ЖУРНАЛ «СТА» №2/2008

КонтроллерыMICROMASTER явля ются высокоинтеллектуальными. Им можно задать сотни параметров, уста новить различные режимы управле ния. Например, на выбор имеется не сколько законов разгона торможения, каждый с несколькими параметрами. При испытаниях выяснилось, что при коротком времени выхода скорости вращения двигателя на максимальное значение возникает динамический удар, приводящий к заметным колеба ниям антенны. Увеличение времени через задание соответствующего пара метра решило эту проблему. В выбранной модели контроллера имеется реле, срабатывающее при ос тановке двигателя. Оно задействовано для подачи питания на удерживающий тормоз, входящий в конструкцию дви гателя. Подача команд на контроллеры осу ществляется по интерфейсу RS 232. На осях антенны установлены угло вые датчики ВТ 5. Снятие показаний происходит с помощью специальной платы формата PCI. В систему управления антенной вхо дит приёмник GPS. С его помощью оп ределяются координаты точки стояния и выставляется точное время в управ ляющем компьютере. Связь с приём ником также осуществляется по интер фейсу RS 232. Использование относительно боль шого количества портов RS 232 потре бовало установки в компьютер соот ветствующей дополнительной платы фирмы Moxa. В качестве управляющего компьюте ра выбран компьютер промышленного назначения в соответствующем испол нении. Его конструкция позволяет ус танавливать дополнительные полно размерные платы на шине PCI. Сам корпус имеет ручку для переноски, а для транспортировки комплектуется специальной сумкой на тележке. Такое решение является идеальным для мо бильной системы. В ЫБОР ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Регулятор, входящий в контур обрат ной связи управления двигателем, реа лизован программно. Он является дис кретным. Было задано требование, чтобы период выдачи команд на кон троллер не превышал 50 мс и был ста бильным. С одной стороны, разрабатываемая система не является встраиваемой. Пе риод управления 50 мс достаточно дли телен, графический интерфейс и раз витые сетевые возможности вполне могут быть реализованы с помощью операционной системы (ОС) общего назначения. Но с другой стороны, при няв во внимание желательность умень шения периода управления, жёсткие требования к его стабильности, а также необходимость написания драйверов к специальным платам, мы убеждаемся в целесообразности применения специ альной ОС реального времени. В результате была выбрана ОС QNX версии 6. Она полностью удовлетворя ет всем предъявляемым требованиям. Немаловажным фактором является и то, что ОС QNX много лет использует ся в ОКБ МЭИ и неоднократно под тверждала свои высокие характеристи ки. QNX обладает массой достоинств, недостаток практически один — отсут ствие драйверов к некоторым платам. При комплектации компьютера следу ет выбирать поддерживаемый тип гра фического адаптера, что и было сдела но. Применённая плата последователь ных портов управляется стандартным драйвером ОС. Необходимо было написать драйвер для платы угловых датчиков. При на личии опыта и шаблона на его созда ние ушло буквально 2 3 часа. Очевид но, что в случае какой нибудь ОС об щего назначения, архитектура которой изолирует программиста от доступа к низкоуровневым ресурсам компьюте ра, разработка драйвера требует значи тельно больших затрат и более высокой квалификации сотрудника, что, в кон це концов, выливается в повышенную стоимость и сроки работ. Таким образом, недостаток QNX в виде отсутствия драйверов с лихвой компенсируется простотой их написа ния и прочими достоинствами этой ОС. Успешное решение данной задачи убедило в правильности выбора ОС. Период управления удалось снизить до 15 мс, и это не предел. Р ЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА После анализа требований система была разбита на две подсистемы: ин терфейс оператора и собственно под систему управления. В подсистеме управления были выделены классы, как показано на рис. 3. Каждый класс подсистемы управле ния является активным и оформлен как администратор ресурсов. За основу был взят шаблон, размещённый по ад ресу: resmgr.narod.ru . Главными принципами архитектуры QNX являются механизм обмена сооб щениями Send Receive Reply (SRR) и модульность. Успешная реализация са мой ОС весьма располагает к примене нию подобной архитектуры для реше ния прикладных задач, хотя, конечно, это не единственно возможный вари ант. При использовании SRR и админи стратора ресурсов процесс реализации РАЗ РА БОТ КИ / С Р Е ДС Т В А С В Я ЗИ 53 СТА 2/2008 www.cta.ru Плата угловых датчиков Угловой датчик Управляющий компьютер Ось антенны Преобразователь частоты (контроллер двигателя) Двигатель Приёмник GPS Оператор RS"232 RS"232 Координатор Регулятор Мотор Протокол обмена Драйвер GPS Драйвер платы угловых датчиков 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 Рис. 2. Упрощённая схема системы управления МАС 3 Рис. 3. Диаграмма классов подсистемы управления