Динамические модели и алгоритмы восстановления динамически искаженных сигналов измерительных систем в скользящем режиме

• Автор: Бизяев, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ААЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ

ДАННЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

1.1 Актуальность динамических измерений.

1.2 Состояние теории в области динамических измерений.

1.3 Состояние теории скользящих режимов.

1.4 Выводы

Глава 2 АЛГОРИТМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИ

ИСКАЖЕННЫХ СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕТОДА СКОЛЬЗЯЩИХ РЕЖИМОВ

V с .
2.1 Линейная измерительная система с моделью датчика
2.2 Динамическая модель измерительной системы в скользящем
режиме управления
2.3 Анализ автоколебаний в замкнутом нелинейном контуре
измерительной системы
2.4 Редукция модели датчика в корректирующем устройстве
измерительной системы
2.5 Линейная измерительная система с моделью датчика в виде
последовательных динамических звеньев
2.6 Каскадное разбиение корректирующего контура измерительной
системы в скользящем режиме
2.7 Результаты моделирования измерительной системы с
редуцированной моделью датчика и системы каскадным корректирующим устройством
2.8 Выводы
Глава 3 ФИЛЬТРАЦИЯ ШУМОВ И ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВОССТАНОВЛЕННОГО СИГНАЛА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.
3.1 Выбор типа фильтра
3.2 Определение оптимальных параметров фильтра
3.3 Выводы
Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ДИНАМИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
4.1 Описание систем динамического измерения температур
4.2 Описание экспериментальной установки для получения
переходной характеристики нагрева термопары
4.3 Идентификация параметров термопары Метран 1
4.4 Обработка экспериментальных данных нагрева термопары
Метран 1
4.5 Идентификация параметров термопары Метран 1 .
4.6 Обработка экспериментальных данных нагрева термопары
Метран 1
4.7 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Вторая тенденция - развитие «вглубь», т. При этом ранее постоянные величины оказываются переменными. Все это обуславливает актуальность динамических измерений. При проведении динамических измерений, например в наземных испытательно-измерительных системах, при измерении импульсных и других быстроизменяющихся воздействий, представляет наибольший практический интерес случай, когда существенную часть основной погрешности составляет динамическая погрешность. Вследствие этого, в теории динамических измерений наибольшее значение имеют две проблемы: восстановление измеряемого сигнала и анализ динамической погрешности. Выделение статической и динамической погрешностей средств измерений, как суммируемых составляющих, допустимо в случае, когда средство измерения представляет собой линейное динамическое звено или совокупность линейных динамических звеньев []. А дин — динамическая погрешность преобразователя. Основной частью структуры испытательно-измерительной системы, в которой возникает динамическая погрешность, является первичный измерительный преобразователь, в качестве которого может быть датчик, испытательный стенд с датчиковой аппаратурой или испытуемое устройство. Первичный измерительный преобразователь, дополненный корректирующим устройством или алгоритмом обработки информации динамических измерений, образует измерительную систему. Хотя устройства, называемые информационно-измерительные системы (ИИС) появились в начале -х годов [] и вследствие своего быстрого распространения практически во всех областях производства широко и много описаны в литературе [, , ], формальные признаки ИИС сформулированы недостаточно четко []. Для определения понятия ИИС целесообразно воспользоваться двумя группами признаков — структурными и функциональными. Любая информационно-измерительная система, вне зависимости от конкретного назначения [], структурно состоит из трех основных частей: первичного устройства, предназначенного для сбора, подготовки и передачи измерительной информации; линий связи — проводных или беспроводных; комплекса агрегатных средств. На рис. ИИС, в которой блок обработки данных включает в себя коммутатор импульсных сигналов, ЭВМ, накопители данных, алгоритм обработки динамических измерений. Если объединить в понятие «датчик» все средства первичного и промежуточного преобразования, вплоть до аналого-цифрового преобразователя, то рассматриваемую измерительную систему можно представить в виде рис. При этом входные помехи и шумы приведены к выходу датчика. Рис. ДУА — аналоговый датчик с унифицированным выходным сигналом напряжения или тока; ЛС — линии связи; ПАЛ — преобразователь унифицированных сигналов аналогового непрерывного в аналоговый непрерывный; АЦП — аналого-цифровой преобразователь напряжения, тока, периода, частоты, интервала времени в код; БОД — блок обработки данных; ОД — средства отображения; И — средство согласования; д^Г) — измеряемый сигнал, е(Г) — погрешность восстановления измеряемого сигнала. В структуре ИИС можно выделить две подсистемы: измерительную и вычислительную. Следует отметить, что ИИС предназначены не только для измерения значения отдельных величин, но и для формирования на базе результатов измерений комплексных оценок и логических суждений. Поэтому ИИС выполняют три функции: измерительные, информационные и логические. Измерительные функции ИИС — измерение значений воздействующих на вход системы физических величин, характеризующих отдельные свойства объектов. Рис. Логические функции ИИС — принятие решения о состоянии объекта на основании сравнения обобщенных характеристик с соответствующими нормативными характеристиками. Таким образом, информационно-измерительная система — это средство измерения и информации, являющееся совокупностью измерительных, вычислительных и других технических средств и осуществляющее измерительные, информационные и логические функции. В отличие от информационно-измерительных систем, измерительная система — это средство измерения, имеющее аналогичную структуру, но осуществляющее только измерительные функции.