Синтез измерительных устройств и систем с итерационной коррекцией погрешностей

• Автор: Шекиханов, Айдын Махмудович
• Шифр специальности: 05.11.16, 05.11.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Баку
• Количество страниц: 229 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ II

ГЛАВА I. АНАЛОГОЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИТЕРАЦИОННЫЙ ПОДХОД

1.1. Алгоритм последовательного уравновешивающего преобразования

1.1.1. Метод постоянного шага

1.1.2. Метод деления отрезка

1.2. Параллельный способ измерения

1.3. Алгоритм параллельнопоследовательного уравновешивающего преобразования

1.3.1. Стационарные алгоритмы

1.3.2. Нестационарные алгоритмы

1.4. Уравновешивающее преобразование предельная разновидность
1.5. Условия сходимости алгоритмов
1.6. Алгоритмы взвешивающего кодирования
1.7. Стохастические алгоритмы измерения
1.7.1. Стохастическое уравновешивание
1.7.2. Стохастическое взвешивающее кодирование .
1.8. Классификация алгоритмов аналогоцифрового преобразования
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. ИТЕРАЦИОННАЯ КОРРЕКЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Постановка задачи
2.2. Метод постоянного шага
2.3. Метод секущих 5
2.4. Метод секущих с закрепленным концом
2.5. Метод парабол
2.6. Стохастические алгоритмы итерационной
коррекции погрешностей
2.7. Условия сходимости алгоритмов итерационной
коррекции погрешностей измерений
2.8. Индекс эффективности алгоритмов итерационной коррекции погрешностей
2.8.1. Метод постоянного шага
2.8.2. Метод секущих
2.8.2.1. Медленнодействующие АЦП
2.8.2.2. АЦП среднего быстродействия
2.8.2.3. Быстродействующие АЦП
2.8.3. Метод парабол
2.8.3.1. Медленнодействующие АЦП
2.8.3.2. АЦП среднего быстродействия
2.8.3.3. Быстродействующие АЦП
2.9. Комбинированные смешанные алгоритмы итерационной коррекции погрешностей измерений .
2 Связь задачи итерационной коррекции погрешностей измерений с задачами оптимизации .
2 Классификация алгоритмов итерационной
коррекции погрешностей измерений
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ИТЕРАЦИОННЫЕ АНАЛОГОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ
3.1. Постановка задачи
3.2. Анализ статических погрешностей итерационного преобразователя
3.3. Итерационные аналоговые преобразователи среднеквадратических значений Ю
3.4. Итерационные аналоговые преобразователи средних, средневыпрямленных и амплитудных значений НО
3.5. Итерационные аналоговые преобразователи средней модности переменных сигналов НЗ
3.6. Многофункциональные итерационные аналоговые измерительные преобразователи П
3.7. Итерационные аналоговые измерительные преобразователи с адаптацией ПО
3.8. Классификация алгоритмов итерационного преобразования параметров переменных сигналов
в постоянный сигнал
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИТЕРАЦИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ И СИСТЕМ НА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ОСНОВЕ
4.1. Многоканальная аналогоцифровая система
сбора данных
4.2. Сопряжение микропроцессора с внешними
устройствами
4.2.1. Использование команд вводавывода
4.2.2. Использование команд обращения к ОЗУ
4.3. Программирование системы
4.3.1. Подпрограмма i
4.4. Многоканальная итерационная измерительная система обработки переменных сигналов произвольной формы
ВЫВОДЫ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Методику количественного анализа эффективности конкурирующих алгоритмов итерационной коррекции погрешностей. Метод итерационного измерения функционалов переменных сигналов произвольной формы, в том числе - измерение р -норм сигналов. Структуру итерационной измерительной системы аналого-цифровой обработки переменных сигналов. Х) - характеристика функционального преобразователя [(. Ту - время, затрачиваемое процессором на каждой итерации на вычисление шага / (п. ГЛАВА I. Необходимость такого рассмотрения возникает также и потому, что этап аналого-цифрового преобразования - это этап, на котором зарождаются и распространяются погрешности отдельных измерительных операций. В силу этого следует ожидать, что анализ существенных особенностей различных измерительных процедур будет способствовать выявлению наиболее целесообразных путей решения основной задачи - итерационной коррекции погрешностей измерений. В настоящей работе для описания алгоритмов функционирования различных разновидностей АЦП впервые использован метод итераций, на основе которого синтезированы обобщенные алгоритмы уравновешивающего преобразования и взвешивающего кодирования. Выявлена также связь задачи аналого-цифрового преобразования с задачей итерационной коррекции погрешностей измерений. Перейдем к постановке задачи цифрового измерения. С целью достижения наибольшей степени общности, не будем ограничиваться лишь линейным случаем, а рассмотрим более общую ситуацию - задачу функционального аналого-цифрового преобразования. Распределим В диапазоне измеряемой величины Х„€[Хтт г^тах] некоторый набор возрастающих по значению мер, каждой из которых присвоен свой порядковый номер (код) (рис. Этот код, очевидно может быть однозначно связан со значением соответствующей меры, некоторой монотонной зависимостью х=У(2) . У>(2 )-Х*=0 (1. Процесс аналого-цифрового преобразования является, таким образом, процессом отыскания решения уравнения (1. Назовем уравнение (1. Для решения уравнения измерения (1. С этой целью выберем произвольно некоторую точку и сравним значение функции У(н) в этой точке со значением измеряемой величины X* (рис. Ч>(2п)-Х*]>0 . Рис, 1. К постановке задачи аналого-цифрового преобразования. Рис. Геометрическая интерпретация процесса аналого-цифрового преобразования. На рисунке 1. АЦП, реализующего итерационный алгоритм (1. Такие АЦП, как известно, носят название АЦП уравновешивающего преобразования. Существенно подчеркнуть, что отличие одного алгоритма измерения от другого состоит лишь в правиле выбора шага %(П) на каждой итерации. Ниже рассмотрены некоторые наиболее важные разновидности итерационного алгоритма (1. Если в алгоритме измерения (1. В цифровой измерительной технике метод постоянного шага известен как метод единичных приращений. При этом у= 1 , а функции сумматора и регистра совмещены в счетчике [3,] . БР(") - с помощью схемы сравнения (компаратора). Рис. Структурная схема АЦП последовательного уравновешивающего преобразования. Очевидно, скорость определения 2# можно увеличить, если, находясь вдали от 2* , двигаться крупными шагами, а по мере приближения к 2+ длину шага уменьшать. Реализация этого положения приводит к "методу деления отрезка", суть которого состоит в следувдем. Выберем в алгоритме (1. Ч’(4)-Х, . Вудем проводить итерации до изменения знака ) на противоположный (всего итераций). V' . К". Г^^5<][ч’Яп. Х+] • (1. Полученный алгоритм измерения и есть "метод деления отрезка" на "К". Ък”~ + Ч,к'] (1. X-)) ІЧ. Из выражения (1. К-ичной системой счисления. К" алгоритма и не требует изменения структуры соответствующего АЦП. Указанное обстоятельство открывает новые возможности при проектировании универсальных аналого-цифровых преобразователей с оперативно изменяемой системой счисления. Указанные разновидности известны как метод подекадного и поразрядного уравновешивания [3,] и могут быть получены из алгоритма (1. К= и К=2 соответственно. В рассмотренном выше алгоритме параметр "К" сохранялся постоянным на всех итерациях. З,- Д”* зута. Д (1. Нг1<^+ +Чр к,кг. Тр1% к2кз~-кр+ЧЛ-кр+%-,кр+ъ]’ (1. Как следует из (1.