Введение
При проведении комплексных экспериментальных исследований, в частности, в аэродинамических трубах, осуществляется целый ряд последовательных действий: настраивается оборудование экспериментальной установки, проводится управление отдельными ее элементами, осуществляется запуск измерительной аппаратуры, сбор экспериментальных данных и т.д. Стремление получить максимально возможный объем информации в течение одного опыта определяет структуру приборного оснащения экспериментальной установки и состав программного обеспечения приданной ей ЭВМ. Как правило, программы создаются под конкретные приборы, определяющие «типы» проводимых опытов [1, 2]. В аэродинамике – это «весовые» эксперименты, которые проводятся с использованием встроенных тензометрических или наружных механических весов. Так называемые, «дренажные» эксперименты – измерения распределения давления на поверхностях моделей, осуществляемые с помощью различных датчиков давления. Измерения полей скоростей потоков, в том числе, и в пограничных слоях, осуществляемые с помощью различных насадков, укрепленных в координатниках, позволяющих перемещать датчики в пространстве и многое другое [3]. В аэродинамических трубах непрерывного действия, например, в трубах дозвуковых скоростей длительность эксперимента не так критична, как в трубах кратковременного действия. Поэтому в этих трубах возможно совмещение практически всего набора «типов» экспериментов в процессе одно рабочего пуска. Программы, которые позволяют проводить такие «универсальные» эксперименты, должны иметь возможность управления всеми процессами одновременно [4–6].
В связи с многообразием используемых типов экспериментов в представляемой работе для описания процесса подготовки и проведения эксперимента вводится такое понятие, как «сценарий опыта» - последовательность мелких и крупных шагов (элементарных действий системы) для достижения той или иной цели на конкретной стадии проведения эксперимента. Следует заметить, что понятием «сценарий опыта» ранее часто называли «план проведения эксперимента», или просто «план эксперимента».
Элементарные шаги сценария предусматривают, например, для аэродинамической трубы непрерывного действия, следующие операции:
- включение экспериментальной установки, подготовка ее к работе;
- перемещение датчика, установленного на координатнике, в заданную точку пространства (x, y, z, ϕ – установление точки начала отсчета локальной системы координат (x0, y0, z0, 0ϕ – включение (отключение) двигателя вентилятора аэродинамической трубы;
- установка заданной скорости потока;
- установка заданного угла атаки, поворотом «Альфа-механизма»;
- запуск в определенный момент времени специальной регистрирующей аппаратуры, например, видеокамеры;
- ожидание балансировки (установления с заданной точностью) показаний выбранного датчика;
- синхронное снятие показаний всех датчиков, задействованных в эксперименте.
Последовательность и количество шагов в сценарии определяет экспериментатор для каждого опыта в процессе подготовки к нему. В автоматизированной системе управления (АСУ) экспериментом также предусмотрена возможность приостановки (паузы) процесса отработки заданного сценария и, при необходимости, его полная остановка по требованию оператора.
Следует отметить, что понятие «сценарий опыта» эффективно используется при проведении экспериментов, как с дозвуковой скоростью потока, так и при сверх- и гиперзвуковых режимах течения [1–2].
Заключение
Таким образом, технология использования заранее подготовленных сценариев проведения эксперимента является эффективным и универсальным способом подготовки и проведения эксперимента. С помощью введенного сценария АСУ обеспечивает проведение любых экспериментов, используя весь доступный ей набор технических средств.
Выполнение представляемой работы осуществлялось при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты РФФИ № 12-07-00548, № 13-07-00440, № 14-07-00421, а также № 14-07-00426).