Программа исследования динамики систем управления

тального обеспечения рассчитана программа «Каскад», в которой работа ГПЯ рассматривается на уровне технологического перехода.

В качестве средств информационно-методической поддержки процессов моделирования могут использоваться имеющиеся статистические результаты вычислительных экспериментов в программах «Каскад» и PolyTrans [3].

Таким образом, разработанное программное средство Sinchro при формировании планов реконструкции и модернизации производства позволяет выполнить предварительные объемные расчеты управляемых компьютерами комплексов оборудования. Полученные результаты расчетов используются для последующего формирования технического предложения на создание ГПЯ по критерию оптимального соответствия сложив-

шейся пропускной способности предприятия. При этом само программное средство Sinchro может использоваться в качестве модуля разрабатываемой САПР ГПЯ.

Литература

1. Сердюк А.И., Сергеев А.И. Метод циклограмм в построении компьютерных моделей ГПС // АСТ. 2005. № 11. С. 17-23.

2. Сердюк А.И., Гильфанова Ф.Ф., Рахматуллин Р.Р. Программа многокритериальной оценки проектных решений в гибких производственных ячейках механообработки «Fania» / Свид. о гос. регистр. прогр. для ЭВМ № 2006611542, РФ: дата поступления 23.03.2006; дата регистр. в Реестре программ для ЭВМ 6.05.2006.

3. Сердюк А.И., Рахматуллин Р.Р., Корнипаева А.А., Галина Л.В. Закономерности формирования производительности гибких производственных ячеек: монография. Оренбург: Изд-во ОГУ, 2008. 188 с.

УДК 681.5

ПРОГРАММА ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Н.В. Билъфелъд, к.т.н.

Разработаны программа для моделирования и исследования динамики систем управления и модуль связи Delphi с MATLAB. Перечислены особенности моделирования непосредственно в MATLAB и возникающие при этом трудности. Описаны возможности разработанной программы для моделирования и исследования динамики систем управления. Приведены примеры использования интерфейса программы

Ключевые слова:регулирование, динамика, моделирование, программа.

Для исследования динамики систем автоматического регулирования (САР) наиболее популярной является программа SIMULINK, входящая в состав интегрированной среды MATLAB.

С целью эффективного исследования САР и получения сравнительных характеристик поведения системы при изменении различных ее свойств необходимо не только умение работать с данной программой, но и знание обширного круга команд и функций MATLAB, а также основ программирования в MATLAB и разработки М-файлов. Это может вызвать определенные трудности и значительно замедлить процесс исследований.

Для устранения данной проблемы разработана программа, ядром которой являются модуль связи Delphi и MATLAB, интегрирующая в себе основные методы исследования САР, интерфейс которой представлен в терминах и понятиях, традиционных для систем автоматического регулирования. В частности, интерфейс модели для исследования комбинированных систем регулирования (рис. 1) имеет вид, приведенный на рисунке 2.

Из рисунков 1 и 2 видно, что настройка модели и необходимые коммутации осуществляются кликом мышки по соответствующему участку схемы и не требуют ввода коэффициентов в соот-

ветствующие блоки модели. Для управления моделью и представления результатов используется специальное окно настроек, приведенное на рисунке 3.

Запуск модели можно осуществлять циклически. При этом для любого параметра модели можно указать необходимое приращение. В частности, при щелчке по объекту открывается окно на-

Рис. 1. Модель для исследования каскадной системы управления

Циклов Время 200

Выкод

Рис. 2. Интерфейс для управления моделью, представленной на рисунке 1

строек, в котором указываются все его параметры и необходимые приращения (рис. 4). В группе управления графической информацией можно указать, каким образом выводить результаты, а также цвет и маркеры графиков. В качестве примера на рисунке 5 приведены графики переходных процессов, построенные в одном графическом окне для САР:

• при отсутствии возмущающего воздействия;

• при наличии в озмущ ающего воздействия;

• при компенсации возмущения с помощью интегрально-дифференцирующего звена.

При этом пользователю нет необходимости помнить и вводить в соответствующие блоки передаточную функцию используемого компенсатора - она формируется автоматически при выборе необходимого звена из раскрывающегося списка (рис.

3).

Не исключается задание пользователем любой передаточной функции компенсатора. При щелчке по блоку «компенсатор» открывается аналогичное окно настроек, как и при выборе объекта (рис. 4), в которое можно ввести любую передаточную функцию и в нем указать приращения ее параметров. Из рисунка 4 видно, что имеется возможность работы с буфером обмена, сохранения передаточных функций в файлах в различных форматах для обмена информацией с другими ранее разработанными программами и т.д.

Для удобства работы в программе реализованы та-

О ;

0 VI  У2

В ыбор компенсатора

Окно вывода— С Заменить в текущем С Добавить в текущее (• Вывести в новом

Г" Активность вьделения

В ыделить график Выбор цвета |0 - Синий

"Показатели качества С* Не считать С" По возмущению С" По управлению

Восстановить данные

Запустить

Рис. 3. Окно управления моделью и представления результатов

кие классические системы, как одноконтурная, каскадная, комбинированная, хотя любую более сложную систему легко привести к более простой путем нехитрых коммутаций. В частности, чтобы из комбинированной системы (рис. 4) перейти к одноконтурной, достаточно разомкнуть ключи Н2, Н4, Н5, Н6, Н7 и замкнуть ключи Н1 и Н3, что осуществляется кликом мышки в районе указанного ключа (см. рис. 2).

Параметры объекта

Л

А1 40 0

А2 80 0

АЗ 120 0

Порядок числителя (М] 1

О ^

Порядок знаменателя [М]

3 ^

Коэффициент Запаздывание

Шаг

Шаг

Открыть

Сохранить

Сору 1

Сору 2

Операции обмена с Файлами в Формате калькулятора

Применить Отменить

В данной статье говорится лишь о некоторых возможностях разработанной программы. Кроме этого, в ней реализованы:

• расчет показателей качества переходных процессов;

• оптимизация настроечных параметров системы различными методами с возможностью графического отображения поверхности настроечных параметров;

• построение практически всех частотных характеристик системы;

• анализ системы в пространстве состояний с возможностью вывода матриц управляемости и наблюдаемости, а также вычисления рангов указанных матриц;

• вывод передаточных функций замкнутой системы по управлению и возмущению.

Использование разработанной программы значительно сокращает процесс моделирования систем управления и позволяет сосредоточить внимание на анализе полученных результатов.

Круг применения данной программы может быть достаточно широким: в учебном процессе по ряду дисциплин, в инженерных, научных исследованиях.

Литература

1. Ануфриев И.А. Самоучитель МаНаЬ 5.3/6.x. СПб: Изд-во «БХВ-Петербург», 2002. 512 с.

2. Бобровский С.В. Учебный курс Delphi 7. М.: Питер, 2006. 712 с.

3. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SymPowerSystem и Simullnk. М.: Питер, 2008. 288 с.

4. Черных И.В. Simulink: Инструмент моделирования динамических систем. URL: http://matlab.exponenta.ru/simulink/ bookl/index.php (дата обращения: 13.02.2010).

5. Веремей Е.И., Погожев С.В. Nonlinear Control Design Blockset. URL: http://www.tspu.tula.ru/ivt/old_site/lcopy/Matlab_ RU/nonlinecondes/bookl/preface.asp.htm (дата обращения: 13.02.2010).

6. Шмелев В.Е. Partial Differential Equations Toolbox. Инструментарий решения дифференциальных уравнений в частных. URL: http://matlab.exponenta.ru/pde/book1/index.php (дата обращения: 13.02.2010).

УДК 004.75

АНАЛИЗ АРХИТЕКТУРНЫХ АСПЕКТОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГРИД-СИСТЕМ

В.А. Галатенко, д.ф.-м.н (НИИ системных исследований РАН, г. Москва,

да1а1@т&1 тэк. ги)

В работе рассматриваются архитектурные аспекты обеспечения информационной безопасности ГРИД-систем. Анализируются общие архитектурные принципы построения ГРИД-систем, а также архитектура сервисов безопасности.

Ключевые слова: ГРИД-системы, информационная безопасность.

Информационная безопасность сложных распределенных систем определяется в первую очередь архитектурными решениями, обеспечивающими согласованность политик безопасности компонентов, взаимную совместимость подсистем, высокую доступность для пользователей. Точечными мерами невозможно защитить конфигурацию в целом. По этой причине в настоящей работе рассматриваются архитектурные аспекты обеспечения информационной безопасности ГРИД-систем, предназначенных для обработки сверхбольших объемов данных и обслуживания многих пользователей.

Архитектура открытых ГРИД-сервисов

ГРИД-сервисы, ГРИД-вычисления опираются в первую очередь на такие архитектурные решения, как виртуализация, интеграция, управление, которые применяются к сервисам и ресурсам в распределенной, разнородной среде, охватывающей многие области административного управления.

Архитектура открытых ГРИД-сервисов (АОГС) (Open Grid Services Architecture (OGSAj) определяет множество стандартных интерфейсов, протоколов взаимодействия сервисов и профилей существующих стандартов, обеспечивающих основу для построения устойчивых ГРИД-приложе-ний и систем управления [1].

АОГС - это открытая сервис-ориентированная архитектура, основанная на Web--сервисах (WS). Открытость АОГС можно понимать в двух смыслах:

- процессы разработки спецификаций и профилей были и остаются полностью открытыми;

- доступны различные реализации архитектуры и сервисов, в том числе эталонные с открытыми исходными текстами.

Сервисы АОГС подразделяются на следующие категории:

- инфраструктурные сервисы отвечают за функциональность общего характера, например именование;

- сервисы управления выполнением представлены целым спектром - от простых заданий до сложных потоков работ и составных сервисов, от старта до завершения работ, включая их размещение, обеспечение ресурсами, управление жизненным циклом;

- сервисы управления данными отвечают за такие аспекты, как непротиворечивость данных, их долговременное хранение и целостность, предоставляют функциональность для перемещения данных, их тиражирования, выполнения запросов и изменений, а также преобразования данных в новые форматы;

- сервисы безопасности обслуживают аутентификацию и авторизацию, обеспечивают доверие