2. Архитектура комплексных микропроцессорных систем

Для дальнейшего изложения приведем определение автоматизированной системы. ГОСТ 34.003-90 содержит следующее определение: это система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций. Следует обратить внимание: присутствие персонала отличает автоматизированную систему от автоматической – и обусловливает наличие сложных задач человеко-машинного интерфейса. Совокупность действий автоматизированной системы (далее – АС), направленная на достижение определенной цели, согласно ГОСТ 34.003-90, называется ее функцией. В общем случае при выполнении функции часть работы выполняется персоналом, а часть техникой. Последовательность автоматических действий, приводящая к результату заданного вида, в ГОСТ 34.003-90 называется задачей.

Уровни иерархической системы управления

Теперь перейдем к рассмотрению различных вариантов организации процессов управления. При централизованном управлении в составе АС выделяется одна управляющая система, которая координирует действия всех остальных. Принцип централизации практически всегда используется при управлении объектом, т.е. всегда устанавливаются уровни подчиненности и организуется иерархическая структура управления (на рис. 1 для примера приведена структура системы управления роботом).

В структуре выделяются четыре вида (уровня) управления, каждый из которых является подчиненным по отношению к высшим и высшим по отношению к нижестоящим. В составе системы управления не обязательно присутствуют все уровни и каждый из имеющихся вышестоящих является центральным по отношению ко всем остальным.

Рис.  1. Централизованная иерархическая структура управления объектом

На исполнительном уровне выполняется непосредственное управление приводами объекта – обычно с помощью МПУУ при взаимодействии с датчиками через средства сопряжения СС. Вычислительные задачи, решаемые на этом уровне: интерполяция участка траектории и вычисление воздействий в интерполирующих точках.

Тактический уровень в основном выполняет решение обратной задачи кинематики, в частности определение координат движения звеньев манипулятора по известной траектории движения схвата робота. При этом обычно определяются опорные точки траектории, которые передаются в виде координат на исполнительный уровень. На тактическом уровне применяются либо достаточно мощная МПУУ, либо микроЭВМ, использующая часть информации от датчиков через систему сопряжения СС.

На стратегическом уровне управления выполняется расчет или определение траектории движения исполнительного органа в декартовых координатах. Эта операция невозможна без информации от системы отображения обстановки СОО, связанной через СС с управляющей микроЭВМ или группой микроЭВМ.

На высшем уровне управления с использованием информации от СОО принимается решение на выполнение действия. На этом уровне максимально задействованы базы данных ИИС и организуется сеть из управляющих микроЭВМ с четко выраженными задачами для каждой.

На всех уровнях может предусматриваться возможность дистанционного управления (ДУ).