Исследование и разработка методов параметрической оптимизации многоканальных информационно-измерительных систем

• Автор: Жуков, Артем Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СТРУКТУР, ПАРАМЕТРОВ И НАПРАВЛЕНИЙ ОПТИМИЗАЦИИ ИИС

1.1 Анализ структур рассматриваемых ИИС

1.2 Исследование основных параметров ИИС и их зависимостей

1.3 Выбор критерия оптимизации ИИС

1.4 Определение возможных методов оптимизации ИИС

1.5 Выводы по главе

2. ЭТАПЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ИИС И ВНОСИМЫЕ ПРИ ЭТОМ ПОГРЕШНОСТИ

2.1 Оценка методической погрешности квантования по уровню

2.2 Исследование методов учета погрешности наложения спектров

2.3 Разработка алгоритмов решения прямой и обратной задачи для погрешности наложения спектров
2.4 Оценка зависимости методической погрешности восстановления от частоты дискретизации
2.5 Исследование погрешностей ИИС, не зависящих от параметров общего информационного потока
2.6 Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК И АЛГОРИТМОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОТОКА В МНОГОКАНАЛЬНЫХ ИИС
3.1 Формализация описания информационного потока в измерительном канале ИИС. Определение стратегии его оптимизации
3.2 Анализ методов выбора частоты дискретизации
информационных сигналов
3.3 Методики расчета оптимальных частот дискретизации информационных сигналов в многоканальной ИИ С при прямых измерениях
3.4 Разработка алгоритмов определения оптимальных частот дискретизации информационных сигналов в многоканальной ИИС при косвенных измерениях
3.5 Исследование влияния параметров антиэлайзинговых фильтров
на общую погрешность ИИС
3.6 Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОТОКА ИИС. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ.
4.1 Анализ устойчивости алгоритмов оптимизации параметров многоканальных ИИС
4.2 Оценки эффективности оптимизации информационного потока ИИС
4.3 Программная реализация алгоритмов оптимизации информационного потока ИИС
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


К., Жуков A. B. Выбор оптимальных частот дискретизации информационных сигналов при многоканальной структуре информационно-измерительной системы. Труды XIII международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики» - М. Изд-во. МГАПИ, . Жуков А. В, Самойлов Л. К. Процесс выбора ограничительного фильтра перед временной дискретизацией сигнала. М.: Авиакосмическое приборостроение, , №3. Жуков A. B. Алгоритм определения минимальной частоты дискретизации по известной допустимой методической погрешности комбинированного восстановления // Сборник докладов международной науч. Статистические методы в естественных, гуманитарных и технических науках». Таганрог: ТРТУ, . Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и трех разделов приложений. В первой главе производится анализ структур многоканальных ИИС. Приводится обобщенная схема многоканальной ИИС. Анализируются взаимосвязи основных параметров ИИС. Рассматриваются стратегии оптимизации ИИС, с учетом принадлежности ИИС системе управления, что налагает на параметры ИИС определенные ограничения. ИИС и определяются методы его реализации. Вторая глава диссертации посвящена рассмотрению этапов преобразования информации в ИИС с целью анализа вносимых в информационный сигнал погрешностей, так как предлагаемый критерий оптимизации основан на оценке общей погрешности ИИС. При анализе основных составляющих общей погрешности наибольшее внимание уделяется группе погрешностей, зависящих от параметров информационного потока, для определения их прямых и обратных зависимостей от величины информационного потока. В третьей главе предлагаются методики определения оптимальных параметров информационного потока в многоканальной ИИС. Производится описание общего информационного потока в ИИС и формализуется стратегия его оптимизации. Рассматривается методика определения оптимальной частоты дискретизации в случае одноканальной ИИС. При анализе многоканальных ИИС рассматривается случай прямых измерений в каждом канале и случай, когда измерительные данные в каждом канале участвуют в косвенном измерении. Предлагается методика выбора оптимальных параметров антиэлайзинговых фильтров. В четвертой главе производится обоснование сходимости предлагаемых алгоритмов. Исследуется эффективность оптимизации информационного потока ИИС. Рассматривается реализации предлагаемых алгоритмов в системе ЬаЬУ1еу™. По результатам каждой главы делаются выводы, которые резюмируются в заключении. Первая концепция ИИС была сформулирована в начале -х годов прошлого века. Считается, что с того времени сменилось три поколения ИИС, качественно отличающихся между собой по концепциям построения [4]. Уже в первом поколении наблюдалась синхронизированная, автоматическая работа средств получения, обработки и передачи количественной информации. Тогда ИИС отличались централизованным циклическим сбором измерительной информации и наличием специализированных вычислительных устройств, предназначающихся для решения конкретных задач. Второе поколение ИИС характеризовалось адресным сбором измерительной информации, обработкой информации с помощью ЭВМ, которая входила в состав ИИС, использованием микроэлектронных схем малой и средней интеграции. Тогда появились универсальные ИИС, пригодные для определенного круга задач. Сейчас достаточно развито и широко применяется третье поколение ИИС, которое отличается многофункциональностью за счет использования гибких унифицированных блочных структур и возможности их программной перестройки, использованием стандартных интерфейсов, диалоговыми режимами работы, высокими скоростями обработки информации, а также интеграцией всех рациональных особенностей предыдущих поколений. Почти за все перечисленные достоинства измерительные системы обязаны внедрению цифровых методов и алгоритмов обработки измерительной информации [5-]. Этот факт делает задачу исследования ИИС и поиска путей их оптимизации весьма актуальной.