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主動並行控制（Active parallel control）是指通過充分發揮控制的主動性和潛力，協調和解決所產生的矛盾的當多個用戶同時對資料庫進行查詢、更新等操作時，為保證這些並行操作的正確執行和保持資料庫的完整所實施的控制。

基本介紹

中文名：主動並行控制
外文名：Active parallel control
涉及學科：信息科學
特點：主動和並行
目的：保持資料庫的完整所實施
通過：通過充分發揮控制的主動性和潛力

主動控制,定義,主動控制技術的發展,並行控制,分布資料庫的一致性,主動並行控制技術的主要功能,主動並行控制方法,純軟體方法,軟、硬體結合的方法,步迸電動機開環變速控制,

主動控制

從20世紀70年代開始，在飛機設計中採用一種新的技術——主動控制技術ACT。按這種思想設計飛機的過程，也就是在飛機設計的初始階段，根據對飛機的性能要求，綜合考慮飛行控制、氣動力、結構和發動機的設計和選型，並通過充分發揮飛機控制的主動性和潛力，協調和解決所產生的矛盾，使飛機具有最佳性能；於是，飛機控制在飛機的總體設計中，由原來的被動作用轉變為主動作用，因而被人們稱為主動控制技術。

定義

從飛機的設計角度來說，主動控制技術就是在飛機設計的初始階段，考慮飛行控制系統對飛機總體設計的影響，充分發揮飛行控制潛力的一種飛機設計技術。

從飛行控制角度來說，主動控制技術就是在各種飛行狀態下，通過飛行控制系統使作用在飛機上的氣動力按照需要變化，從而使飛機性能達到最佳，並使成本、使用費用降低的一種飛行控制設計技術。

過去把這種飛機設計技術稱為隨控布局CCV。目前，廣泛採用的說法是主動控制技術，而隨控布局僅是主動控制技術在飛機設計中的具體套用。

主動控制技術的發展

主動控制技術是20世紀60年代中期首先在美國發展的一種飛機設計技術。60年代中期，美國空軍的戰略思想發生了重要變化，從原來的“要飛彈不要飛機”，變為要發展機動性好的“空中優勢”戰鬥機，並且認為要使戰鬥機的機動性有更大的改善，最有希望的突破口就是主動控制技術。此外，從50年代後期開始，現代控制理論和計算機技術的迅速發展也為主動控制技術發展奠定了基礎。在那些年代，空氣動力學發展也很快，出現了許多新的飛機氣動布局方案，經過試驗，對這些新布局飛機特性也有了深入的了解，從而為主動控制技術在飛機設計中的套用創造了條件。

在上述需求和技術條件的基礎上，從20世紀70年代開始，世界很多航空工業已開發國家都相繼開展了主動控制技術的驗證工作。美國在發展主動控制技術方面一直處於領先地位。

我國從1978年秋成立主動控制規劃組以來，在有關研究所、工廠和學校的合作下，不僅對ACT進行了理論方法的研究，而且完成了驗證機的試飛驗證，取得了可喜的成果。

並行控制

在計算機網路中，由於有多個主機，因此，可以運行更多的用戶進程。然而這些進程可能為一共享資源而競爭。為了解決這種競爭就必須首先對發出占用此資源請求的進程進行排隊。根據排隊依次共享該資源。

當多個用戶同時對資料庫進行查詢、更新等操作時，為保證這些並行操作的正確執行和保持資料庫的完整所實施的控制。

在計算機網路中，由於有多個主機，因此，可以運行更多的用戶進程。然而這些進程可能為一共享資源而競爭。為了解決這種競爭就必須首先對發出占用此資源請求的進程進行排隊。根據排隊依次共享該資源。這就需要套用並行控制的辦法。

其次，為了在網路上實現並行控制，就必須使網路上參與實現某一功能的所有進程皆能獲得與該功能相關的一致的系統狀態。並且不必訪問一個全網唯一的集中系統資料庫。所有描述全網系統狀態的信息均被保存在一個分散式系統資料庫中，並且由所有參加實現系統功能的進程通過相互通訊來使全網系統的狀態保持一致。

系統資料庫可以是完全被分割的。也就是說，分布在各個主機上的資料庫都只是系統資料庫的一部分。並且相互之間都不相同。

系統資料庫也可以多拷貝的形式分布在多個主機上。

此外，還可以以部分多拷貝方式分布在多個主機上。也就是說，每一主機上的資料庫都是系統資料庫的一部分，但這些部分之間有相重複的部分。

分布資料庫的一致性

要實現主動並行控制，就必須保持系統資料庫多拷貝部分的一致性。因為只有這樣才能使網路上各個進程通過系統數據庠所觀察到的狀態是一致的，也才談得上實現各相關進程之間的同步運行。

所渭分布資料庫的一致性，實際上包含有兩方面的含義義。一是多拷貝之間的相互一致性，二是每一個資料庫拷貝內部的一致性。

所謂相互一致性就是說，這些多拷貝相互之間是相同的，但是，應當指出的是：在網路上，由於通訊的延遲，因而要求每一時刻都能使這些多拷貝保持一致是很困難的。比較合理的要求是。在適當的訪問資料庫操作完成後，多個資料庫多拷貝之間應當保持一致。

分布資料庫的內部一致性本身又有兩個方面的含義。

保持語義完整性的一致性。由於資料庫所反映的是客觀世界的某些事物。因此；數據席內部的數據之間常常存在著反映這些事物的關係(例如，在航空預約系統的數據麾庫中，每一航班的已訂機票數，未預定的機票數，及該航班的總座位數之間的關係是：該航班的總坐位數=已訂票數+未定的機票數)，這就是所謂數據的語義完整性。
因此，在資料庫上所進行的操作應當不要破壞這種語義的完整性。否則便不反映客觀實際情況。但是，要判斷那一種操作是否能保持語義的完整性，顯然與具體的套用有關。
在事務處理的調度中保持內部一致性。一個原子事務顯然可以保證資料庫內部的一致佳。這是因為原子事務就意味要么完全不執行這個事務，要么執行完這個事務，因此它不會破壞資料庫內部的一致性。但是，如果有多個事務在多個主機上都要對此資料庫進行庫操作，採用完全串列調度固然可以保證資料庫內部的一致性。但這會大大降低分布系統的效率。為了提高效率可以讓多個並行事務相互穿插進行以便在效果上相當子多個原子事務串列執行。
因此也就可以既保證多個事務並行運行，又保證了資料庫內部的一致性。可是，怎樣實行這種可串列化的多事務調度呢？應當謹慎行事，因為，如果調度不當，把讀在前和寫在後的操作順序改成為寫在前和讀後的順序，那就會造成資料庫內部的不一致。

主動並行控制技術的主要功能

目前，在飛機上可實現的主動控制技術功能主要包括以下各項：

放寬靜穩定性RSS、邊限控制BC、直接力控制DFC、陣風載荷減緩GLA、乘座品質控制RQC、機動載荷控制MLC、顫振模態控制FMC。

按照主動控制技術設計的飛機，通常都具有以下特點：

這種飛機是放寬靜穩定的或本身就是靜不穩定的，需要通過控制增穩實現人工穩定和保證飛機具有期望的飛行品質。

電傳操縱系統是實現各種主動控制功能的物質基礎。

從氣動布局來講，主動控制飛機均採用多個操縱面，除三個常規的主操縱面外，通常還使用一些輔助操縱面。

主動控制飛機的駕駛艙布局和儀表顯示也與普通飛機不同。

主動並行控制方法

在主動並行控制中，單片機用數條輸出口線直接去控制步進電動機各相繞組的驅動線路。很顯然，電機功率接口中不包含環形分配器，環形分配器的功能必須由單片機來完成。而單片機實現脈衝分配器的功能又有兩種方法，一種是純軟體方法，即全部用軟體來實現相序配，直接輸出各相導通或截止的信號。另一種方法是軟體與硬體結合的方法，下面分別以電視機為例予以介紹。

純軟體方法

在這種方法中，單片機輸出口直接與功率接口耦合，環形分配器的功能全部由軟體來完成。如圖是其示意圖。8031的P1.0～P1.4 五條輸出線輸出相應的電機狀態：AB—ABC—BC—BCD—DC—CDE—DE—DEA—EA—EAB—AB，這稱為五相十拍運行狀態。這種純軟體方法，需要在記憶體ROM區域開闢一個存儲空間來存放這10種輸出狀態。

系統軟體按照電機正、反轉的要求，按正、反順序依次將狀態表的內容取出來並送至8031的輸出口。

例如，在程式存儲器OFFOH開始用lO個位元組存儲五相反應式步進電動機的五相十拍工作狀態表，並設低電平導通，高電平截止，則存儲狀態表的地址內容如表。

採用上述程式實現反轉，可省去狀態表中地址為0FFAH一1003H的部分，而且可以採用同一個計數器指針R0，在正轉任意步後接著反轉時，用不著為了避免亂步而調整指針的位置。

用純軟體方法代替脈衝分配器是比較靈活的。例如要求用8031的P1口輸出A、B、C、D四相脈衝，以控制四相混合式步進電機，則可採用更簡單的方法如下：

假定門口線為低電平時繞組通電，並用Pl口的P1.1、P1.3、P1.5、P1.7分別驅動A、B、C、D四相功率接口，則四相八拍的工作狀態可安排。

軟、硬體結合的方法

軟、硬體結合的方法可進一步減少單片機的工作時間占用，更有利於實現多台步進電動機的聯動控制。如圖是兩台步進電動機聯動控制系統的示意圖。在這種方法中，8031以P1.0~P1.3四條數據線接到多個EPROM的低四位地址線上，可選通每個EPROM的16個地址，也即16種狀態。EPROM的低位數據輸出線作為步進電動機A、B、C,D各相的控制線。EPROM作為一種解碼器，解碼器的輸人輸出關係可以設計得更加有利於微機控制。例如如下對應關係：

這種方法只需對計數器進行加1操作，然後送Pl口；環形分配器的功能不用主機負擔，不再需要串列控制中的延時，軟體開消減少。

Pl口的高位線，按線選法，選擇不同的EPROM，也即選擇不同的步進電動機。P1口高四位，最多可線選四台步進電動機聯動控制。分別選通1#和2#EPROM及相應的步進電動機。

步迸電動機開環變速控制

控制步進電動機的轉速，實際上就是控制轉換電機通電狀態的時間長短。有兩種基本方法，一種是軟體延時，另一種是定時器定時。

1．軟體延時方法

這種方法在每次轉換電機通電狀態(簡稱換向)後，調用一個延時子程式，待延時結束後，再次執行轉換狀態子程式。如此反覆使電機按某一確定轉速運轉。執行下面程式將控制電機正向連續旋轉。

2．定時器延時的方法

不同的單片機有不同數量的片載定時器/計數器。利用其中某個定時器，載入和溢出產生中斷信號，終止主程式的執行，轉向執行定時器中斷服務程式，來產生硬體延時的效果。若將電機換相子程式放在定時器中斷服務程式：之中，則定時器每中斷一次，電機就換相一次，從而實現對電機的速度控制。

主動並行控制