Автоматизированная система морфологического синтеза оптико-электронных приборов

• Автор: Коптелова, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

1.1 Области применения оптикоэлектронных приборов и систем

1.2 Классификация ОЭП

1.3 Основные критерии оценки качества ОЭП

1.4 Существующие методы проектирования ОЭП

1.5 ОЭП контроля размеров крупногабаритных деталей

1.5.1 Области применения крупногабаритных деталей и проблемы их

качества
1.5.2 ОЭП контроля размеров деталей в процессе ее формообразования
1.5.3 Обобщенная схема оптикоэлектронного измерительного
сканирующего прибора
1.5.4 Требования, предъявляемые к проектируемым ОЭП
1.6 Проблемы проектирования ОЭП контроля размеров деталей
Выводы
Глава 2 МОФОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ
ПРИБОРОВ
2.1 Эвристические методы проектирования
2.2 Морфологический подход к проектированию
2.2.1 Последовательность морфологического анализа и синтеза
технических систем
2.2.2 Морфологический анализ
2.2.3 Морфологический синтез
2.2.4 Алгоритм древовидного проектирования
2.2.5 Алгоритм лабиринтного конструирования
2.3 Морфологический синтез для проектирования ОЭП
2.4 Конструктивнофункциональный анализ ОЭП
2.5 Этапы процесса проектирования ОЭП
2.6 Методика морфологического синтеза оптикоэлектронных измерительных приборов
2.7 Методика повышения согласованности матриц парных сравнений
2.7.1 Алгоритм повышения согласованности суждений
Выводы
Глава 3 УРАВНЕНИЯ СОВМЕСТИМОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ
3.1 Основные эксплуатационные характеристики ОЭП
3.2 Уравнения функциональной связи между физическими величинами фотоприемников
3.2.1 Уравнения преобразования оптических сигналов
3.2.2 Пороговые параметры фотоприемников
3.2.3 Графическое отображение функциональных связей между параметрами фотоприемников
3.3 Уравнения междублочных функциональных связей ОЭП
3.3.1 Уравнения преобразования сигналов в оптоэлектронном блоке
3.3.2 Уравнения функциональных между метрологическими и динамическими характеристиками блоков ОЭП
3.4 Уравнения спектральной совместимости элементов ОЭП
3.4.1 Спектральный коэффициент полезного действия
3.4.2 Спектральные характеристики оптоэлектронных элементов
3.5 Применение аппарата нечетких множеств для определения спектральных характеристик ОЭП
Выводы
Глава 4 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА МОРФОЛОГИЧЕСКОГО СИНТЕЗА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
4.1 Автоматизированная система морфологического синтеза
4.2. Результаты практического применения автоматизированной системы
4.2.1 Выбор типа фотоприемника
4.2.2 Выбор типа сканирующего устройства
4.2.3 Выбор типа оптического кабеля
4.2.4 Выбор метода нагрева в промышленной энергетике
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Критерии совместимости позволяют выбирать элементы с совместимыми характеристиками и рационально распределять погрешности измерения по элементам устройства. В качестве основного критерия совместимости оптических элементов системы используется спектральный коэффициент полезного действия (КПД) % преобразователя, определяющий какая часть из общего интегрального потока излучения может быть использована или преобразована. А также для описания спектральных характеристик, имеющих сложную форму и задающихся дискретизированными функциями с множеством значений, предложено использовать математический аппарат теории нечетких множеств, что позволит значительно сократить время выбора вариантов с учетом совместимости элементов по оптическому коэффициенту полезного действия. В четвертой главе представлена автоматизированная система морфологического синтеза ОЭП. А также показаны возможности практического применения разработанной методики концептуального проектирования. Более % информации, необходимой для жизнедеятельности человека, является оптической, это связано с тем, что оптическая информация обладает рядом преимуществ. По этой причине в технике все более широкое применения находят оптические сенсоры. По прогнозам специалистов их относительный состав стремится к приблизительно этому же числу (%). В долгосрочных программах научного и технологического развития передовых стран мира вопросы формирования и обработки изображений являются одними из наиболее перспективных направлений []. Оптико-электронные приборы (ОЭП) используют в своей работе одно из замечательных свойств природы - оптическое излучение (свет) []. Основное достоинство ОЭП заключается в том, что они позволяют значительно расширить возможность человека по восприятию слабых и невидимых для человека потоков излучения, обеспечивая автоматизацию процесса регистрации излучения путем преобразования его в электрический сигнал, который обрабатывается и регистрируется []. ОЭС наблюдения земной поверхности из космоса, звездные датчики для приборов астроориентации космических спутников и астронавигации наземных транспортных средств) []. Разработки в сфере ОЭП уже нашли применение в атомной, нефтехимической, деревообрабатывающей промышленности, медицине, экологии и других областях народного хозяйства [4]. В числе перспективных направлений научных исследований и разработок является создание оптикоэлектронных приборов и систем, геоинформационных систем, средств обеспечения надежности и качества изделий электронной техники [3,]. Назначение приборов данного типа - круглосуточный поиск и наблюдение объектов в простых и сложных метеоусловиях, контроль заданной территории. ОЭП незаменимы при проведении поисково-спасательных работ, в условиях большой запыленности и задымления []. Они также используются для контроля линий электропередач, газо- и продуктопроводов и в коммунальном хозяйстве для обнаружения утечек тепла []. На основе оптико-электронных приборов, работающих в инфракрасном спектре, созданы теплопеленгаторы, головки самонаведения и тепловизоры. С помощью ОЭП решаются задачи автоматической астроориентации и астронавигации аэрокосмической техники. ОЭП делятся на два основных класса []: информационные и энергетические. Первые служат для приема, передачи, обработки и хранения информации; вторые - для преобразования и передачи энергии. Приборы первого класса используются гораздо шире, чем приборы второго. Существуют разнообразные способы классификации ОЭП первого класса. Так, например, они делятся на группы []: ОЭП выделения, регистрации и передачи информации, информационно-измерительные и следящие ОЭП, ОЭП преобразования информации. Все ОЭП предназначены для получения информации об объектах окружающей среды, переносимой оптическими сигналами. Известны ОЭП, используемые для локации, исследования природных ресурсов, измерения оптических свойств различных объектов и др. Приборы передачи информации применяют в системах оптической связи, некоторых телеметрических устройствах, оптических системах передачи команд.