Повышение точности магнитострикционных преобразователей на основе спектрального анализа характеристик их волноводов

• Автор: Радов, Максим Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АЛГОРИТМЫ УМЕНЬШЕНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ МАГНИТОСТРИКЦИОНПЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1.1. Принципы построения магнитострнкциоиных преобразователен перемещений.

1.1. Индивидуальная градуировка мапштострикционных преобразователей перемещений

1.1.1. Индивидуальная градуировка мапштострикционных преобразователей перемещений с фиксированным шагом
коррекции

1.2. Компенсация систематической погрешности мапштострикционных

п реобразователеЙ перемещений

1.2.1. Аппроксимация систематической погрешности

полиномиальными функциями

1.2.2. Аппроксимация систематической погрешности
тригонометрическими функциями
1.2.3. Методы аппроксимации на основе нечткой логики
1.2.4. Аппроксимация радиальными базисными нейронными
сетями.
1.3. Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. ОЦЕНКА СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ МАПШТОСТРИКЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ.
2.1. Исследование эффективности применения различных методов спектральног о оценивания для систематической погрешности
мапштострикционных преобразователей перемещений
2.1.1. Исследование классических методов спектрального
оценивания
2.1.2. Исследование методов авторегрессионного спектрального
оценивания.
2.2. Сравнительный анализ методов спектрального оценивания для систематической погрешности мапштострикционных преобразователен перемещений
2.3. Анализ оценок спектральной плотности амплитуд систематических погрешностей группы мапштострикционных преобразователей перемещений
2.4. Классификация волноводов мапштострикционных преобразователей перемещении но оценке спектральной плотности амплитуд систематической погрешности
2.5. Исследование эффективности применения различных способов компенсации систематической погрешности применительно к различным спектральным типам волноводов мапштострикционных преобразователей перемещений
2.5.1. Метод наименьших кватратов
2.5.2. Аппроксимация тригонометрическими функциями.
2.5.3. Аппроксимация с использованием методов нечткой логики
2.5.4. Аппроксимация радиальными базисными нейронными
сетями.
2.6. Методика выбора оптимального способа компенсации систематической погрешности мапштострикционных преобразователей перемещений
2.7. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ГРАДУИРОВКИ
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
3.1. Определение свойства стационарности функции распределения систематической погрешности при индивидуальной градуировке
Ф магнитострикционных преобразователей перемещений
3.2. Алгоритм индивидуальной градуировки магнитострикционных преобразователей перемещений обладающих стационарной функцией распределения систематической погрешности.
3.3. Алгоритм индивидуальной градуировки магнитострикционных преобразователей перемещении обладающих нестационарной функцией распределения систематической погрешности.
3.4. Универсальный алгоритм градуировки магнитострикционных преобразователен перемещений
3.5. Учт дополнительной погрешности при индивидуальной градуировке магнитострикционных преобразователей перемещений
3.6. Выводы по третей главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОАППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИ И ГРАДУИРОВКИ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ.
4.1. Аппаратная реализация комплекса.
4.2. Программное обеспечение комплекса.
4.3. Анализ эффективности применения универсального алгоритма индивидуальной градуировки магнитострикционных преобразователей перемещений
Ф 4.4. Выводы по четвртой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Список использованных источников


Поэтому, при экспериментальном определении статической характеристики МПП целесообразно использовать предложенный ранее способ определения оптимальной величины тага коррекции . Алгоритм определения оптимальной величины шага коррекции. При использовании метода сплайн аппроксимации величина остаточной погрешности определяется значением шага коррекции, а также средней величиной модуля второй производной функции распределения погрешности на интервале коррекции величина модуля второй производной характеризует степень нелинейности кривой погрешности. Таким образом, для нахождения оптимальной величины шага коррекции необходимо решить задачу определения статических характеристик функции распределения погрешности, вызванной нестабильностью волнового сопротивления волновода МПП . Получаемые в результате эксперимента функции распределения этой погрешности можно считать реализациями случайного процесса с аргументом X, где X преобразуемое перемещение. Значение дисперсии конкретной реализации этого случайного процесса равно дисперсии статической погрешности исследуемого участка волновода. Известно, что для стационарных случайных процессов существует однозначная зависимость между автокорреляционной функцией процесса В1 и его энергетическим спектром В нашем случае также можно говорить об энергетическом спектре процесса, учтя, что аргументом функции распределения является не время, а перемещение. Поэтому для каждой из экспериментально полученных кривых погрешности рассчитывается ее нормированная автокорреляционная функция Вх на интервале , и для групп кривых автокорреляционных функций Вх, принадлежащих одному типу волновода, дисперсия отклонений от некоторой средней кривой. В данном случае была установлена хорошая повторяемость величин дисперсии погрешности, а так же повторяемость кривой нормированной автокорреляционной функции. Это позволило сделать вывод, что функция распределения неоднородности волнового сопротивления для данного волновода является стационарной и эргодической. Поэтому для определения статических свойств этой функции достаточно экспериментального исследования одной се реализации одного участка волновода с длинной, в раз большей, чем интервал корреляции. Теперь имеется возможность по кривой нормированной автокорреляционной функции Вх путем применения преобразования Фурье вычислить функциюаналог энергетического спектра для статической погрешности, а также определить величину, аналогичную верхней граничной частоте полученного спектра. Единицей измерения этой величины будет 1метр поскольку аргументом функции статической погрешности является не время, а перемещение X. После определения величиныаналога верхней граничной частоты ИВ энергетического спектра погрешности рассчитывается среднее значение модуля второй производной Ы функции распределения этой погрешности то есть определяется степень нелинейности этой функции. Будем считать, что функция распределения статической погрешности содержит гармоническую составляющую с амплитудой, равной 3зв, где Озв дисперсия статической погрешности определена на первом этапе эксперимента и с частотой, равной верхней граничной частоте Ев. Вся процедура расчета оптимального шага коррекции статической погрешности но результатам экспериментального исследования участка волновода и заданному значению остаточной погрешности оформлена в виде программы для персонального компьютера ВМ РС. Для определения величины оптимального шага коррекции был проведен эксперимент на установке, описанной в приложении 1, с волноводом длиной 1 м. Статическая характеристика данного экземпляра МППД получена статистической обработкой повторных измерений с шагом мм. Аппроксимируя полученные точки по методу наименьших квадратов полиномом четвертого порядка были найдены коэффициенты уравнения кривой, наилучшим образом описывающую статическую характеристику МПП. Отклонение экспериментальных точек от полученной кривой считались систематической погрешностью МПП. График систематической погрешности показан на рис. Рис. Систематическая погрешность МПП.