Параметрический синтез измерительных каналов в автоматизированной системе управления технологическим процессом

• Автор: Данилов, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Волжский
• Количество страниц: 149 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Г лава 1. Анализ информационных потоков в АСУ водоснабжением
рыбоводного комплекса и постановка задачи
1.1. Анализ технологического процесса и выбор структуры информационной подсистемы АСУ
1.2. Анализ алгоритмов типовых операций преобразования измерительной информации
1.3. Анализ и выбор модели измерительной информации
1.4. Постановка задачи
Выводы

Глава 2. Математическое описание погрешности как критерия оптимизации при синтезе программно-аппаратных измерительных каналов
2.1. Математические модели измерительных компонентов
2.2. Исследование свойств выходного сигнала программноаппаратного измерительного канала
2.3. Математическая модель погрешности цифровой обработки измерительной информации
Выводы
Глава 3. Математическая модель измерительного канала в АСУ
водоснабжением рыбоводного комплекса
3.1. Математические модели компонентов измерительного канала
3.2. Математическое описание погрешности цифровой обработки измерительной информации
Выводы
Глава 4. Проверка адекватности математической модели и результаты
ее исследования
4.1. Описание программной имитационной модели

4.2. Исследование адекватности моделируемых случайных сигналов
и имитационных моделей компонентов измерительного канала
4.3. Проверка адекватности математической модели погрешности
4.4. Исследование свойств измерительных каналов в АСУ водоснабжением рыбоводного комплекса
Выводы
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Управление технологическими процессами невозможно без создания эффективных и надежных информационно-измерительных систем (ИИС), предназначенных для сбора и первичной обработки измерительной информации, которая в дальнейшем используется в алгоритмах управления для принятия решений.
Современные информационно-измерительные системы, функционирующие в составе автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами, содержат в своей структуре микропроцессоры и микро-ЭВМ на их основе. Измерительные каналы (ИК) таких ИИС характеризуются наличием в тракте преобразования измерительной информации дополнительных операций: дискретизации во времени, квантования по уровню, предварительной цифровой обработки и восстановления. Наличие в структуре измерительных каналов наряду с аналоговыми преобразователями операций цифровой обработки измерительной информации, реализованных в виде программ ЭВМ, позволяет характеризовать их как программно-аппаратные.
Наряду с погрешностями, вносимыми аналоговыми преобразователями, программно-аппаратные измерительные каналы характеризуются наличием специфических погрешностей обусловленных перечисленными выше дополнительными операциями.
Информационная подсистема АСУ водоснабжением рыбоводного комплекса состоит из совокупности параллельных программно-аппаратных измерительных каналов, предназначенных для измерения содержания кислорода в воде, а также температуры, давления, расхода, уровня и показателя pH воды. В каждом из измерительных каналов выполняются следующие последовательные преобразования измеряемых величин: аналоговое преобразование измеряемой величины; дискретизация аналоговой величины по времени и преобразование дискретных значений в код; цифровая обработка дискретных кодированных значений с целью приведения их ко входу и фильтрации

Задача расчета оптимальных параметров измерительного канала, по сути, является задачей его многопараметрического синтеза. При этом в качестве критерия оптимальности при поиске вектора оптимальных параметров естественно использовать точность получаемых оценок измеряемых величин.
Выдвигая при постановке задачи параметрического синтеза измерительных каналов информационной подсистемы АСУ водоснабжением рыбоводного комплекса условие обеспечения заданной точности получаемых результатов измерений, следует более конкретно сформулировать понятие точности применительно к рассматриваемой задаче.
По результатам работ, посвященных исследованию способов оценки точности отдельных средств измерений и измерительных систем [34,56,57,62], можно выделить три основных критерия, получивших наиболее широкое распространение. К ним относятся дисперсионный критерий [34], информационный критерий (так называемое "энтропийное значение" погрешности) [57] и квантильное значение погрешности или интерквантильный интервал для значений погрешности [56].
В соответствии с [34], а также стандартом [19] нормирование погрешности по дисперсионному критерию предполагает задание двух первых моментов распределения погрешности: ее математического ожидания (систематическая погрешность) и дисперсии случайной составляющей погрешности.
В отличие от дисперсионного критерия, квантильное значение погрешности представляет собой интервальную характеристику погрешности системы. Согласно [56], симметричный относительно математического ожидания

интерквантильный промежуток Ja =[-А,А] уровня а для погрешности А есть
Р{| А - А |< А} = а,
где А - математическое ожидание погрешности. Величина 2А непосредственно указывает ширину интервала, в котором содержится а -100% значений погрешности и является обобщением понятия "максимальная погреш-