Разработка моделей, алгоритмов и программного обеспечения для задач помехоустойчивого контроля температуры и влажности зерновой массы

• Автор: Иглицкий, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Проблема непрерывного контроля температуры и

влажности зерна при его длительном хранении

1.1. Построение математических моделей и связь различных аспектов диссертационного исследования.

1.2. Проблема получения достоверных оценок температуры

и влажности зерна.

1.3. Системы датчиков и требования к ним

1.4. Помехозащищенность системы измерения и использование оптоэлектронных элементов.

1.5. Математическое описание датчиков температуры и влажности.

1.6. Влияние температуры и влажности на сохраняемость зерновой массы

1.7. Основные результаты главы 1
Глава 2. Методология математического моделирования
зерновой массы
2.1. Экспоненциальный характер зависимости скорости разрушения зерна от температуры и влажности.
2.2. Математическая модель однородной зерновой массы
при постоянных условиях хранения
2.3. Математическая модель неоднородной зерновой массы.
2.4. Численные эксперименты с моделью зерновой массы
2.5. Основные результаты главы 2
Глава 3. Методология математического моделирования
работы датчиков и системы измерения
3.1. Принципы построения системы измерения температуры и влажности
3.2. Оптимальное размещение датчиков в зерновой массе
3.3. Обработка сигнала датчика температуры или влажности при отсутствии паразитных воздействий
3.4. Обработка сигнала датчика влажности при наличии паразитного воздействия температуры и построение
его математической модели
3.5. Статистические методы контроля работы датчиков
3.6. Анализ температурного поля статистическими методами
3.7. Основные результаты главы 3
Глава 4. Экспериментальное исследование работы датчиков и программного обеспечения
4.1. Подключение датчиков к ЭВМ.
4.2. Исследование правдоподобности сигнала датчика по его параметрам распределения
4.3. Исследование инерционности датчика.
4.4. Процедуры калибровки и измерения.
4.5. Основные результаты главы 4
Заключение
Литература


XII международная научно-методическая конференция «Управление качеством обучения в системе непрерывного профессионального образования (в контексте Болоньской декларации)», М. МГУТУ, . Публикации. Результаты по теме диссертации опубликованы в -ти научных работах, которые включают в себя 6 статей и тезисы выступлений на научных конференциях. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы, приложений. В первой главе произведен обзор имеющихся данных о сохраняемости зерновой массы, а также проанализированы известные конструкции датчиков и измерительных систем. Во второй главе построена математическая модель зерновой массы и приводятся результаты численных экспериментов на ЭВМ. Показано, что поведение математической модели соответствует поведению реальной зерновой массы. В третьей главе проанализирована работа системы измерения в целом и рассмотрены вопросы, относящиеся к ее математическому аппарату и программному обеспечению. В четвертой главе приведены результаты натурных экспериментов, связанных с процессом измерения и построением математических моделей датчиков. В заключении излагаются основные результаты диссертационной работы и рекомендации по их использованию. В приложении приводятся тексты программ, исходные данные, результаты вычислений. Глава 1. В настоящую работу, основным содержанием которой является построение математических моделей [7, , , , , , , 1 , 8], входит ряд разнородных задач. Связи и зависимости между ними показаны на следующей схеме (рис. Математическое моделирование процесса самосогревания зерновой массы основывается на имеющихся данных и призвано восполнить их недостатки. Известные данные такого рода являются «усредненными» и относятся к зерновой массе в целом; наблюдаемые факты при этом не получают никакого объяснения. В результате же математического моделирования устанавливается связь между текущим состоянием зерновой массы и процессом генерации в ней тепла, строится динамическая картина самосогревания зерновой массы в пространстве и во времени, становится возможной формулировка требований к системе измерения, способной своевременно обнаружить этот процесс. Моделирование работы датчиков позволяет уточнить архитектуру системы измерения, становится возможным оценить ее сложность и стоимость и т. Применение методов теории вероятностей и математической статистики оценить надежность системы измерения и достоверность информации, получаемой с ее помощью. В результате этого становится возможным построение алгоритмов измерения, эффективных при работе в реальных условиях - при высоком уровне помех и возможных частичных повреждениях системы измерения. Экспериментальная часть работы позволяет проверить в целом как аппаратную конструкцию измерительной системы, так и ее программное обеспечение. Также при этом проверяется удобство работы с системой, исправление программным обеспечением неправильных действий или ошибок пользователя и т. Для экспериментальной проверки возможно использование различных типов ЭВМ и различных операционных систем, в результате чего проверяется стабильность работы программного обеспечения и постоянство его результатов. Рис. Какова бы ни была измеряемая величина, ее значение зависит от множества причин, в том числе неопределенных или неизвестных. Соответственно температура и влажность зерна адекватно описываются случайными нестационарными процессами X{t) с медленно изменяющимися во времени параметрами. При этом ряд измеренных значений температуры и влажности представляют собой выборочные значения х Л-й реализации случайного процесса. Конечным результатом измерений является оценка 0*, получаемая в результате обработки ограниченной последовательности выборочных значений. Оценка также является случайной величиной и, как правило, приближенно подчиняется нормальному закону распределения. При измерении производится усреднение выборочных значений и сравнение их с мерой. В рассматриваемом случае усреднение производится только по времени, когда все выборочные значения относятся к одной и той же к-й реализации. И,(0 = F(x,), (1. F описывает преобразование температуры или влажности в электрический сигнал. MN • {I П[м,(/)]}.