Модификация модели и создание алгоритма преобразования обобщенных параметров пассивных датчиков

• Автор: Клюев, Алексей Леонидович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ ДВУХПОЛЮСНЫХ ЛЬС ЦЕПЕЙ С ИМПУЛЬСНЫМ ПИТАНИЕМ

1Л Новые модели и алгоритмы преобразования параметров ЛЬС-двухполюсников с импульсным питанием на основе метода обобщенных параметров системной функции

1.2 Обобщенные параметры системной функции измерительной схемы

1.3 Эквивалентные преобразования обобщенных параметров

1.4 Обобщенные параметры частотно-независимых двухполюсников

2. РАСШИРЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРОВ ПАССИВНЫХ ДАТЧИКОВ
2.1 Идентификация пассивных двухполюсников с коротким замыканием между полюсами на постоянном токе
2.2 Определение параметров пассивного г1с-двухполюсника с разрывом цепи на постоянном токе
3. МОДИФИКАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРОВ ПАССИВНЫХ ДАТЧИКОВ НА ОСНОВЕ ЧАСТОТНО-НЕЗАВИСИМЫХ ЦЕПЕЙ
3.1 Виды частотно-независимых двухполюсников и их особенности
3.1.1 Частотно-независимые двухполюсники последовательного типа
3.1.2 Частотно-независимые двухполюсники параллельного типа
3.1.3 Частотно-независимые двухполюсники на основе секций с разнородными реактивными элементами
3.2 Варианты схем преобразования обобщенных параметров ЛЕС датчиков на основе частотно-независимых двухполюсников
4. ЭКСПЕРИМЕНТ А ЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ УСТРОЙСТВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛЬС-ДВУХПОЛЮСНИКОВ
4.1 Примеры экспериментов и вычислений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Актуальность работы. Современное состояние промышленного производства характеризуется внедрением мощных по функциональным возможностям автоматизированных систем сбора, обработки информации и управления процессами. Составной частью автоматических систем и устройств автоматизации технологических процессов являются узлы, осуществляющие получение информации о ходе протекания того или иного процесса, его параметрах, внешних влияющих факторах. Эти данные чаще всего получают с помощью датчиков. В качестве моделей датчиков часто используют пассивные многоэлементные двухполюсники (МДП) с известной структурой RLC типа. На основании значений их параметров делают выводы о состоянии систем различного назначения и оценивают их характеристики. Это обусловливает важность задачи однозначного преобразования неизвестных параметров многоэлементных RLC двухполюсников в электрический сигнал.
Существенный вклад в изучении вопросов, связанных с измерением параметров электрических цепей, внесли Ф.Б. Гриневич, В.Ю. Кнеллер, К.Б. Карандеев, A.B. Светлов, А.И. Мартяшин, А.Д. Нестеренко, А.М. Мелик-Шахназаров, В.М. Шляндин, П.П. Чураков, Г.А. Эпштейн, Л.И. Волгин и др. Разработано значительное количество способов и устройств определения параметров МДП с возбуждением измерительной схемы (ИС) импульсами как в виде скачка напряжения, так и сложной формы, в частности, в работах Г.И. Передельского разработана теория измерителей параметров многоэлементных двухполюсников с питанием импульсами сигнала в виде степенной функции времени.
Применение импульсного питания преобразователя параметров МДП имеет ряд достоинств: свойство раздельного уравновешивания, низкое потребление энергии от источника питающих импульсов, возможности расширения функций. Однако большинство известных алгоритмов преобразования основаны на громоздком математическом аппарате и имеют узкоспециализированный характер.

Более универсальным подходом к построению преобразователей параметров пассивных RLC-двухполюсных цепей является метод обобщенных параметров системной функции измерительной схемы, для возбуждения которой в качестве тестового сигнала применяются импульсы напряжения или тока, имеющие вид степенной функции времени, описанный в работах Иванова В.И., Титова B.C. и др. авторов. Были разработаны теоретические основы применения унифицированных величин, характеризующие электрические параметры МДП, и созданы на их основе универсальные алгоритмы идентификации пассивных двухполюсных электрических цепей с известной схемой замещения, позволяющие увеличивать число контролируемых параметров.
В то же время в указанных выше работах не нашли отражения аспекты разработки моделей и алгоритмов преобразования параметров широкого класса объектов, в схемах замещения которых содержатся индуктивные элементы, замыкающие цепь на постоянном токе, а также емкостные элементы, создающие обрыв цепи для постоянного тока. Кроме того, представляет интерес исследование применения в устройствах преобразования параметров МДП частотно-независимых двухполюсных цепей (ЧНДП) для повышения функциональных возможностей преобразователей, а также модели и способы построения многоэлементных ЧНДП с использованием обобщенных параметров.
Таким образом, расширение функциональных возможностей аппаратных средств параметрической идентификации пассивных многоэлементных датчиков на основе метода обобщенных параметров является актуальной научно-технической задачей.
Целью диссертационной работы является модификация существующих моделей, создание нового алгоритма и аппаратных средств для систем сбора, первичной обработки информации о состоянии технологического процесса и расширение базы объектов измерения.

Представив значение каждого параметра проводимости Ук через У-параметры с меньшими индексами
Преобразование У-параметров в 2-параметры. Формулы представляющие У-параметры через 2-параметры имеют вид, симметричный выражениям для преобразования параметров проводимости через параметры сопротивления:
Выразим значение каждого параметра 2к через 2-параметры с меньшими индексами:
2. г, г,
Гз =-Г0-Т - Г,-2-- Г2-Г
(1.39)