Разработка алгоритмов обработки измерительной информации в оптико-электронной системе производственного контроля физических параметров пьезоэлементов

• Автор: Цуриков, Виталий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 122 с. : ил.

1.1 Анализ информативных параметров, характеризующих качество пьезоэлемента

1.2 Методы получения и алгоритмы обработки измерительной информации в оптикоэлектронных системах контроля микроперемещений

1.2.1 Бесконтактные оптические методы получения первичной измерительной информации

1.2.2 Алгоритмы, применяемые для обработки измерительной информации в автоматизированных оптикоэлектронных системах контроля микроперемещений
1.3 Анализ факторов влияющих на качество первичной измерительной информации в оптикоэлектронных измерительных системах и методы устранения их влияния

1.4 Адаптивные алгоритмы фильтрации и

1.4.1 Оптимальный фильтр Винера

1.4.2 Алгоритм

1.4.3 Алгоритм

1.5 Выбор и обоснование направления исследований

Глава 2. Разработка и анализ алгоритмов обработки измерительной информации для повышения качества автоматизированной триангуляционной системы производственного контроля физических параметров пьезоэлсмеитов,
2.1 Алгоритмы определения комплексного коэффициента передачи пьезоэлемента
2.2 Разработка алгоритмов адаптивной и линейной фильтрации для обработки измерительной информации, получаемой с оптикоэлектронного преобразователя
2.3 Алгоритм определения ФЧХ пьезоэлемента для автоматизированной оптикоэлектронной системы контроля физических параметров изделий
2.3.1 Преобразование Гильберта
2.3.1 Алгоритм определения ФЧХ
Выводы
Глава 3. Разработка и анализ модели измерительного процесса
3.1 Моделирование окна ФПУ и алгоритм выбора его оптимальных геометрических размеров
3.1.1 Построение аппроксимирующего полинома
3.1.2 Построение аппроксимирующего полинома для зашумленного сигнала
3.2 Модель процесса вычисления ККПП при наличии шумов, разрывов в сигнале, эффектов квантования и нелинейности
3.3 Модель измерительного процесса с использованием
или алгоритма адаптивной фильтрации
3.4 Экспериментальная проверка алгоритмов адаптивной фильтрации для автоматизированной триангуляцион
ной оптикоэлектронной системы производственного
контроля физических параметров пьезоэлементов
Выводы
Глава 4. Разработка специализированного программного обеспечения для автоматизированной триангуляционной оптикоэлектронной системы производственного контроля физических параметров пьезоэлементов
4.1 Реализация алгоритма цифровой фильтрации
4.2 Критерии оценки качества пьезоэлементов для алгоритмов систем автоматизированного контроля
4.3 Общая структура и интерфейс программы
Заключение
Литература


Разработана и исследована компьютерная модель процесса формирования и трансформации измерительной информации в триангуляционной оптикоэлектронной системе, позволяющая выявить взаимосвязь параметров сигнала фотоприемного устройства с положением поверхности пьезоэлемента с учетом влияющих факторов. Достоверность исследований. Все полученные в ходе работы выводы и результаты доказаны теоретически, проверены экспериментально, подтверждены опытом практической эксплуатации. Практическая и теоретическая значимость. Разработанные алгоритмы позволяют повысить качество триангуляционной оптикоэлектронной системы производственного контроля физических параметров пьезоэлементов. Алгоритм полиноминальной аппроксимации первичной измеритель
ной информации, получаемой с оптикоэлектронного преобразователя, обеспечивает повышение точности измерений. Алгоритм обработки измерительной информации, построенный на базе дискретных резонаторов второго порядка, позволяет корректно восстанавливать фазочастотную характеристику пьезоэлемента при наличии разрывов в сигнале. Разработанный корреляционный критерий позволяет оценивать применимость алгоритмов адаптивной фильтрации ЬМБ и для обработки измерительной информации. Разработанная компьютерная модель процесса формирования и трансформации измерительной информации в триангуляционной оптикоэлектронной системе контроля физических параметров пьезоэлементов позволяет исследовать влияние различных факторов на результат работы системы. В качестве влияющих факторов выступают шум, нелинейность, разрывы в сигнале и квантование. Разработанное программное обеспечение позволяет производить контроль физических параметров пьезоэлементов и классифицировать анализируемые изделия в соответствии с предложенными критериями оценки качества. Разработанные алгоритмы обработки измерительной информации повышают точность определения спектральных характеристик сигнала и могут быть использованы в научных и производственных целях в составе автоматизированных компьютерных систем контроля и управления самого различного назначения. Апробации работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных научнотехнических конференциях Виртуальные и интеллектуальные системы ВИС, Измерения, контроль, информатизация ИКИ, на научнотехнических семинарах кафедры Автоматика и вычислительные системы и кафедры Информационные технологии в АлтГТУ. Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в проектноконструкторской деятельности на
предприятиях СибпромприборАналит и НТП Специальная электроника при разработке приборов на основе пьезоэлементов в виде методических рекомендаций и программного обеспечения, предназначенного для контроля качества пьезоэлементов. Использование указанных результатов позволяет повысить качество проектирования и эффективность разрабатываемых приборов на основе пьезоэлементов сократить затраты на проведение опытноконструкторских работ и натурных испытаний. Публикации. По результатам диссертационной работы имеется работ, в том числе 7 статей, из них одна статья в ведущем рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК, 3 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ. Личный вклад автора. Автором выполнена разработка алгоритмов обработки измерительной информации в автоматизированной триангуляционной оптикоэлектронной системе контроля физических параметров пьезоэлементов. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана модель процесса формирования и преобразования, измерительной информации. Получены все теоретические и экспериментальные результаты, изложенные в диссертационной работе, разработано программное обеспечение. Структу ра работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами и заключения, 3 приложений. Содержание изложено на 2 страницах, иллюстрировано рисунками, 2 таблицами. Перечень используемой литературы составляет наименований. В первой главе приведен аналитический обзор параметров, используемых для контроля качества пьезоэлементов, способов их определения и факторов, снижающих точность контроля.