Динамические стохастические модели в системах оценивания вектора состояния групповых эталонов

• Автор: Ипполитов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 204 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Групповые эталоны времени и частоты как недоопределённые системы
1.1. Структура, принцип действия и основные задачи группового эталона времени и частоты. Вторичный эталон ВЭТ
1.2. Измерения, выполняемые в эталоне времени и частоты
1.3. Эталоны времени и частоты как недоопределённые системы
1.4. Выводы
Глава 2. Использование динамических стохастических моделей и численных методов в задачах оценивания вектора состояния групповых эталонов
2.1. Модели динамических систем. Задача оценивание состояния
2.2. Использование прогнозирующих моделей при оценивании вектора состояния динамических объектов
2.3. Модели авторегрессии - скользящего среднего (АРСС). Построение моделей АРСС по результатам косвенных измерений
2.4. Оценивание вектора состояния группового эталона с использованием моделей АРСС как процедура субоптимальной фильтрации
2.5. Оценивание вектора состояния группового эталона с учётом детерминированных трендов
2.6. Выводы
Г лава 3. Программный комплекс оценивания вектора состояния групповых эталонов по результатам взаимных измерений
3.1. Архитектура приложения и применяемые технологии
3.2. Структура специализированной системы моделирования
3.3. Алгоритм и особенности его программной реализации
3.4. Результаты разработки программного комплекса
3.5. Выводы
Глава 4. Экспериментальная проверка алгоритма в режиме моделирования и при работе с реальными данными эталона ВЭТ
4.1. Моделирование процесса оценивания линейных трендов
4.2. Моделирование процесса структурной идентификации моделей АРСС в системах с неполной матрицей наблюдений
4.3. Моделирование процесса параметрической идентификации моделей и оценивания вектора состояния эталона
4.4. Удаление трендов из реальных рядов наблюдений
4.5. Структурная идентификация моделей водородных генераторов частоты по реальным данным
4.6. Оценивание вектора состояния эталона времени и частоты
4.7. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Актуальность темы. Эффективное функционирование и дальнейшее развитие важнейших отраслей экономики государства, а также его оборонной сферы невозможно без обеспечения единства измерений различных физических величин. Одними из наиболее значимых физических единиц являются единицы времени и частоты. Потребность в повышении стабильности их хранения связана с техническими объектами, нуждающимися в точных измерениях интервалов времени, либо в точной синхронизации процессов. К их числу относится, например, глобальная навигационная система ГЛОНАСС, системы связи, средства радиоастрономии, распределённые вычислительные системы и измерительные комплексы [38, 52, 42, 68].
В целях обеспечения единства время-частотных измерений на территории РФ действует Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ РФ). Деятельность Службы опирается на её эталонную базу, включающую в себя Государственный эталон времени и частоты (ГЭВЧ), а также сеть вторичных эталонов. Эталоны времени относятся к классу групповых эталонов.
Достигнутая при сложившемся уровне развития науки и техники точность воспроизведения единиц времени и частоты является наивысшей по сравнению с прочими физическими величинами. Государственный первичный эталон ГЭТ 1-2012 в настоящее время обеспечивает воспроизведение указанных величин с относительной неисключённой систематической погрешностью, не превышающей 5 -10 16. Несмотря на это, сохраняется обусловленная техническим прогрессом необходимость дальнейшего повышения точности хранения и воспроизведения единиц времени и частоты, доведения их до конечного потребителя.
Решение актуальной научно-технической задачи повышения точности эталонов времени может быть достигнуто как созданием новых аппаратных средств, так и совершенствованием математического обеспечения

Глава 2. Использование динамических стохастических моделей и численных методов в задачах оценивания вектора состояния групповых
эталонов
2.1. Модели динамических систем. Задача оценивание состояния
Математическая модель является научно обоснованной схематизацией действительного поведения объекта (системы) в форме, которая даёт возможность производить вычисления, необходимые для достижения поставленной цели исследования, проводимого в отношении этого объекта [10]. Исследование динамических систем может быть сведено к изучению их математических моделей.
Под системой принято понимать множество элементов, объединённое в единое целое совокупностью взаимосвязей. Система выделяется из окружающей её действительности в соответствии с некоторой определённой целью, либо создаётся (конструируется) из отдельных элементов для достижения той или иной цели. Суммарная эффективность системы (например, группового эталона) в смысле цели её существования превосходит эффективность простой суммы её элементов (отдельных хранителей).
Система обладает некоторым набором входов (входных величин) и выходов (выходных значений). Под состоянием системы в математическом смысле понимается значение вектора параметров, с помощью которого устанавливается функциональное соответствие между входом и выходом системы. Система, в которой однозначно определено понятие состояния как совокупность значений некоторых величин в данный момент времени и задан закон, который описывает изменение начального состояния с течением времени, называется динамической системой. Этот закон позволяет по начальному состоянию прогнозировать будущее состояние динамической системы.