Автоматизированная система научных исследований (АСНИ) — программно-аппаратный комплекс на базе средств вычислительной техники, предназначенный для автоматизации научных экспериментов, комплексных испытаний образцов новой техники, математического моделирования исследуемых объектов, явлений и процессов, изучение которых традиционными средствами затруднено или невозможно.
Основные функции и подсистемы АСНИ:
- формирование математических моделей в виде систем уравнений, формульных зависимостей, графиков, таблиц и т. п.;
- моделирование — решение (исследование) математических моделей;
- дистанционный доступ и управление оборудованием при проведении экспериментов;
- обработка результатов моделирования и/или результатов физических экспериментов.
Для математического моделирования в АСНИ широко используют программное обеспечение систем СAE и математические пакеты типа Matlab, MathCAD, Maple, Mathematica, Statistica и др.
Так, в пакете Matlab реализованы методы решения дифференциальных и дифференциально-алгебраических уравнений, различные операции линейной алгебры, математической статистики, методы оптимизации, набор специальных функций, в том числе для визуализации результатов решения. Для программирования в среде Matlab предлагается простой в использовании язык.
В пакете MathCAD имеются текстовый редактор для ввода и редактирования текста и формул, вычислительный процессор для выполнения вычислений, символьный процессор, производящий символьные преобразования, средства для визуализации и вывода результатов в текстовой или графической форме
Важную роль в АСНИ играют системы управления экспериментами. Одной из наиболее известных систем этого типа является LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) компании National Instruments. LabVIEW — это инструментальная среда разработки и выполнения программ, имитирующих функции и работу реальных приборов и устройств. Система по функциональности близка к SCADA системам, в то же время в системе имеются средства моделирования. Система LabVIEW используется для сбора, обработки и визуализации данных, для управления (в том числе дистанционного) техническими объектами и технологическими процессами.
Работа в системе LabVIEW возможна в режиме реального времени. Наличие датчиков, аналогово-цифровых преобразователей позволяет имитировать функции многих измерительных приборов, результаты измерений обрабатываются программными средствами LabVIEW. В системе используется удобный язык графического программирования, в частности, имеются средства для имитации панелей и шкал реальных приборов. Поэтому работа пользователя в системе LabVIEW похожа на работу с реальным измерительным оборудованием. Исходное описание задачи на языке LabVIEW обычно представляет собой блок-сему, которая автоматически переводится в машинный код. Подключение внешнего оборудования выполняется с помощью известных протоколов RS-232, TCP/IP и др.