ВИСНОВКИ
1. Вирішено науково-прикладну задачу розробки ефективних алгоритмічних
моделей для побудови систем контролю та діагностування в автоматизованих комплексах авіаційного призначення. Задачу розв'язано шляхом розробки нових методів і програмно-апаратних засобів, що дозволяють скоротити часові й вартісні витрати на побудову систем контролю та діагностування. Отримані результати можуть знайти широке застосування при розробці систем контролю та діагностування в автоматизованих комплексах авіаційного призначення.
2. Розроблено алгебричний метод перетворення безповторних алгоритмічних структур із комутативними умовами, що дозволяє проводити формалізовані перетворення при аналізі та синтезі керуючих, обчислювальних і діагностичних алгоритмів. Показано, що в результаті тотожних перетворень формуються алгоритми з різними характеристиками. Застосування цих перетворень дозволяє скоротити глибину алгоритму у середньому на 10…35% для різних алгоритмів.
3. Досліджено інваріанти, що лежать в основі класифікації об'єктів, види перетворень алгоритмічних структур і способи визначення типових представників.
4. Запропоновано принципи побудови настроювальних алгоритмічних перетворювачів. Розширено множину настройок. Розглянуто способи настроювання алгоритмічних перетворювачів. Запропоновано метод аналізу НАП, що дозволяє визначити множину похідних алгоритмів, одержуваних з базового шляхом настройки. Для автоматизації процесу аналізу алгоритмічних перетворювачів, а також для апаратної реалізації відповідної макрокоманди розроблено аналізатор алгоритмічних перетворювачів. Запропоновано метод синтезу настроювальних алгоритмічних перетворювачів при застосуванні розширеної множини настройок для вирішення функціональних задач керування, контролю та переробки інформації, що дозволяє реалізувати задану множину керуючих, обчислювальних і діагностичних алгоритмів з більшою ефективністю. Отримані за допомогою запропонованого методу синтезу НАП мають складність, на 12…27% меншу в порівнянні із застосуванням інших методів синтезу. Показано використання методу для вирішення задачі організації оптимального діагностування у директивний термін часу.
5. Для конструктивного перерахування діагностичних моделей запропоновано використовувати М-графи як засіб подання діагностичних моделей. Визначено властивості й характеристики М-графів, мінімальну та максимальну кількість ребер. Отримано оцінку кількості М-графів, розроблено метод конструктивного перерахування діагностичних моделей, спосіб генерації, побудовано каталог М-графів. Запропонований метод конструктивного перерахування діагностичних моделей дозволяє складати каталоги типових представників, які необхідні при розробці діагностичних алгоритмів та оцінці ефективності методів діагностування.
6. Для автоматизації процесу аналізу та розробки алгоритмів були розроблені засоби апаратної підтримки вирішення комбінаторних задач: комбінаторно-логічний процесор, пристрій для визначення характеристик двійкових послідовностей, синтаксичний аналізатор контекстно-вільних граматик; пристрої для оптимізації контрольних і діагностичних тестів: пристрій для оптимізації діагностичних тестів, діагностичний процесор, формувач контрольних тестів; пристрої контролю й обробки інформації: адаптивний діагностичний процесор, адаптивна резервована система. Усі розроблені пристрої визнані винаходами.
7. Для автоматизації процесу аналізу та розробки алгоритмічних структур і діагностичних процедур розроблено програмний комплекс. Розроблені “Програма визначення еквівалентності діагностичних моделей”, “Програма генерації типових комбінаторних конфігурацій”, “Програма побудови адаптивних діагностичних алгоритмів”, “Програма побудови контрольних і діагностичних тестів”, “Програма побудови мінімальних діагностичних тестів” пройшли Державну реєстрацію у Державному департаменті інтелектуальної власності. Застосування розробленого програмного комплексу дозволить автоматизувати процес розробки і аналізу алгоритмічних структур, скоротити терміни розробки, підвищити якість одержуваних результатів.
8. У практику підприємств та організацій впроваджено такі результати виконаних досліджень:
- алгебричний метод перетворення безповторних алгоритмічних структур із комутативними умовами, метод конструктивного перерахування діагностичних моделей, метод синтезу настроювальних алгоритмічних перетворювачів, програмно-апаратні засоби автоматизації аналізу та розробки алгоритмічних структур впроваджені у ВАТ “Авіаконтроль”, м. Харків;
- метод перетворення безповторних алгоритмічних структур із комутативними умовами, метод синтезу настроювальних алгоритмічних перетворювачів, алгоритмічне та програмне забезпечення впроваджені у Науково-дослідному інституті “ХЕМЗ”, м. Харків;
- комп'ютерні програми “Програма побудови контрольних та діагностичних тестів”, “Програма побудови мінімальних діагностичних тестів” впроваджені у ВАТ “Теплові мережі”, м. Харків;
- метод перетворення алгоритмічних структур, метод класифікації та конструктивного перерахування діагностичних моделей, алгоритми та програми побудови оптимальних контрольних і діагностичних тестів, метод синтезу настроювальних алгоритмічних перетворювачів, принципи побудови програмно-апаратних засобів автоматизації аналізу та синтезу алгоритмічних структур впроваджені у навчальному процесі Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського “ХАІ”, м. Харків;
- апаратні засоби автоматизації розробки алгоритмічних структур впроваджені в Державному департаменті інтелектуальної власності, Українському інституті промислової власності;
- програмний комплекс автоматизації розробки алгоритмічних структур пройшов Державну реєстрацію у Державному департаменті інтелектуальної власності.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ за темою дисертації
1. Настройка алгоритмических преобразователей / И.В. Чумаченко, В.Г. Кучмиев, Н.В. Доценко, Е.Е. Малафеев, В.В. Косенко // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2003. - №2 (41). - С. 16-18.
2. Графовые модели объектов диагностирования / В.Г. Кучмиев, Н.В. Доценко, Е.Е. Малафеев, И.В. Чумаченко // Авиационно-космическая техника и технология. - 2003. - №8 (43). - С. 97-99.
3. Чумаченко И.В., Кучмиев В.Г., Доценко н.в. Перечисление бихроматических графов // Радіоелектронні і комп'ютерні системи. - 2003. - №4 (4). - С. 205-207.
4. Жихарев В.Я., Шилова Т.В., Доценко Н.В. Эквивалентность диагностических моделей // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: Сб. науч. тр. – Харьков: ХАИ, 2002. – Вып. 11. – С. 92-96.
5. Алгебраический подход к анализу и разработке диагностических алгоритмов / В.Я. Жихарев, Н.В. Доценко, В.Н. Торчило, А.В. Чечуй // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии: Сб. науч. тр. – Харьков: ХАИ, 2002. – Вып. 13. – С. 122-126.
6. Чумаченко И.В., Косенко В.В., Доценко Н.В. Бесповторные алгоритмические структуры // Системи обробки інформаціï: Зб. наук. пр. - Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 2002. - Вип. 3 (19). - С. 220-223.
7. Чумаченко И.В., Косенко В.В., Доценко Н.В. Универсальные алгоритмические преобразователи // Системи обробки інформаціï: Зб. наук. пр. - Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 2002. - Вип. 4 (20). - С. 243-246.
8. Кучмиев В.Г., Доценко Н.В., Чумаченко И.В. Оценка реберных характеристик М-графов // Системи обробки інформаціï: Зб. наук. пр. - Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 2003. - Вип. 5 (21). - С. 219-223.
9. Патент України № 37162, G06F17/27. Синтаксичний аналiзатор контекстно-вiльних граматик / Чумаченко I.В., Жихарев В.Я., Дергачова Н.В. - № 2000031758; Заявл. 28.03.2000; Опубл. 15.09.2003, Бюл. № 9.- 11 с.
10. Патент України № 38565 А, G06F15/20. Пристрій для розв’язання комбінаторно-логічних задач / Чумаченко I.В., Жихарев В.Я., Дергачова Н.В.- № 2000074497; Заявл. 26.07.2000; Опубл. 15.05.2001, Бюл. № 4.- 7 с.
11. Патент України № 43182 А, G06F15/00. Пристрій для визначення характеристик двійкових послідовностей / М.Д. Кошовий, С.Г. Бестань, Н.В. Доценко, О.М. Кошовий. – № 2001031957; Заявл. 23.03.2001; Опубл. 15.11.2001, Бюл. № 10. - 4 с.
12. Патент України № 43709 А, G06F19/00. Аналізатор / С.О. Губка, В.А. Дергачов, Н.В. Доценко, О.С. Губка. – № 2001053368; Заявл. 18.05.2001; Опубл. 17.12.2001, Бюл. № 11. - 5 с.
13. Патент України № 44172, G06F17/00. Аналізатор алгоритмічних перетворювачів / І.В. Чумаченко, Н.В. Доценко, Д.М. Бугас, О.В. Кас'ян, С.Ю. Мелешенко, А.Є. Горобець. - № 2001064097; Заявл. 14.06.2001; Опубл. 15.10.2003, Бюл. № 10. – 4 с.
14. Патент України № 45845 А, G06F17/00. Автоматизована система для проведення багатофакторного експерименту / М.Д. Кошовий, С.Г. Бестань, Н.В. Доценко, О.М. Кошовий. - № 2001075230; Заявл. 23.07.2001; Опубл. 15.04.2002, Бюл. №4. – 5 с.
15. Патент України № 45737 А, G06F15/00. Формувач контрольних тестів / О.Є. Федорович, С.О. Губка, В.А. Дергачов, Н.В. Доценко, О.С. Губка. – № 2001064239; Заявл. 19.06.2001; Опубл. 15.04.2002, Бюл. № 4. - 4 с.
16. Патент України № 49639 А, G06F11/25. Діагностичний процесор / В.Я. Жихарев, О.В. Касьян, О.В. Чечуй, С.Ю. Мелешенко, М.В. Вангельєв, Н.В. Доценко. - № 2002010352; Заявл. 14.01.2002; Опубл. 16.09.2002, Бюл. №9. - 5 с.
17. Патент України № 51152 А, G06F11/18. Адаптивна резервована система / Кулік А.С., Дергачов В.А., Доценко Н.В. - № 2002010470; Заявл. 18.01.2002; Опубл. 15.11.2002, Бюл. №11. - 5 с.
18. Патент України № 49638 А, G06F11/25. Пристрій для оптимізації діагностичних тестів / В.Я. Жихарев, О.В. Касьян, О.В. Чечуй, Т.В. Шилова, Н.В. Доценко. - № 2002010351; Заявл. 14.01.2002; Опубл. 16.09.2002, Бюл. №9. - 6 с.
19. Патент України № 54065 А, G06F15/20. Комбінаторно-логічний процесор / Доценко Н.В. - № 2002043571; Заявл. 29.04.2002; Опубл. 17.02.2003, Бюл. №2. - 5 с.
20. Патент України № 53459 А, G06F15/00. Адаптивний діагностичний процесор / Кулік А.С., Дергачов В.А., Доценко Н.В. - № 2002064542; Заявл. 04.06.2002; Опубл. 15.01.2003, Бюл. №1. - 4 с.
21. Комп’ютерна програма “Програма визначення еквівалентності діагностичних моделей” / В.Я. Жихарев, О.В. Касьян, О.В. Чечуй, Н.В. Доценко, Т.В. Шилова, С.Ю. Мелешенко: Свід. Держ. реєстр. прав автора на твір № 5470. – Зареєстр. в Держ. департ. інтелектуальної власності Мін. освіти і науки України 28.05.2002 р.
22. Комп’ютерна програма “Програма генерації типових комбінаторних конфігурацій” / В.Я. Жихарев, О.В. Касьян, О.В. Чечуй, Н.В. Доценко, Т.В. Шилова, С.Ю. Мелешенко: Свід. Держ. реєстр. прав автора на твір № 5719. – Зареєстр. в Держ. департ. інтелектуальної власності Мін. освіти і науки України 4.06.2002 р.
23. Комп’ютерна програма “Програма побудови адаптивних діагностичних алгоритмів” / Чумаченко І.В., Кучмієв В.Г., Доценко Н.В.: Свід. Держ. реєстр. прав автора на твір № 8213. – Зареєстр. в Держ. департ. інтелектуальної власності Мін. освіти і науки України 28.08.2003 р.
24. Комп’ютерна програма “Програма побудови контрольних та діагностичних тестів” / І.В. Чумаченко, В.Г. Кучмієв, Є.Є. Малафєєв, Н.В. Доценко: Свід. Держ. реєстр. прав автора на твір № 8443. – Зареєстр. в Держ. департ. інтелектуальної власності Мін. освіти і науки України 25.09.2003 р.
25. Комп’ютерна програма “Програма побудови мінімальних діагностичних тестів” / І.В. Чумаченко, В.Г. Кучмієв, Є.Є. Малафєєв, Н.В. Доценко: Свід. Держ. реєстр. прав автора на твір № 8445. – Зареєстр. в Держ. департ. інтелектуальної власності Мін. освіти і науки України 26.09.2003 р.
26. “FACTOR–M” - программное обеспечение для решения оптимизационных задач / Н.Д. Кошевой, С.Г. Бестань, О.Н. Кошевой, Н.В. Дергачёва // Тр. филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана в г. Калуге. Спец. выпуск: Материалы междунар. науч.-техн. конф. “Приборостроение – 2000”. – Калуга, 2000. – С. 409-410.
27. Чумаченко И.В., Доценко Н.В. Перечисление типовых вариантов структур схем алгоритмов // Міжнар. наук.-техн. конф. “Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ – 2001”: Тези доповідей. - Харків: Нац. аерокосм. ун-т “ХАІ”, 2001. – С. 148.
28. Доценко Н.В. Построение оптимальных контрольных тестов // Тезисы докладов науч.-техн. конф. “Системы управления – 2001”. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т “ХАИ”, 2001. – С. 6.
29. Доценко Н.В., Чечуй А.В. Алгебраический подход к анализу и разработке диагностических алгоритмов // Тези доповідей Міжнар. наук.-практ. конф. “Інформаційні технології управління екологічною безпекою, ресурсами та заходами у надзвичайних ситуаціях”. – Харків: “ХАІ”, 2002. – С. 123.
30. Косенко В.В., Доценко Н.В., Чумаченко И.В. Анализ диагностических моделей и разработка диагностических алгоритмов с помощью алгебраического подхода // “Сучасні проблеми гуманізації та гармонізації управління”: Матеріали 3-ї міжнар. міждисциплінарної наук.-практ. конф. – Харків: ХНУ, 2002. – С. 269-270.
31. Доценко Н.В. Синтез настраиваемых алгоритмических преобразователей // Міжнар. наук.-техн. конф. “Інформаційні комп’ютерні технології в машинобудуванні” – ІКТМ’2002”: Тези доповідей. – Харків: “ХАІ”, 2002. – С. 114.
32. Чумаченко И.В., Кучмиев В.Г., Доценко Н.В. Классификация диагностических моделей // “Сучасні проблеми науки та освіти”. Матеріали 4-ї Міжнар. міждисциплінарної наук.-практ. конф. – Харків: ХНУ, 2003. – С. 49.
33. Чумаченко И.В., Кучмиев В.Г., Доценко Н.В. Адаптивные диагностические алгоритмы // Матеріали міжнар. наук.-практ. конф. “Україна наукова 2003”. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2003. - Т. 30. – С. 13-14.
анотація
Доценко Н.В. Методи синтезу алгоритмічних перетворювачів для автоматизованих систем діагностування авіаційного призначення. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - автоматизовані системи управління і прогресивні інформаційні технології. - Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського “Харківський авіаційний інститут”, Харків, 2004.
Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної задачі розробки ефективних алгоритмічних моделей для побудови систем контролю та діагностування в автоматизованих комплексах авіаційного призначення.
Розроблено алгебричний метод перетворення безповторних алгоритмічних структур із комутативними умовами. Запропоновано методи аналізу та синтезу настроювальних алгоритмічних перетворювачів. Розширено множину настройок. Розроблено метод конструктивного перерахування діагностичних моделей. Складено каталоги типових представників діагностичних моделей. Запропоновано апаратні та програмні засоби для автоматизації розробки алгоритмічних структур.
Ключові слова: алгоритм, діагностика, перетворювач, позиційна діаграма, настройка, контроль, синтез.
Аннотация
Доценко Н.В. Методы синтеза алгоритмических преобразователей для автоматизированных систем диагностирования авиационного назначения. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. - Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского “Харьковский авиационный институт”, Харьков, 2004.
Диссертация посвящена решению научно-прикладной задачи разработки эффективных алгоритмических моделей для построения систем контроля и диагностирования в автоматизированных комплексах авиационного назначения.
Проведен анализ особенностей, концепций развития и методов повышения эффективности авиационных комплексов, принципов построения автоматизированных систем диагностирования авиационного оборудования.
Разработан алгебраический метод преобразования бесповторных алгоритмических структур с коммутативными условиями, который позволяет проводить формализованные преобразования при анализе и синтезе управляющих, вычислительных и диагностических алгоритмов. Показано, что в результате тождественных преобразований формируется множество эквивалентных алгоритмов с различными характеристиками. Предложенные преобразования алгоритмических структур позволяют формировать множество вариантов построения алгоритмических структур и выбирать из них удовлетворяющие заданным условиям.
Описаны преобразования алгоритмов, имеющих древовидную структуру. Суть преобразований состоит во введении новых условных переменных, которые являются логическими функциями от начальных условных переменных. При этом в соответствии с выбранным кодированием определяются виды логических функций и алгоритмической позиционной диаграммы преобразованного алгоритма. Применение этих преобразований позволяет сократить глубину алгоритма в среднем на 10…35% в зависимости от его структуры для различных алгоритмов.
Исследованы инварианты, лежащие в основе классификации объектов, виды преобразований алгоритмических структур и способы определения типовых представителей.
Предложены принципы построения настраиваемых алгоритмических преобразователей. Рассмотрены способы настройки алгоритмических преобразователей.
Предложен метод анализа настраиваемых алгоритмических преобразователей, который позволяет определить множество производных алгоритмов, получаемых из базового путем настройки. Предложен метод синтеза настраиваемых алгоритмических преобразователей для решения функциональных задач управления, контроля и переработки информации, который позволяет реализовать заданное множество управляющих, вычислительных и диагностических алгоритмов с большей эффективностью. Полученные с помощью предложенного метода синтеза НАП имеют сложность, на 12…27% меньшую по сравнению НАП, построенными с использованием других методов синтеза.
Описанные методы анализа и синтеза настраиваемых алгоритмических преобразователей применимы для решения задачи организации оптимального диагностирования в директивные сроки времени, для чего необходимо выбрать систему проверок, наиболее эффективно идентифицирующую заданное подмножество событий при ограничении на время проверок. Алгоритм диагностирования, осуществляющий полную идентификацию состояний, является базовым, а алгоритм, полученный в результате настроек – производным. Для определения множества наиболее эффективных проверок необходимо выполнить заданное множество настроек и проанализировать полученные частные алгоритмы. При этом существенным является не вид реализуемой подфункции, а множество идентифицируемых состояний.
Предложенный подход к разработке унифицированных алгоритмических, программных и аппаратных средств имеет высокую эффективность и позволяет создавать патентоспособные технические решения.
Для конструктивного перечисления диагностических моделей предложено использовать М-графы как средство представления диагностических моделей. Определены свойства и характеристики М-графов: минимальное и максимальное количество ребер. Получена оценка количества М-графов, разработан метод конструктивного перечисления диагностических моделей, способ генерации, построен каталог М-графов. Предложенный метод конструктивного перечисления диагностических моделей позволяет составлять каталоги типовых представителей, необходимые при разработке диагностических алгоритмов и оценке эффективности методов диагностирования.
Для сокращения времени вычислений и освобождения процессора для других более важных задач были разработаны аппаратные средства инструментальной поддержки, которые могут быть использованы в качестве специальных математических сопроцессоров для реализации соответственных макрокоманд.
Для автоматизации процесса анализа и разработки алгоритмических структур разработан программный комплекс, применение которого позволит сократить сроки разработки, повысить достоверность и качество получаемых результатов.
Ключевые слова: алгоритм, диагностика, преобразователь, позиционная диаграмма, настройка, контроль, синтез.
Abstract
Dotzenko N.V. Methods of algorithmic converters synthesis for the aviation diagnostics automized systems. - Manuscript.
Thesis for a engineering science candidate's scientific degree competition by speciality 05.13.06 - automated control systems and progressive information technologies. - National Aerospace University Kharkiv aviation institute, Kharkiv, 2004.
The dissertation is devoted to a scientific-application task solution of effective algorithmic models development for check and diagnosing systems construction in the air assignment automized complexes.
The algebraic method of unrepeated algorithmic structures transformation with commutative conditions is developed. The methods of the adjusted algorithmic converters analysis and synthesis are offered. The set of adjustments is extended. The method of diagnostic models constructive enumeration is developed. The diagnostic models standard representatives catalogues are constructed. For algorithmic structures development automation the software and hardware are offered.
Key words: algorithm, diagnostic, converter, item diagram, adjustment, check, synthesis.
Відповідальний за випуск І.В. Чумаченко
Підписано до друку ____________2004 р.
Умов. друк. арк. 1,2. Замовлення_______
Тираж 100 прим. Безкоштовно
Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського
“Харківський авіаційний інститут”
61070, Харків-70, вул. Чкалова, 17
Видавничий центр “ХАІ”
61070, Харків-70, вул. Чкалова, 17
| 
