Модуль обработки экспериментальных тепловых характеристик станков в режиме реального времени с применением производных высокого порядка

Abstract

В статье представлен разработанный на языке программирования высокого уровня модуль обработки экспериментальных тепловых характеристик станков в режиме реального времени с применением производных высокого порядка. Данный модуль является частью автоматизированной системы тепловых испытаний и диагностики теплового состояния станков. Модуль оснащён графическим пользовательским интерфейсом, работает в режиме реального времени, позволяет не только выполнять процедуры сглаживания экспериментальных тепловых характеристик, но и определять их прогнозные значения. Строить кривые скорости, ускорения и резкости изменения температуры во времени. В разработанном программном модуле реализован новый алгоритм, основанный на методе Горнера. Практика разработки алгоритмического обеспечения показала, что выбранный метод очень удобен для машинной реализации и эффективен, благодаря отсутствию операции деления на каждом вычислительном шаге. Экспериментально было подтверждено, что суммарные затраты на выполнение расчётов значений производных высокого порядка от полинома произвольной степени с применением метода Горнера по описанному алгоритму вполне приемлемы для вычислений в режиме реального времени на стандартном персональном компьютере. С помощью разработанного алгоритмам могут обрабатываться как данные температуры, так и данные температурных перемещений рабочих органов станка. Кроме того, данный алгоритм позволяет вычислить значение аппроксимирующего полинома и одновременно получить значения всех его производных в заданной точке. Это позволило решить проблему «сдвига во времени на шаг» положения характерных точек.