Математическое и программное обеспечение новых технологий проектирования виртуальных тренажеров

• Автор: Зубов, Максим Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..
ГЛАВА 1. ОБЗОР, СРАВНЕНИЕ И АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ.

1.1. ОБЗОР ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ .

1.1.1. ТЕКСТОВОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ.

1.1.2. ГРАФИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ

1.2. СРАВНЕНИЕ СИСТЕМНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ .

1.3. СРАВНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ..

1.4. ОСНОВНЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ И НЕДОСТАТКИ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ.....

1.5. ВЫВОДЫ.....

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТИПОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ.

2.1. РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТИПОВОГО
ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА .
2.2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУР ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТИПОВОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ТРЕНАЖЕРА
2.3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТИПОВОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ТРЕНАЖЕРА
2.4. ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ГОВОРЯЩЕГО
3.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ВЕРИФИКАЦИИ ГОВОРЯЩЕГО ПО КЛЮЧЕВОЙ ФРАЗЕ.
3.2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСПОЗНАВАНИЯ ГОВОРЯЩЕГО НА ОСНОВЕ НЕЙРОННОЙ СЕТИ
3Д. РЕГИСТРАЦИЯ ГОЛОСОВОГО СИГНАЛА .
3.3.1. ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ ОТ АЦП .
3.3.2. АЛГОРИТМ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛА
3 ЦИФРОВОЙ ЗАПУСК .
3.4. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ НЕЙРОННОЙ СЕТИ
3.5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ И ВЕРИФИКАЦИИ ГОВОРЯЩЕГО
3.6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗРЯДНОСТИ АЦП НА ТОЧНОСТЬ БПФ НА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ.
3.7. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗРЯДНОСТИ АЦП НА РАСПОЗНАВАНИЕ СИГНАЛОВ НЕЙРОННОЙ СЕТЬЮ
3.8. ВЫВОДЫ .
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВЕСОВ.
4.1. НАЗНАЧЕНИЕ ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВЕСОВ
4.2. РАЗРАБОТКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВЕСОВ
4.3. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВЕСОВ.
4.4. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВИРТУАЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВЕСОВ.
4.5. ТИПОВЫЕ ЭКРАННЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ РАБОТЕ С ВИРТУАЛЬНЫМ ТРЕНАЖЕРОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВЕСОВ.
4.6. ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Результаты, полученные в ходе диссертационного исследования были апробированы в Московской государственной академии приборостроения и информатики на кафедре ИТ-7 и в Московском энергетическом институте (техническом университете) на кафедре Информационноизмерительной техники, а также в Екатеринбургском филиале московской академии стандартизации, метрологии и сертификации. Основные результаты работы докладывались на научной сессии МИФИ- (Москва, г. IV всероссийской научно-технической конференции «Новые информационные технологии» (Москва, МГАПИ, г. Рязань, РГРТА, г. По результатам исследования опубликовано 9 печатных работ. На разработанное программное обеспечение «Виртуальный тренажер железнодорожных весов» и «Виртуальная реализация системы распознавания говорящего» получены свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ в Российском агентстве по патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ) № от и № от соответственно. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 1 наименований (в том числе ссылка на ресурсы 1тете0 и содержит 7 страниц машинописного текста, рисунка, 3 таблицы и приложения на страницах. ГЛАВА 1. Наиболее распространенный язык текстового программирования виртуальных тренажеров - C/C++ (используются продукты компании Microsoft и Borland-lnprise). Также, для существенного ускорения процесса разработки тренажеров применяются программные полуфабрикаты -расширение библиотек функций, классов и компонентов ActiveX. Таких полуфабрикатов выпускается достаточно много как крупными, так и небольшими компаниями. Computerboards (США) [,], Xcontrols компании Keithley (США) [,J, ComponentWorks компании National Instruments (США) [] и др. В состав программного полуфабриката ComponentWorks входят наборы компонентов для создания диалоговых окон, проведения математической обработки, построения трехмерной графики и интерфейса к внешним устройствам. В комплект поставки также входит автономный модуль DataSocket, предназначенный для поддержания взаимодействия по компьютерной сети (включая Интернет) на основе методов ActiveX. Внешний вид данных компонентов интерфейса стилизован под привычный вид органов управления и отображения передней панели приборов и систем (рис. Компоненты основаны на технологии АсбуеХ и, соответственно, обладают всеми стандартными, а также некоторыми дополнительными возможностями в части настройки свойств и реакций на события. Рис. Для реализации моделей тренажеров применяется набор функций математической обработки, который включают действия с комплексными числами, операции над векторами и матрицами (в том числе и комплексными), преобразования во временной области (генерация сигналов, корреляция, свертка, программируемая цифровая фильтрация с конечной (FIR) и бесконечной (IIR) импульсной характеристикой, практически все реально используемые спектральные окна и т. В Component Works до версии 2 включительно функции математической обработки были выполнены также по технологии ActiveX, и пакет поставлялся в одном виде для C++, Visual Basic и Delphi. Обработка данных ведется в -разрядном формате с плавающей запятой (double). На время вычислений существенное влияние оказывает наличие параллельных процессов и параметры кэш-памяти. Программный продукт LabWindows/CVI (текущая версия - 5. National Instruments (США), представляет собой интерактивную среду программирования виртуальных тренажеров на языке С по спецификации ANSI. Данная среда включает функции управления проектом, редакторы графического интерфейса пользователя и текста на С, компилятор, линкер, отладчик и набор библиотек. Библиотеки включают компоненты создания панели прибора, математической обработки и обмена данными с другими приложениями (TCP, DDE и ActiveX). Для каждого компонента реализована диалоговая панель редактирования параметров. Набор функций математической обработки для создания модели приборов тренажеров соответствует описанному выше для ComponentWorks. Результатом проектирования тренажера является файл EXE или DLL.