ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ДИНАМИЧНЫХ ОБЪЕКТОВ КОМПЛЕКСОМ MATLAB-ARDUINO ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КИБЕР-ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ

A. G. Gurko, A. P. Plakhteev, P. A. Plakhteev

Анотація


Решена задача повышения эффективности взаимодействия MATLAB и Arduino при проектировании кибер-физических систем путем внесения изменений в реализацию стандартного протокола обмена со стороны Arduino. Предложено при запросе MATLAB на чтение данных с первого аналогового порта Arduino выполнять аналогово-цифровое преобразование данных со всех требуемых аналоговых портов с дальнейшей последовательной передачей полученных данных в MATLAB, что позволяет повысить качество управления динамичными процессами за счет уменьшения области неопределенности состояния многомерной быстродействующей системы управления. Кроме того, предложено функции предварительной обработки показаний датчиков выполнять средствами Arduino, что повышает гибкость кибер-физической системы за счет возможности изменения аппаратного обеспечения без изменения программного кода и протокола обмена MATLAB. Формальное описание взаимодействия MATLAB и Arduino позволяет реализовать протокол обмена с использованием беспроводных интерфейсов, микропроцессорных устройств и платформ, не совместимых с Arduino.

Ключові слова


кибер-физическая система, MATLAB, Arduino, протокол обмена, период опроса.

Повний текст:

PDF

Посилання


Sangiovanni-Vincentelli A. Taming Dr. Frankenstein: Contract-Based Design for Cyber-Physical Systems / A. Sangiovanni Vincentelli, W. Damm, R. Passerone // European Journal of Control. – 2012. – Vol. 18, № 3. – P. 217–238. DOI:10.3166/ejc.18.217-238. 2. Черняк Л. Киберфизические системы на старте / Л. Черняк // Открытые системы. СУБД. – 2014. – № 02 (198) – С. 10–13. 3. Park Kyung-Joon Cyber-physical systems: Milestones and research challenges / Kyung-Joon Park, Rong Zheng, Xue Liu // Computer Communications – 2012. – № 36. – P. 1–7. DOI 10.1016/j.comcom.2012.09.006. 4. Introduction to Embedded Systems – A Cyber-Physical Systems Approach / E. A. Lee and S. A. Seshia. Second Edition. [Electronic resource]. – Access mode: http://LeeSeshia.org, 2015. 5. Jensen J. C. A model-based design methodology for cyber-physical systems / J. C. Jensen, D. H. Chang, E. A. Lee // Wireless Communications and Mobile Computing Conference (IWCMC): 7th International conference, Istanbul, 4–8 July 2011: proceedings. – IEEE, 2011. – P. 1666–1671. DOI: 10.1109 IWCMC.2011.5982785. 6. Модельно-ориентированное проектирование программного обеспечения для встраиваемых систем в среде Matlab/Simulink / [Г. К. Топораш, А. В. Мазур, Д. А. Ковальчук, А. А. Пушкин] // Автоматизація технологічних і бізнес-процесів. – 2014. – Т. 17, № 17. – C. 26–29. 7. Практические стратегии для перехода на модельно-ориентированное проектирование встроенных приложений / [Д. Венси, Д. Эрик, К. Ларри, Р. Винод] // Компоненты и технологии. – 2011. – Т. 10, №. 123. – C. 172–180. 8. Arduino Support from MATLAB [Electronic resource]. – Access mode: http://www.mathworks.com/hardware-support/arduinomatlab. html. 9. Al-Busaidi A. M. Development of an educational environment for online control of a biped robot using MATLAB and Arduino / A. M. Al-Busaidi // Mechatronics: 9th France-Japan & 7th Europe-Asia Congress on and Research and Education in Mechatronics (REM), 21–23 Nov. 2012, 13th Int’l Workshop on. – IEEE, 2012. – P. 337–344. DOI: 10.1109/MECATRONICS.2012.6451030. 10. Barber R. Control Practices using Simulink with Arduino as Low Cost Hardware / R. Barber, M. Horra. J. Crespo. // The 10th IFAC Symposium Advances in Control Education, August 28-30, 2013:proceedings. – University of Sheffield, Sheffield, UK, 2013. – P. 250–255. DOI: 10.3182/20130828-3-UK-2039.00061. 11. D’Ausilio A. Arduino: A low-cost multipurpose lab equipment / Alessandro D’Ausilio // Behavior Research Methods. – 2012. – Vol. 44, Issue 2. – P. 305–313. DOI 10.3758/s13428-011-0163-z 12. Online Performance Optimization of a DC Motor Driving a Variable Pitch Propeller / [R. Cohen, D. Miculescu, K. Reilley and other] // arXiv preprint arXiv:1310.0133. – 2013. 13. Bawa D. Fuzzy control based solar tracker using Arduino Uno / D. Bawa, C.Y. Patil // International Journal of Engineering and Innovative Technology (IJEIT). – 2013. – Vol. 2, Issue 12. – P. 179–187.




Bookmark and Share


Адреса редакції журналу:
Редакція журналу «РІУ», Запорізький національний технічний університет, 
вул. Жуковського, 64, м. Запоріжжя, 69063, Україна. 
Телефон: 0 (61) 769-82-96 – редакційно-видавничий відділ
E-mail: rvv@zntu.edu.ua

При повному або частковому використаннi матерiалiв посилання на журнал є обов’язковим.