ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ОТДЕЛА ОБРАЗОВАНИЯ
Григораш Ю.С.
Павлодарский государственный университет им.С.Торайгырова, Павлодар
Научный руководитель – ст. преподаватель кафедры ИиИС Топко Л.В.
Проект данной разработки заключается в информатизации деятельности людей, занятых в образовательной сфере. В ней рассматривается проектирование информационных систем в сфере образования, в связи с программой «Казахстан - 2030», в настоящее время уделяется много внимания разработке информационных образовательных систем. Каждая информационная система имеет свои недостатки, которые необходимо учесть и разработать такую систему, которая учитывает индивидуальные особенности данного образовательного учреждения и помогает решить его проблемы, облегчая рутинную работу с документацией. [1]
Цель работы – спроектировать информационную систему, которая правильно и точно выполняет запросы по образовательным учреждениям, облегчая, ускоряя и оптимизируя при этом работу сотрудников отдела образования.
Разработка заключается в создании информационной системы работы образовательного учреждения, которая поможет правильно вести документооборот по учету в данное время контингента, а в дальнейшем включая учет кадров и материальную базу.
Задача заключается в проектировании и разработке информационной системы, которая включает в себя информацию о контингенте детей. В результате получится база данных, которая позволяет хранить, обрабатывать и изменять информацию для системы. База данных имеет удобный, лёгкий и доступный для восприятия пользовательский интерфейс. В ней продуманы специальные запросы по систематизации и обработке хранимой информации, изучены и продуманы вопросы защиты и обновления информации. Данная информационная система предназначена для круга пользователей в образовательном учреждении, не обязательно знакомых с СУБД, в которой реализована база данных.[2]
В целом, база данных:
- обеспечивает возможность выполнять запросы, поиск, изменение и систематизацию БД;
- имеет удобный пользовательский интерфейс для работы с ней любого пользователя;
- имеет необходимые запросы и формы для обработки хранимой информации.[3]
Основной задачей работы является создание системы содержащей следующие данные: тип школы; язык обучения; язык обучения в школе; количество учащихся; класс; мини-центр, количество групп и количество детей в мини-центре.
Функции проектируемой информационной системы состоят в следующем: учет контингента детей; формирование документации образовательного учреждения (отчеты по запросам пользователей, запросы).
Работы выполнена с помощью следующего программного обеспечения: среда программирования Delphi 7.0, которая является на данный момент единственной средой быстрой разработки приложений (RAD), полностью поддерживающей все ведущие индустриальные стандарты: XML, SOAP, WSDL и XSL, а также появляющиеся платформы – Microsoft.NET и BizTalk, Sun Microsystems ONE, обеспечивая необходимую гибкость, надежность и масштабируемость.
В Delphi имеется возможность визуального конструирования форм, что избавляет при создании программы от многих аспектов разработки интерфейса программы, так как Delphi автоматически готовит необходимые программные заготовки и соответствующий файл ресурсов.[4]
Преимущество Delphi заключается в эффективной работе с базами данных, в состав которых входят средства для разработки и эксплуатации приложений, использующие базы данных: BDE (Borland Database Engine), представляющие собой набор библиотек.
Доступ к таблицам локальных СУБД Paradox, dBase осуществляется через BDE.
BDE представляет собой набор библиотек, предназначенных для низкоуровнего доступа к данным самых различных форматов. BDE автоматически устанавливается в процессе установки Delphi и регистрируется в реестре 32-разрядной версии Windows. BDE «умеет» работать с таблицами самых распространенных СУБД, причем как файл-серверных (dBase, Paradox, FoxPro, Clipper), так и клиент-серверных (InterBase, Microsoft SQL Server, Oracle и др.). В BDE имеется собственный интерпретатор языка SQL, что позволяет создавать запросы не только к серверам БД, но и таблицам файл-сервера.
Без установки и регистрации BDE на компьютере не может работать ни одна программа БД, созданная в Delphi и использующая механизм BDE.[5]
В результате проектирования информационной системы является создание программы, реализованной для работы с контингентом детей по отделу образования, реализующей поиск, запросы и отчеты по заданным параметрам, которые облегчат работу с бумагами по данному направлению и сделают ее во много раз быстрее.
Литература
Стратегическая программа Развития «Казахстан-2030»
Грекул В.И. "Проектирование информационных систем". [Электронный ресурс]. - URL: http://www.intuit.ru.
Диго С.М. Базы данных: проектирование и управление: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 592с.
4. Гофман В. Э., Хомоненко А. Д. Работа с базами данных в Delphi. — СПб.: БХВ-Петербург, 2001. — 656 с.
5. Сорокин А. В. Delphi. Разработка баз данных. — СПб.: Питер, 2005. — 477 с.
УДК 517.51
ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА
Дорошенко С.В.
Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана
Научный руководитель– Кульниязова К.С.
Автоматизация теплотехнических производственных процессов – одно из направлений комплексной программы научно-технического прогресса. Главная цель – обеспечить оптимальное течение технического процесса в реальных условиях при достижении заданного качества и эффективности.
При формировании управляющих воздействий необходимо учитывать факторы, приводящие к неопределенности в структуре и параметрах моделей.
Используемые в наши дни системы управления не позволяют в полной мере обеспечивать все возрастающие требования к качеству выполнения теплотехнических производственных процессов.
Решить данную проблему возможно путем применения интеллектуальных технологий управления и, в частности, нечеткой логики, применение которой позволяет, с одной стороны, существенно упростить законы управления, а с другой — обеспечить заданное качество управления в условиях неопределенности.
Задачей управления является обеспечение требуемого расхода и температуры теплоносителя на выходе удаленной магистрали при изменениях температуры и объема исходных смешиваемых носителей.
Заданная температура теплоносителя поддерживается за счет смешения двух исходных теплоносителей (например, холодной и горячей воды или пара), при этом ошибка регулирования температуры должна стремиться к нулю. В процессе работы смесителя регулируется объемный расход горячей Vг и холодной Vx воды. Температура смеси зависит от температуры горячей tг и холодной tх компонент. Кроме того, в процессе регулирования требуется поддерживать заданный расход теплоносителя V на выходе смесителя.
На рис.1 представлена функциональная схема замкнутой системы нечеткого управления теплосмесителем. Исходные теплоносители (горячая и холодная вода) поступают через регулирующие органы — клапаны 5 и 6 — в узел смешения 9 и далее к потребителю, их температуры измеряются датчиками 1 и 2, а смеси — датчиком 10. Расход смешиваемых компонент измеряется датчиками 3 и 4, а общий расход теплоносителя к потребителю вычисляется как их сумма. Клапаны приводятся в действие электроприводами 7 и 8. Нечеткий регулятор по сигналам датчиков задает положения клапанов, обеспечивая требуемую температуру теплоносителя и его расход.
При смешении без отвода тепла двух жидкостей с разными температурами (рис.2) в установившемся режиме результирующие значения температуры и объема смеси V связаны следующими уравнениями:
|
(1)
|
При требуемых температуре зад и объеме Vзад теплоносителя на выходе смесителя заданные объемы холодной и горячей воды вычисляются из уравнений (1) по формулам
|
(2)
|
|
(3)
|
|
|
Рис.1. Функциональная схема замкнутой системы управления теплосмесителя с нечетким регулятором
|
Рис.2. Структурная схема замкнутой многосвязной системы управления температурой и расходом теплоносителя
|
Объект управления представляет собой соединение нелинейных блоков умножения и деления, которые реализуют зависимость температуры смеси от температур и объемов исходных теплоносителей в установившемся режиме:
|
(4)
|
Для отражения запаздывания между управляющим воздействием и реакцией на него в модель объекта введено звено чистого запаздывания , где характеризует время прохождения жидкости от исполнительных механизмов до датчика температуры смеси. Температуры горячего и холодного теплоносителей обозначены соответственно , а измеренные—. Инерционные свойства датчика температуры смеси и динамика установления температуры на выходе смесителя характеризуются передаточной функцией . Передаточные функции и описывают динамические параметры датчиков температуры горячего и холодного теплоносителей соответственно. Инерционность датчиков объемного расхода исходных теплоносителей и исполнительных механизмов учтена передаточной функцией с постоянной времени клапанов . Нереверсивный и ограниченный по величине характер управляющего сигнала на выходе исполнительных механизмов (клапанов) представлен нелинейностями типа "ограничение" НЭ1 и НЭ2.
Нечеткий регулятор по трем каналам (пропорциональному, интегральному и дифференциальному) обрабатывает сигнал рассогласования между вычисленным по формулам (2) или (3) значением заданного объемного расхода исходного теплоносителя сигналом с датчика фактического расхода и сигналом коррекции отклонения реальной температуры смеси от заданного значения. Глубина коррекции температуры задается коэффициентом К.
В нечетком регуляторе, структурная схема которого представлена на рис.3, фаззификатор преобразует аналоговые входные сигналы ошибки регулирования хр, ее производной xd и интеграла xi в элементы размытых множеств с соответствующими весами.
|
Рис.3. Структурная схема нечеткого регулятора
|
Блок логического вывода, который содержит лингвистические правила управления, формирует элементы выходных нечетких множеств. Дефаззификатор преобразует результаты нечетких вычислений yd в аналоговые управляющие сигналы. Дефаззификация осуществляется в соответствии с "MAX-MIN" подходом.
В каналах горячей и холодной воды нечеткие регуляторы имеют 3 входных и 1 выходную переменную, 15 функций принадлежности; регулирование осуществляется в соответствии с 64 правилами. В них каждому входному сигналу соответствуют 4 лингвистических переменных, а выходному — 5.
В регуляторе температуры выбран метод дефаззификации СоМ (центр максимума) как наиболее эффективный.
В соответствии с разработанными продукционными правилами нечеткий регулятор, программно реализован в среде MATLAB с использованием пакета расширения "Fuzzy Logic Toolbox".
Диапазоны входных сигналов нечеткого регулятора выбраны исходя из допустимых ошибок управления температурой 0,5°С и расхода относительного объема 0,01. Выбор диапазона выходного сигнала yd от -2 до 2 обусловлен необходимостью задания относительного положения исполнительного клапана в диапазоне от 0 до 1, что соответствует полностью закрытому или открытому клапану.
Для построения логико-лингвистической модели в неавтоматизированном режиме измерялась температура теплоносителя на выходе смесителя, строился график зависимости от времени и анализировался процесс отклонения температуры от нормы.
На рис.4 и рис.5 представлены соответственно временные диаграммы процессов совместного регулирования температуры и объемного расхода теплоносителя. Результаты моделирования показали высокую эффективность применения нечеткого регулятора для управления объемным расходом и температурой теплоносителя. Время регулирования температуры не превышает 60с при нулевой ошибке в установившемся режиме и отсутствии перерегулирования (кривая 2 на рис. 4), при этом заданный объемный расход устанавливается за время, равное времени задержки Y (кривая 2 на рис. 5). Возмущения по температуре (кривая 3 на рис. 4) отрабатываются изменением объемного расхода горячего и холодного теплоносителей (кривые 3 и 4 на рис. 5) без изменения общего объемного расхода смешанного теплоносителя (кривая 2 на рис. 5).
|
|
Рис.4. Процесс регулирования объема смешанного теплоносителя (2) при заданной температуре (1) и изменении температуры горячего теплоносителя (3)
|
Рис.5. Процесс регулирования объема смешанного теплоносителя (2) при изменении температуры горячего теплоносителя, где 1- заданный объем; 3 и 4- объемы горячего и холодного теплоносителя
|
Результаты моделирования показали высокую эффективность применения нечеткого регулятора для управления объемным расходом и температурой теплоносителя.
Достарыңызбен бөлісу: |