WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

«Кафедра Инженерная кибернетика. Специальность Автоматизация и управление. Допущен к защите Зав. кафедрой_ __2014. МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ пояснительная записка Тема ...»

-- [ Страница 5 ] --

Язык MatLab является высокоуровневым интерпретируемым языком программирования, включающим основанные на матрицах структуры данных, широкий спектр функций, интегрированную среду разработки, объектноориентированные возможности и интерфейсы к программам, написанным на других языках программирования.

Программы, написанные на MatLab, бывают двух типов — функции и скрипты. Функции имеют входные и выходные аргументы, а также собственное рабочее пространство для хранения промежуточных результатов вычислений и переменных. Скрипты же используют общее рабочее пространство. Как скрипты, так и функции не компилируются в машинный код и сохраняются в виде текстовых файлов. Существует также возможность сохранять так называемые pre-parsed программы — функции и скрипты, обработанные в вид, удобный для машинного исполнения. В общем случае такие программы выполняются быстрее обычных, особенно если функция содержит команды построения графиков [14].

LabVIEW представляет собой высокоэффективную среду графического программирования, в которой можно создавать гибкие и масштабируемые приложения измерений, управления и тестирования с минимальными временными и денежными затратами. LabVIEW сочетает в себе гибкость традиционного языка программирования с интерактивной технологией экспресс ВП, которая включает в себя автоматическое создание кода, использование помощников при конфигурировании измерений, шаблоны приложений и настраиваемые экспресс ВП. Благодаря этим особенностям и новички, и эксперты могут легко и быстро создавать приложения в LabVIEW.

Интуитивно понятный процесс графического программирования позволяет уделять больше внимания решению проблем, связанных с измерениями и управлением, а не программированию [4].

Система LabVIEW включает в себя:

ядро, обеспечивающее работоспособность программных процессов, разделение аппаратных ресурсов между процессами;

компилятор графического языка программирования "G";

интегрированную графическую среду разработки, выполнения и отладки программ;

набор библиотек элементов программирования в LabVIEW, в том числе библиотеки графических элементов пользовательского интерфейса, библиотеки функций и подпрограмм, библиотеки драйверов, библиотеки программ для организации взаимодействия с измерительно-управляющими аппаратными средствами и т.п.;

развитую справочную систему;

обширный набор программ-примеров с возможностью как тематического, так и алфавитного поиска.

Программирование в системе LabVIEW максимально приближено к понятию алгоритм. После того, как продуман алгоритм работы своей будущей программы, остается лишь нарисовать блок-схему этого алгоритма с использованием графического языка программирования "G". Не потребуется думать о ячейках памяти, адресах, портах ввода-вывода, прерываниях и иных атрибутах системного программирования. Данные будут передаваться от блока к блоку по "проводам", обрабатываться, отображаться, сохраняться в соответствии с вашим алгоритмом. Мало того, сам поток данных будет управлять ходом выполнения вашей программы. Ядро LabVIEW может автоматически использовать эффективные современные вычислительные возможности, такие как многозадачность, многопоточность и т.п. Процесс программирования в LabVIEW похож на сборку какой-либо модели из конструктора. Программист формирует пользовательский интерфейс программы - "мышкой" выбирает из наглядных палитр-меню нужные элементы (кнопки, регуляторы, графики и т.д.) и помещает их на рабочее поле программы. Аналогично "рисуется" алгоритм - из палитр-меню выбираются нужные подпрограммы, функции, конструкции программирования (циклы, условные конструкции и прочее). Затем также мышкой устанавливаются связи между элементами – создаются виртуальные провода, по которым данные будут следовать от источника к приемнику. Если при программировании случайно будет сделана ошибка, например какой-то провод будет подключен "не туда", то в большинстве случаев LabVIEW сразу обратит на это внимание программиста.

Система программирования LabVIEW имеет встроенный механизм отладки приложений. В процессе отладки разработчик может назначать точки остановки программы, выполнять программу "по шагам", визуализировать процесс исполнения программы и контролировать любые данные в любом месте программы. Система LabVIEW позволяет защитить программы от несанкционированного изменения или просмотра их исходного кода. При этом разработчик может либо использовать пароли на доступ к приложениям, либо вовсе удалить исходный код из работающего приложения.

Созданную в среде LabVIEW прикладную программу принято называть Виртуальным прибором (ВП). В состав прикладной программы на LabVIEW входят две основные составляющие:

лицевая панель виртуального прибора (FrontPanel);

функциональная панель или блок-диаграмма (Diagram).

Лицевой панелью (Frontpanel) называется окно, через которое пользователь взаимодействует с программой.

Блок-диаграмма (BlockDiagram) является исходным программным кодом ВП, созданным на языке графического программирования LabVIEW. Блокдиаграмма представляет собой реально исполняемое приложение.

Компонентами блок-диаграммы являются: виртуальные подприборы, встроенные функции LabVIEW, константы и структуры управления. Объекты лицевой панели представлены на блок-диаграмме в виде соответствующих терминалов (terminals), через которые данные могут поступать от пользователя в программу и обратно.

Блок-диаграмма LabVIEW соответствует строкам текста в обычных языках программирования вроде С или Basic - это такой же реально исполняемый код.



Для реализации виртуальной модели «горячего» нефтепровода была выбрана среда графического программирования LabVIEW фирмы National Instruments, из-за простоты реализации кода программы, полностью объектно ориентированного, с достаточно большой базой визуализации. Для поставленных целей данных функциональных возможностей достаточно, а процесс программирования прост и надёжен.

программирования LabVIEW и ее анализ Разрабатывается модель участка нефтепровода в условиях сильнопересеченной местности. Данная модель отображает расчеты основных параметров таких как: температура, давление, вязкость и плотность, используемых при эксплуатации нефтепровода.

На блок диаграмме (см. рисунок 2.3) представлен код программы.

Входными данными являются: давление создаваемое насосом на перекачивающей станции, температура подогрева нефти, вязкость нефти для двух температур, плотность нефти при 20 С, диаметр трубы. Эти данные необходимы для реализации математической модели и их можно легко найти в справочных материалах по добываемой нефти в Казахстане и литературе посвященной транспортировки нефти.

Рисунок 2.3 – Блок-схема алгоритма программы Участок разрабатываемого нефтепровода разбит на 5 отрезков, три линейных и два под уклоном. Сложностью реализации вывода информации для каждого участка является то, что выходные данные с одного интервала являются входными данными для следующего участка. Данная задача была решена с помощью структуры Последовательность (Sequence Structure).

Последовательность (Sequence Structure) выглядит как набор кадров и обеспечивает последовательное выполнение размещенных в ее кадрах фрагментов программ. Таким образом получилось реализовать пять участков, выходные данные одного участка являются входными данными следующего участка. На блок-схеме представлен алгоритм выполнения программы (см.

рисунок 2.4).

Выходными значениями являются: давление в трубе и температура нефтепродукта на каждом участке трубопровода, плотность и вязкость нефти.

Эти параметры были выбраны в качестве основных в данной модели, именно их изменение необходимо отслеживать.

По рисунку 2.4 видно, что в основной программе используются обращения к подпрограммам.

Подпрограмма 1 представлена в виде иконки, блок диаграмма представлена на рисунке 2.5 и выполняет расчет давления, реализуя систему уравнений (2.11).

Входными характеристиками для подпрограммы 1 являются: начальное давление, – плотность нефти, – линейная скорость течения, с – скорость звука в данной среде, D – диаметр трубы.

Выходная величина давление на определенном участке трубы.

Подпрограмма вызывается 5 раз для каждого участка нефтепровода в каждом кадре Последовательности (Sequence Structure).

Подпрограмма 2 представлена в виде иконки, блок диаграмма представлена на рисунке 2.6, и выполняет расчет температуры по формуле (2.10).

Входными характеристиками подпрограммы 2 являются: температура подогрева, плотность нефти, диаметр и массовый расход трубы. Выходными данными являются: температура.

Подпрограмма 2 используется 5 раз в программе, по числу исследуемых участков в каждом кадре Последовательности (Sequence Structure).

Подпрограмма 3 представлена в виде иконки, блок диаграмма представлена на рисунке 2.7, и выполняет расчет плотности и вязкости нефтепродукта, реализация формул (2.12) и (2.13).

Входными характеристиками подпрограммы 3 являются: температура подогрева нефти, плотность при нормальных условиях (20 оС), значение вязкости при 20 и 50 оС, значение коэффициента объемного расширения нефти Е. Выходными параметрами являются плотность и вязкость на соответствующем участке нефтепровода.

Подпрограмма 3 используется 5 раз в программе, по числу исследуемых участков в каждом кадре Последовательности (Sequence Structure).

Рисунок 2.4 – Блок-диаграмма программы Рисунок 2.5 – Блок диаграмма подпрограммы Рисунок 2.6– Блок-диаграмма подпрограммы Рисунок 2.7– Блок-диаграмма подпрограммы Для графического отображения полученных результатов используем графический индикаторы Waveform Graph и XY Graph.

График осциллограммы (Waveform Graph) - графический индикатор, имитирующий работу осциллографа. Он принимает данные в виде массива чисел и отображает их с равномерным шагом.

Двухкоординатный график (XY Graph) - графический индикатор, позволяющий отображать функциональные зависимости. Для отображения на данном индикаторе массива точек с произвольными координатами по осям необходимо сформировать массив кластеров или объединить два массива координат X и Y в кластер.

Вывод и ввод данных в программе осуществляется в пользовательском интерфейсе (см. рисунок 2.8, 2.9). Интерфейс включает в себя несколько вкладок.

Вкладка «Трубопровод» окно визуально разделено на две части, в верхней части выводятся результаты, полученные в ходе реализации программы, виде таблиц, так же есть возможность сохранить полученные данные в файл любого расширения, для этого нужно нажать кнопку «Сохранить», присвоить имя файлу и через точку записать его расширение. В нижней части интерфейса представлена модель нефтепровода, в котором задаются входные данные:

диаметр трубы, длины участков нефтепровода, углы наклонов трубопровода к горизонту, для моделирования сильнопересеченной местности, начальные температура и давление, параметры перекачиваемой нефти.

Вкладка «Графики» (см. рисунок 2.9) предназначена для вывода полученных значений в виде графиков:

изменение давления по длине нефтепровода;

изменение давления по времени;

изменение температуры по длине нефтепровода;

изменение температуры во времени;

изменение вязкости по длине нефтепровода;

изменение вязкости от температуры изменение плотности по длине нефтепровода;

изменение плотности от температуры.

Остановка программы осуществляется по нажатию кнопки STOP.

Рисунок 2.8 – Пользовательский интерфейс вкладка «Трубопровод»

Рисунок 2.9 – Пользовательский интерфейс вкладка «Графики»

Система обработки экспериментальных данных Для проведения эксперимента необходимо задать исходные данные.

1) Рассмотрим реальную вязкую нефть добываемую на одном из крупнейших месторождений Казахстана Жетыбай в Мангыстауской области.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 



Похожие работы:

«Труды ИБРАЭ АВАРИЯ НА АЭС ФУКУСИМА-1: ОПЫТ РЕАГИРОВАНИЯ И УРОКИ НАУКА РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт проблем безопасного развития атомной энергетики ТРУДЫ ИБРАЭ Под общей редакцией члена-корреспондента РАН Л. А. Большова Выпуск 13 АВАРИЯ НА АЭС ФУКУСИМА-1: ОПЫТ РЕАГИРОВАНИЯ И УРОКИ Научный редактор профессор, доктор физико-математических наук Р. В. Арутюнян Москва Наука 2013 УДК 621.039 ББК 31.4 T78 Рецензенты: академик РАН А.А.Cаркисов, кандидат технических наук Р.М.Бархударов Труды ИБРАЭ...»

«Учебник посвящен анализу и современной интерпретации различных направлений психотерапии. Учебник предназначен для студентов и аспирантов, обучающихся по специальности психология, представляет интерес для врачей и практикующих психотерапевтов. Содержание Об авторах Предисловие научного редактора Введение Глава 1. Психодинамическая терапия Введение Эволюция понятий и концепций психодинамической терапии Психодинамическое учение о психической патологии Техника психодинамической терапии Литература...»

«Чернобыль. Последствия аварии на атомном реакторе для Федеративной Республики Германии и Германской Демократической Республики. Перевод – к.ф.н. Инга Левит 1 Доктор Мелани Арндт – руководитель интернационального проекта Политика и общество после Чернобыля. Беларусь, Украина, Россия, Литва и Германия в сравнительной и исторической перспективе (1986-2006). Центр современной истории. Потсдам. Финансовую поддержку проекта осуществлял фонд Volkswagen-Stiftung Перевод – к.ф.н. Инга Левит Эта...»

«Стенограмма постоянно действующего открытого семинара Экономические проблемы энергетического комплекса от 22 июня 2010 года Повестка дня: Доклад: От стратегий и программ к реальному энергосбережению (опыт региональных проектов) Докладчик: к.т.н. Гашо Евгений Геннадьевич Содокладчик: к.э.н. Репецкая Екатерина Валентиновна (ВНИПИэнергопром) г. Москва Председатель заседания – А.С.НЕКРАСОВ _ ПРЕДСЕДАТЕЛЬ Уважаемые коллеги! У нас сегодня 112 заседание семинара. Сегодня с докладом на тему: От...»

«Корректор функционального состояния революционное открытие российских учёных в области оздоровления и омоложения человека Аксельрод Александр Ефимович, директор Центра паранаучных практических исследований, президент Международного фонда признания гениев при жизни, директор Школы духовного роста. Более пятнадцати лет занимается продвижением на рынке новых передовых технологий, связанных с оздоровлением и омоложением человеческого организма. Является специалистом по раскрутке, пример бальзам...»

«Александр Владимирович Кородецкий Зеленая аптека Кородецкого: Золотой ус, индийский лук, стевия и другие От редакции Александр Владимирович Кородецкий – известный петербургский фитоэнергетик – родился в 1961 году в Ленинграде После окончания с красным дипломом одного из технических вузов работал в физической лаборатории, исследующей физику полей. Все складывалось в его жизни вполне благополучно. Но неожиданно очень тяжело заболел близкий ему человек. Диагноз неутешительный – артрит коленных...»

«Международная конференция Противокоррозионная защита - ключ к энергетической и экологической безопасности 3 - 5 декабря 2013 Российский государственный университет нефти и газа имени И.М.Губкина ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА (по состоянию на 25.11.2013) 1 РЕГЛАМЕНТ работы Международной конференции Противокоррозионная защита-ключ к энергетической и экологической безопасности 3 декабря 2013г. Регистрация участников конференции; открытие выставки; 8:00-9:00 приветственный кофе Открытие конференции...»

«СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ Мэр города Ярославля Главный инженер _Е.Р. Урлашов ОАО ВНИПИэнергопром _2012 г. _ Тутыхин Л.А. _2012 г. Разработка схемы теплоснабжения на территории городского округа города Ярославля Книга 7. Предложения по строительству, реконструкции и техническому перевооружению источников тепловой энергии Москва 2012 г. Книга 7. Том.1 Стр. 1 ОАО Объединение ВНИПИэнергопром Список исполнителей Главный инженер Л.А. Тутыхин Начальник управления А.Г. Иванов энергетических программ №5...»

«Микола Чаварг, 1999 ISBN 9667242781 СОДЕРЖАНИЕ От автора Предисловие 1. К вопросу о понятии потенциальной кривой 2. Наглядные модели атомов 3. Атом с пространственно-фиксированными положениями электронов. 33 4. Наглядные модели фотона и электрона 4.1 Наглядная модель фотона 4.2. Наглядная модель электрона 5. Движение...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.