СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ УВИ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК

Совокупность мероприятий по обеспечению помехозащищенности УВИ подчинена двум основным организационно-техническим направлениям:

1. Первое направление объединяет методы уменьшения проникновения помех в КВИ и характеризуется эффективностью защиты.

2. Второе направление объединяет методы повышения помехоустойчивости вводимой информации к уже присутствующим в каналах помехам.

Целесообразность такого деления направлений в решении проблемы помехозащищенности УВИ обусловлена принципиальными различиями помех в механизме их проявления, и , следовательно , и в методах исследования помех и принципах реализации мер по противодействию им.

Эффективность защиты каждого из каналов ввода оценивается совокупностью функций чувствительности. В общем случае электромагнитный процесс каждого звена электрической цепи описывается через некоторый оператор. Связывающий выходной вектор V с вектором Z входных воздействий, с вектором E внутренних параметров и с вектором R возмущающих факторов:

V=P{Z, E, R}                                                                          (1.1)

Математические формы представления этой зависимости могут быть выражены в виде аналитической, структурной, топологической или морфологической модели. Выбор вида расчетной модели зависит от электромагнитных процессов в рассматриваемых цепях каналов ввода и во многом определяет успех решения задач. Функция чувствительности j-го звена электрической цепи к i-му возмущающему фактору определяется, как:

F_ji=∂V_ji/əR_i                                                                        (1.2)

и представляет собой линейную часть разложения V_jiв ряд Тейлора вокруг расчетной точки R₀. Влияние возмущающего фактора R_i выражается через функцию чувствительности следующим образом:

ΔV_ji=F_jiR_i,                                                                       (1.3)

где ΔV_ji-величина помехи, приложенной к соответствующей точки рассматриваемого КВИ. Возмущающие факторы R_i в общем случае являются случайными процессами и описываются спектральными плотностями R_i(j). Следовательно, помехи могут быть представлены спектральными плотностями

S_nji(j)=| F_ji(j)|R_i(j),                                                     (1.4)

где F_ji(j)- частотная характеристика функции чувствительности.

Следует отметить, что полное устранение проникновения помех в электрические цепи либо практически неосуществимо, либо не целесообразно. Поэтому высокочувствительные устройства должны обладать свойством помехоустойчивости, отражающей обеспечение метрологических характеристик УВИ в условиях воздействия помех.

Для оценки помехоустойчивости в измерительной технике пользуются частотными характеристиками. Достоинствами такого критерия являются его независимость от характера помехи, полное отражение способностей уменьшения воздействия аддитивных помех на погрешность и удобство нормирования. Помехоустойчивость КВИ в общем случае определяется частотными характеристиками датчиков, нормирующих устройств, АЦП и алгоритмами предварительной обработки информации.

Таким образом, мероприятия по обеспечению помехозащищенности УВИ заключаются в минимизации функций чувствительности F_ji(j) применением схемоконструктивных методов. Повышение помехоустойчивости сводится к оптимизации частотных характеристик аналоговых и цифровых фильтров, к использованию помехоустойчивых АЦП.

В настоящее время разработана общая стратегия системного проектирования преобразователей информации, позволяющая выявить круг задач проектирования и последовательность их решения.

В этих условиях проблема обеспечения помехозащищенности УВИ требует дальнейшего развития системного подхода, основанного на принципах открытости и итерационности процесса проектирования. Принцип открытости подразумевает возможности дальнейшего совершенствования и наращивания УВИ без существенных переделок в ходе их длительной эксплуатации на различных модификациях определенного класса СУ. Приближенные методы анализа и оценки параметров помех, исключения или упрощения второстепенных факторов на этапах проектирования требуют в определенных случаях проведения более глубокого исследования БПО и новых решений на следующих этапах разработки УВИ: натурных испытаний и доводки аппаратуры.

Таким образом, решение проблемы предполагает дальнейшее углубление системного подхода, основанного на управлении помехозащищенностью УВИ на всех стадиях «жизненного цикла», начиная с этапа проектирования и кончая этапами эксплуатации.

Список литературы:

1. Проектирование бортовых информационных систем, [Электронный ресурс].-Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/082/59082/files/bis-3.pdf, свободный.