT系統(tǒng)自動(dòng)化計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)近年來(lái)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)展迅速，技術(shù)更新?lián)Q代加速,從而使得其在減輕試車(chē)人員工作強(qiáng)度、替代傳統(tǒng)儀器

2、儀表、提高測(cè)試效率、減少試車(chē)人員誤操作等方面已經(jīng)呈現(xiàn)出巨大的作用。然而,由于整個(gè)系統(tǒng)中某些測(cè)試技術(shù)的欠佳，使得該系統(tǒng)的更深層次自動(dòng)化仍有很大的發(fā)展空間。例如，在試車(chē)過(guò)程中試車(chē)人員必須手動(dòng)控制測(cè)功器，從而不同程度地對(duì)試車(chē)人員提出更高的要求，試車(chē)人員不僅要有過(guò)硬的技術(shù)，還必須對(duì)測(cè)功器有比較深入的了解。此外，基于數(shù)字計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制技術(shù)的基本理論已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，相關(guān)知識(shí)相當(dāng)成熟,并且在實(shí)際中得到了很好的應(yīng)用，這就需要對(duì)其進(jìn)行更深層次的探討。本文主要是對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)軟件實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行相關(guān)闡述。1軟件的工作概況1.1選定基本采樣速率在對(duì)基本采樣速率進(jìn)行選取時(shí)，應(yīng)該

3、根據(jù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)象與控制系統(tǒng)功能的差異，進(jìn)而選擇與之相適應(yīng)的基本采樣速率。同時(shí)，還要以香農(nóng)采樣定理為準(zhǔn)則，在保證信息量失真度符合標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)值計(jì)算精度過(guò)關(guān)的前提下，盡可能從成本核算等方面進(jìn)行綜合的折中考慮。1.2軟件分時(shí)CAT系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)軟件，軟件分時(shí)使其不可或缺的重要環(huán)節(jié)，它是直接關(guān)系到合理有效地使用軟件執(zhí)行時(shí)間的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容之一。該設(shè)計(jì)階段主要涉及到多速率組的確認(rèn)、基本采樣速率的選擇、控制量輸出時(shí)刻的確認(rèn)前臺(tái)后臺(tái)任務(wù)項(xiàng)目的劃分以及工作任務(wù)時(shí)序的分配與協(xié)調(diào)等。1.3確認(rèn)控制量輸出時(shí)刻對(duì)于自動(dòng)化數(shù)字控制系統(tǒng)，其信號(hào)傳遞過(guò)程中需要通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)所傳遞的信息進(jìn)行一系列變換量化、采樣、輸出變換以

4、及數(shù)字運(yùn)算處理等。因而，如果出現(xiàn)算法復(fù)雜或者是計(jì)算順序安排不夠科學(xué)時(shí)，就會(huì)使得計(jì)算延時(shí)大大增加，進(jìn)而會(huì)惡化系統(tǒng)的性能，在自動(dòng)化技術(shù)軟件設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格控制計(jì)算延時(shí)。而對(duì)于那些為了得到當(dāng)前輸出值的操作盡可能地將其所進(jìn)行的計(jì)算歸到前臺(tái)任務(wù)，而將那些為了得到下一時(shí)刻輸出值而必須進(jìn)行的計(jì)算，以及與當(dāng)前輸出無(wú)關(guān)的其它計(jì)算和管理算法歸到后臺(tái)任務(wù)，則通?？刂扑惴▽?shí)現(xiàn)時(shí)可以有中段實(shí)現(xiàn)、末段實(shí)現(xiàn)和下一時(shí)刻開(kāi)始輸出這三種方法來(lái)完成。2控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)庫(kù)2.1標(biāo)準(zhǔn)軟件單元的設(shè)計(jì)在進(jìn)行CAT系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，為提高軟件的開(kāi)發(fā)效率和可靠性，這就需要軟件設(shè)計(jì)人員必須將軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中的經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)的軟件模塊進(jìn)行分

5、類(lèi)和歸納處理，使之形成通用的庫(kù)函數(shù)，即軟件標(biāo)準(zhǔn)固件，為其他系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)提供便利。這樣，不僅能夠很好地提高軟件標(biāo)準(zhǔn)代碼的可重復(fù)使用性，還可以切實(shí)地增強(qiáng)所開(kāi)發(fā)軟件的可靠性、合理性等。2.2實(shí)現(xiàn)方法的選擇數(shù)字計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要是由數(shù)字計(jì)算機(jī)、作動(dòng)器組成系統(tǒng)和模擬式傳感器構(gòu)成，因此，控制律的計(jì)算必須在數(shù)字計(jì)算機(jī)中完成，并對(duì)計(jì)算機(jī)有較高的要求，因此，如果在連續(xù)域的設(shè)計(jì)控制律，則必須通過(guò)離散域來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，目前的自動(dòng)化技術(shù)軟件設(shè)計(jì)中由連續(xù)域向離散域變換的方法比較多，有零極點(diǎn)匹配法、脈沖響應(yīng)不變法、向前差分法、向后差分法、預(yù)修正雙線(xiàn)性法以及雙線(xiàn)性法等。同時(shí)，由于雙線(xiàn)性法在變換前后穩(wěn)定性不變、無(wú)頻率混疊現(xiàn)象

6、、穩(wěn)態(tài)增益不變以及數(shù)個(gè)連續(xù)環(huán)節(jié)之間具有串聯(lián)性等優(yōu)點(diǎn)，使之能夠在工程中得到廣泛的應(yīng)用,并為人們節(jié)省了大量的時(shí)間。此外，雙線(xiàn)性法在低頻段具有較好的線(xiàn)性,但是在高頻段頻率畸變較大，因此,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中必須根據(jù)具體的使用環(huán)境來(lái)選用，或者直接采用預(yù)修正雙線(xiàn)性法來(lái)避免在特征頻率處發(fā)生頻率畸變，從而提高自動(dòng)化技術(shù)軟件的設(shè)計(jì)效率。2.3淡化器的實(shí)現(xiàn)在CAT系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)軟件設(shè)計(jì)中引入淡化器，其主要目的是為了避免控制律模態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)可能引起轉(zhuǎn)換過(guò)程中伺服機(jī)構(gòu)的較大抖跳,使之處于平穩(wěn)狀態(tài)。淡化器可使轉(zhuǎn)換前原模態(tài)指令的加權(quán)系數(shù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)從1衰減到0,同時(shí),使轉(zhuǎn)換后新模態(tài)指令的加權(quán)系數(shù)從0漸升到1,完成新舊模態(tài)指

7、令控制權(quán)的平滑交接，公式如下。一次淡化:u=(1-n/N)u0+(n/N)un(n=0N)或者：u=(n/N)(u0-un)+u0(n=N0)二次淡化:u=(1-n/N)2u0+(n/N)2u0(n=0N)或者：u=(n/N)2(u0-un)+un(n=N0)式中,u0為轉(zhuǎn)換時(shí)刻舊模態(tài)指令，在淡化過(guò)程中它為常值;n為淡化器啟動(dòng)的周期數(shù);un為當(dāng)前新模態(tài)指令，在淡化過(guò)程中它為變值;u為淡化器輸出指令；N為淡化器總的時(shí)間周期數(shù)。3結(jié)語(yǔ)綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)在各行各業(yè)中的作用日顯重要，CAT系統(tǒng)中的自動(dòng)化技術(shù)軟件開(kāi)發(fā)勢(shì)在必行，并將是今后我國(guó)許多領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的趨勢(shì)。從本文的闡述中可知，自動(dòng)化技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)過(guò)分依賴(lài)人工干預(yù)的計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)系統(tǒng)的缺陷，加速了自動(dòng)化技術(shù)軟件的設(shè)計(jì)進(jìn)程,大大地提高了社會(huì)生產(chǎn)力，促進(jìn)我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)行業(yè)的發(fā)展，使之更能夠滿(mǎn)足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需求，并為企業(yè)創(chuàng)造更大的利益空間提供可靠保障。參考文獻(xiàn)雷勇,劉海波,孫樂(lè)成.CAT系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)軟件實(shí)現(xiàn)研究J.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2007(6).1 時(shí)連君，李新平基于CAT的大型液壓元件測(cè)試系統(tǒng)的研制J.液壓與氣動(dòng),2009(5).李江華，徐超.模具CAD/CAM軟件開(kāi)發(fā)方法的研