Исследование достоверности результатов метрологического анализа информационно-измерительных систем с использованием имитационного моделирования

• Автор: Иванов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
1 Л. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
1.2.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПОДХОДОВ К ПОСТРОЕНИЮ СИСТЕМЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

1.2.1. ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ

1.2.2. ТЕОРИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ В ИЗМЕРЕНИЯХ

1.2.3. «МЯГКИЕ» ИЗМЕРЕНИЯ. ВЗГЛЯД НА ПОГРЕШНОСТЬ КАК НА НЕЧЕТКУЮ ПЕРЕМЕННУЮ

1.3. ПРОГРАММ! 1ЫЕ СРЕДСТВА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛПРОВА! II1Я

1.3.1. ПАКЕТЫ «БЛОЧНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ»

1.3.1.1. ПРИКЛАДНЫЕ ПАКЕТЫ ВИРТУАЛЬНОГО ПРОЕК ТИРОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ

1.3.1.2. ПРИКЛАДНОЙ ПАКЕТ MATLAB SIMULINK

1.3.2. ПАКЕТЫ «ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ»
1.3.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ НА C/C++, VISUAL BASIC И DELPHI
2. ОЦЕНИВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ С ПОМОЩЬЮ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
2.2.ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВА АПРИОРНЫХ ЗНАНИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО AI ІАЛИЗА
2.2.1. МОДЕЛЬ ВХОДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
2.2.2. МОДЕЛЬ УСЛОВИЙ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕ1ITA
2.2.3. МОДЕЛЬ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
2.2.4. МОДЕЛИ ДАТЧИКОВ И НОРМАЛИЗАТОРОВ
2.3.ЭТАП ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВИРТУАЛЬНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
2.4. ЭТАП ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.5. ХАРАКТЕРИСТИКА СФОРМИРОВАННОГО АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОВЕДЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3. ОЦЕНИВАНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА С ПОМОЩЬЮ ИМИТАЦИОННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОШИБКИ НЕАДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛЕЙ НА РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
3.1.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОШИБКИ ИЗ-ЗА КОНЕЧНОСТИ ОБЪЕМА ВЫБОРОЧНЫХ ДАННЫХ НА РЕЗУЛЬТАТЫ
МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
3.1.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОШИБКИ ИЗ-ЗА НЕИДЕЛЛЬНОСТИ АЛГОРИТМА ВЫЧИСЛЕНИЙ ПА РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
3.2.ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ НЕОБХОДИМОГО СОСТАВА АПРИОРНЫХ ЗНАНИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
3.3. МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛЕЙ!
СОСТАВЛЯЮЩИХ АПРИОРНЫХ ЗНАНИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.3.1. ЭТАП ИССЛЕДОВАНИЯ НЕАДЕКВАТНОСТИ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МОДЕЛЕЙ
3.3.2. УЧЕТ КОНЕЧНОСТИ ОБЪЕМА ВЫБОРОЧНЫХ ДАННЫХ В ПРОЦЕДУРАХ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.3.3. УЧЕТ НЕИДЕАЛЬНОСТИ АЛГОРИТМА ВЫЧИСЛЕНИЙ В ПРОЦЕДУРАХ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.3.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ МЕТОДИКИ
4. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА С ПОМОЩЬЮ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1.ВЫБОР ПРИНЯТОЙ В ИССЛЕДОВАНИИ МОДЕЛИ НА МНОЖЕСТВЕ АДЕКВАТНЫХ МОДЕЛЕЙ СОСТАВЛЯЮЩИХ АПРИОРНЫХ ЗНАНИЙ
МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
4.2.ОПТИМИЗАЦИЯ НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА МАШИННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С УЧЕТОМ СМЕЩЕНИЯ ОТ НУЛЕВОГО ЗНАЧЕНИЯ
ВНОСИМОЙ ОШИБКИ
4.3.ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ НАСТРОЙКИ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛЕЙ СОСТАВЛЯЮЩИХ АПРИОРНЫХ ЗНАНИЙ
МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
4.3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
4.3.2. АРХИТЕКТУРА ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ
4.3.2.1. ГЛАВНОЕ МЕНЮ ПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЫ
4.3.2.2. ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ВЫБОРА МОДЕЛИ ПО КРИТЕРИЮ «МИНИМАКСА»
4.3.2.3. ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ
ОПТИМАЛЬНОГО ОБЪЕМА ВЫБОРКИ
4.3.3. БАЗОВЫЙ ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ПРОВЕДЕ11ИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.3.4. ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОШИБКИ ИЗ-ЗА КОНЕЧНОСТИ ОБЪЕМА ВЫБОРКИ
4.3.5. ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
РЕАЛИЗОВАННОГО АЛГОРИТМА ВЫЧИСЛЕНИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

• реализуемости: модель должна допускать реализацию на современных и перспективных ЗВМ, быть пригодной для оперативного использования с наглядной регистрацией результатов машинных экспериментов для последующего принятия решений, хорошо приспосабливающейся к изменяющимся критериям, ограничениям и внешним условиям.
Использование ИМ при проведении МЛ предложено примерно 20 лет тому назад [20], [61], [87]. Процедуру МА на основе ИМ можно представить следующей последовательностью отображений:
где уим } ~ входное воздействие; Л//д/у - истинное значение измеряемой величины при ИМ; Л//д/,• - результат измерения при ИМ, который был бы получен при
.» „ к, * «*
идеальной реализации принятой процедуры измерении; Д//д/лу - оценка методической погрешности при ИМ; 0/*/Л/[дД*| - оценка ВХ погрешности результата измерения при ИМ; #|д*/д/Лу] - оператор реализуемого исходного преобразования.
Методическая погрешность Д*//д/Л/ получается как разность между Л//д/у и Л//д/ уИз (2.1) следует, что МЛ с использованием ИМ состоит из двух этапов;
• этапа ИМ, на котором воспроизводятся требуемое входное воздействие и исследуемая измерительная процедура;
• этапа обработки результатов ИМ, иа котором формируется массив оценок

методической погрешности |Д//д/Лу] ( и на выходе определяется оценка ВХ
погрешности результатов измерения.
Следует отметить, что объектом МА при использовании ИМ также как в расчетном МЛ являются методические погрешности результатов измерений и ВИЦ, но в отличие от результатов оценивания характеристик погрешностей расчетным