Оптимизация алгоритмов спектрального анализа колебательных процессов на основе генерации эталонного массива их реализаций

Оптимизация алгоритмов спектрального анализа колебательных процессов на основе генерации эталонного массива их реализаций

Автор: Кононов, Дмитрий Юрьевич

Шифр специальности: 05.13.01

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2004

Место защиты: Челябинск

Количество страниц: 180 с. ил.

Артикул: 2742967

Автор: Кононов, Дмитрий Юрьевич

Стоимость: 250 руб.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1 Методика оптимизации алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов.
1.1 Задача оптимизации вычислительных алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов
1.2 Современные вычислительные алгоритмы оценки выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов
1.2.1 Непараметрическис вычислительные алгоритмы оценки выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов.
1.2.1.1 Общая характеристика непарамстричсских вычислительных алгоритмов оценки выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов
1.2.1.2 Алгоритм Уэлча оценки выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов
1.2.2 Параметрические численные алгоритмы оценки выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов
1.2.2.1 Общая характеристика параметрических численных алгоритмов оценки выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов
1.2.2.2 Типовые авторегрессионные вычислительные алгоритмы оценки выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов
1.3 Анализ существующих методик оптимизации алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов.
1.3.1 Обзор исследований, посвященных оптимизации алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов.
1.3.2 Анализ существующих методик оптимизации алгоритмов спектрального анализа колебательных процессов с неопределенными статистическими характеристиками
1.3.3 Особенности оптимизации алгоритмов спектрального анализа колебательных процессов в задачах вибродиагностики механических систем и диагностики сердечнососудистой системы человека
1.4 Методика оптимизации параметров алгоритмов спектрального анализа колебательных процессов на основе генерации эталонного массива их реализаций
1.4.1 Этапы методики оптимизации параметров алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов.
1.4.2 Математические модели колебательных процессов в задачах вибродиагностики механических систем и диагностики сердечнососудистой системы человека.
1.4.3 Способы генерации массива реализаций случайного процесса статистически эквивалентного исследуемому колебательному процессу
1.4.4 Критерии оптимальности и ограничения в задачах оптимизации параметров спектрального анализа колебательных процессов.
1.4.5 Погрешность методики оптимизации параметров алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов.
Выводы.
Глава 2 Оптимизация типовых алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов на основе генерации эталонного массива их реализаций в задачах вибродиагностики механических систем
2.1 Задачи вибродиагностики механических систем.
2.2 Математическая модель виброакустического сигнала
2.3 Типовые алгоритмы спектрального анализа вибросигнапов и характеристики качества их работы.
2.3.1 Диагностика небаланса масс ротора по результатам спектрального анализа виброакустического сигнала.
2.4 Оптимизация параметров алгоритма Уэлча в задаче вибродиагностики небаланса ротора.
2.4.1 Моделирование записей виброакустического сигнала, соответствующего небалансу ротора
2.4.2 Оптимизация параметров алгоритма Уэлча
2.4.2.1 Исследование точности вычисления амплитуды частоты вращения ротора.
2.4.2.2 Исследование точности вычисления амплитуды второй гармоники частоты ротора
2.4.2.3 Исследование точности вычисления отношения амплитуды частоты вращения ротора к амплитуде второй гармоники частоты вращения ротора
2.5 Исследование влияния величины отношения сигналшум на точность алгоритма Уэлча оценки выборочного спектра записей виброакустического сигнала.
2.5.1 Исследование влияния величины отношения сигиалшум на точность вычисления амплитуды частоты вращения ротора
2.5.2 Исследование влияния величины отношения сигналшум на точность вычисления амплитуды второй гармоники частоты вращения ротора.
2.5.3 Исследование влияния величины отношения сигналшум на точность вычисления отношения амплитуды частоты вращения ротора к амплитуде второй гармонике частоты вращения ротора
Выводы
Глава 3 Оптимизация типовых алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов на основе генерации эталонного массива их реализации в задачах диагностики состояния организма человека.
3.1 Диагностика сердечнососудистой системы человека по вариабельности сердечного ритма
3.1.1 Вариабельность сердечного ритма.
3.1.2 Физиологические аспекты феномена вариабельности сердечного ритма
3.1.3 Методы математического анализа записей вариабельности сердечного ритма.
3.1.3.1 Методы анализа записей вариабельности сердечного ритма
в частотной области.
3.1.4 Форма представления записей вариабельности сердечного ритма для оценки спектральной плотности мощности.
3.2 Оптимизация параметров типовых вычислительных алгоритмов спектрального анализа к задаче диагностики состояния организма человека по вариабельности сердечного ритма
3.2.1.Моделирование записей вариабельности сердечного ритма на ЭВМ.
3.2.1.1 Математические модели феномена вариабельности
сердечного ритма
3.2.1.2 Математическая модель записей вариабельности
сердечного ритма в виде массива реализаций случайного процесса статистически эквивалентного записям вариабельности сердечного ритма.
3.2.1.3 Цифровое моделирование записей вариабельности
сердечного ритма.
3.2.1.4 Моделирование типовых спектральных плотностей
мощности записей вариабельности сердечного ритма
3.2.2 Оптимизация параметров вычислительного алгоритма Уэлча
3.2.2.1 Исследование точности вычисления мощности составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах
3.2.2.2 Исследование точности вычисления мощности НЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах
3.2.2.3 Исследование точности вычисления мощности ВЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах
3.2.2.4 Исследование точности вычисления отношения мощностей НЧВЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма
3.2.3 Оптимизация параметров авторегрессионных вычислительных алгоритмов спектрального анализа.
3.2.3.1 Исследование точности вычисления мощности ОИЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах
3.2.3.2 Исследование точности вычисления мощности НЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах
3.2.3.3 Исследование точности вычисления мощности ВЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах
3.2.3.4 Исследование точности вычисления отношения мощностей НЧВЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма
3.3 Исследование влияния непроизвольных глотательных движений па точность типовых вычислительных алгоритмов оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма
3.3.1 Математическое моделирование нерегулярных волн, связанных с непроизвольными глотательными движениями, на эталонных записях вариабельности сердечного ритма генерируемых на ЭВМ
3.3.2 Исследование влияния нерегулярных волн на точность
вычисления мощности ОНЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах.
3.3.3 Исследование влияния нерегулярных волн на точность
вычисления мощности НЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах.
3.3.4 Исследование влияния нерегулярных волн на точность
вычисления мощности ВЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма в нормированных единицах.
3.3.5 Исследование влияния нерегулярных воли на точность
вычисления отношения мощностей НЧВЧ составляющих оценки спектральной плотности мощности записей вариабельности сердечного ритма.
Выводы.
Заключение
Приложения
Список сокращении и обозначений.
Список литературы


Поэтому актуальной и важной является задача разработки специальной методики оптимизации алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов с учетом особенностей, присущих этим записям, и в условиях невозможности получения больших массивов однородных данных регистрации. Наряду с вышеизложенным актуальной является задача исследования влияния нерегулярных волн артефактов и соотношения сигналшум на точность используемых на практике алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов , . Кроме того, практику необходима четкая методика оптимизации алгоритмов спектрального анализа, которую можно легко адаптировать к конкретному практическому приложению. При этом критерии оптимизации должны быть легко интерпретируемы и прозрачны. Целью диссертационной работы является разработка методики оптимизации алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов автоматизированных комплексов диагностики сложных систем в условиях невозможности получения больших массивов однородных записей экспериментальных данных и в условиях априорной неопределенности относительно их статистической структуры. Разработана методика оптимального выбора параметров алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов в условиях невозможности получения больших массивов однородных экспериментальных записей и в условиях априорной неопределенности относительно их статистической структуры на основе генерации массива реализаций случайного процесса, статистически эквивалентного экспериментальным данным. Разработана математическая модель экспериментальных записей колебательных процессов в виде суммы нескольких узкополосных гауссовских случайных процессов, сосредоточенных на характерных частотах, позволяющая генерировать массивы однородных реализаций случайного процесса, статистически эквивалентных экспериментальным данным. Разработана методика цифрового моделирования экспериментальных записей колебательных процессов на основе разработанной математической модели. Исследован вклад нерегулярных волн артефактов на экспериментальных записях колебательных процессов в ошибку вычисления выборочного спектра экспериментальных данных типовыми вычислительными алгоритмами спектрального анализа в автоматизированных комплексах вибродиагностики механических систем и программноаппаратных комплексах диагностики состояния организма человека по вариабельности сердечного ритма. Методы исследования. Теоретические исследования и моделирование на ЭВМ базируются на использовании методов системного анализа, теории случайных процессов, методов статистического анализа случайных процессов, теории сигналов. Научная значимость работы состоит в разработке методики оптимизации алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов в условиях невозможности получения больших массивов однородных экспериментальных записей и в условиях априорной неопределенности относительно их статистической структуры на основе генерации массива реализаций случайного процесса, статистически эквивалентного экспериментальным данным. В разработке математической модели экспериментальных записей колебательных процессов сложных систем в виде суммы нескольких узкополосных гауссовских случайных процессов, сосредоточенных на характерных частотах, со статистически эквивалентными экспериментальным записям структурой и характеристиками. В исследовании степени влияния нерегулярных волн артефактов, а также величины соотношения сигналшум на точность оценок выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов в задаче вибродиагностики механических систем и в задаче диагностики состояния организма человека. Практическая значимость работы состоит в разработке рекомендаций по выбору оптимальных параметров алгоритмов спектрального анализа экспериментальных записей колебательных процессов, используемых в автоматизированных комплексах вибродиагностики механических систем, а также в программноаппаратных комплексах мониторинга состояния сердечнососудистой системы человека, для минимизации ошибок вычисления основных числовых показателей выборочного спектра экспериментальных записей колебательных процессов.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.261, запросов: 244