Тема: «Разработка программного имитатора бортовой навигационной аппаратуры системы управления образца ВВТ ».
Часть 1
Выполнил: студент группы 319 Воробьев К.Г.
Цель работы: Разработать программный имитатор бортовой навигационной аппаратуры системы управления образца ВВТ.
Актуальность данной работы подтверждается тем, что алгоритм оптимизирован лучше, чем у других разработок, также выше точность и быстродействие вычислений .
В данной работе, имитатор (Рис.1) предназначен для загрузки на него информации и вычисления на её основе координат и дальнейшей выдачи сигналов управления.
Основными элементами в разработке будут:
1) GPS приемник;
2) Согласующее устройство (СУ);
3) Цифровой вычислительный комплекс (ЦВК);
GPS приемник состоит из антенны, совмещенной с приемо-передающим устройством и контроллером, формирующим сигналы.
Согласующее устройство необходимо для связи вычислительного комплекса и GPS приемника. Его основная задача заключается в том, чтобы преобразовывать полученные сигналы от GPS приемника и передавать их на цифровой вычислительный комплекс.
Цифровой вычислительный комплекс на основе микро ЭВМ с установленным ПО вычисляет координаты местоположения.
Чтобы передать или получить информацию, нужно физически соединить GPS приемник и согласующее устройство (СУ), сделаем это с помощью USB кабеля. А СУ и ЦВК кабелем для COM - порта.
Рисунок 1 – функциональная схема программного имитатора .
Для работы СУ необходимы микроконтроллер и программируемая логическая интегральная схема (Рис.2).
Рисунок 2 –функциональная схема согласующего устройства
Микроконтроллер и ПЛИС будут подобраны исходя из расчётов, которые будут сделаны в следующей части.
ЦВК для осуществления управления процессом должна выполнять следующие функции.
1. Собирать важную для вычислительного процесса информацию, которая представляет собой последовательность цифр и других условных знаков, понятных ЭВМ. Так как ЭВМ работает с цифрами, все сигналы должны быть преобразованы в последовательность цифр. Эту операцию осуществляет в ЦВК АЦП.
2.ЦВК накапливает данные и хранит их для последующей обработки. Снимая характеристики процесса и регистрируя структурные параметры, УВМ может построить математическую модель процесса.
3.ЦВК может производить расчеты, используя введенные в нее или накопленные в ней данные, например, рассчитывать оптимальные значения управляющей величины. Эти расчеты не должны отставать от реального процесса, т. е. комплекс должен работать в реальном масштабе времени.
4. ЦВК может выдавать некоторые данные, например оптимальное значение управляющей величины. Эти данные должны быть преобразованы снова в аналоговый сигнал с помощью цифроаналогового преобразователя, чтобы их можно было использовать непосредственно в процессе управления.
Однако вычислительный комплекс не в состоянии производить вычисление по собственной инициативе. Для этого он должен получить команду от своего устройства управления. Так как устройство управления не знает, что и как комплекс должен считать, то следует ввести в нее программу вычислений, составленную на понятном машине языке.
Программа — упорядоченная последовательность указаний, по которым производятся вычисления. В программе, например, может быть предписано: рассчитать оптимум по указанному методу. Такое предписание называют алгоритмом.
Написанию программы будет освещено в следующих частях.