Разработка и исследование моделей и методов контроля систем с переменными параметрами

• Автор: Горбунов, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 98 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Модели систем контроля объектов с переменными параметрами
1.1 Определение параметров процесса на выходе сглаживающего
фильтра для импульсной последовательности
1.2 Анализ системы управления с автоматической регулировкой усиления
1.3 Модели систем контроля объектов с переменными параметрами
1.4 Математическая модель радиометрического сигнала при контроле
сложнопрофильных изделий
Выводы
2 Исследование радиометрических систем в режиме обнаружения
и измерения при переменных параметрах
2.1 Структура радиометрического дефектоскопа при переменных параметрах изделия
2.2 Влияние размеров источника излучения на формирование сигнала
от дефекта при радиометрическом контроле
2.3 Измерение характеристики изделия при переменных его параметрах
2.4 Изменение характеристики изделия с учётом её усреднения в поле
зрения детектора излучения
2.4.1 Влияние усреднения характеристики изделия по длине коллимационного отверстия на выбор параметров радиометрической системы контроля
2.4.2 Влияние усреднения характеристики изделия по ширине коллимационного отверстия на выбор параметров радиометрической системы измерения
2.4.3 Измерение характеристики изделия с учётом её усреднения по по площади коллимационного отверстия детектора излучения
Выводы
3 Разработка метода контроля сложнопрофильных изделий
3.1 Анализ современных методов радиометрического контроля сложнопрофильных изделий
3.2 Определение моментов изменения среднего радиометрического
сигнала при контроле изделий, имеющих экстремальные значения
3.3 Определение момента изменения среднего радиометрического сигнала при контроле изделий со ступенчатым перепадом
3.4 Разработка алгоритма обработки радиометрической информации
при контроле изделий с переменными параметрами

3.5 Методика радиометрического контроля сложнопрофильных изделий с использованием ЭВМ
3.6 Проверка адекватности численной модели системы
3.7 Производственные испытания автоматизированной системы радиометрического контроля
Выводы
Заключение
Литература
Приложения
п.1. Вывод ошибки в замкнутой форме
п.2. Акт внедрения

Введение
Современные технологические процессы и производства характеризуются многофакторностью, наличием сложных зависимостей между параметрами. При исследовании сложных технологических объектов и информационноизмерительных систем прежде всего приходится решать задачу математического описания систем. Построенные модели должны характеризовать количественные связи между входными и выходными параметрами как в статическом так и в динамическом режимах.
Широкое распространение информационно-измерительных систем с переменными параметрами, а также необходимость более глубокого количественного и качественного изучения процессов, протекающих в системах, привело к интенсивной разработке соответствующих методов анализа и математического описания.
Информационно-измерительные системы, использующие в качестве устройств устройства, основанные на взаимодействии ионизирующего излучения с объектом контроля (например, радиометрический метод контроля материалов и изделий), радиолокации, оптической связи нашли широкое применение во многих отраслях народного хозяйства.
Измерение различных физических величин, использующие ионизирующее излучение, основывается на взаимодействии этого излучения с объектом контроля. После прохождения через объект контроля поток излучения претерпевает изменения, причём измеряемая величина функционально связана с параметрами объекта контроля. Принципиальной особенностью работы таких систем является то, что процессы на выходе приёмных устройств, носят случайный характер в силу статистичности источника излучения, флуктуаций толщины (плотности) контролируемого изделия.
Поэтому возрастающие требования к качеству продукции промышленного производства предопределили дальнейшее развитие и совершенствование теории проектирования радиометрических систем, а также самих средств контроля, прежде всего, для контроля материалов и изделий с переменными параметрами. Помехи, возникающие в процессе контроля изделий с переменными параметрами, оказывают существенное влияние на результаты контроля, особенно при автоматизации принятия решений о состоянии объекта контроля. Следовательно, задача радиометрического контроля материалов и изделий с переменными параметрами является одной из актуальных в общей проблеме неразрушающего контроля материалов и изделий.
Изменение параметров (плотности, геометрических размеров и др.) в подавляющем большинстве задач (например, литых изделий, полимерных материалов, сложнопрофильных изделий, сварных швов) имеют случайный характер. Параметры изделия, изменения которых описываются случайными функциями, будем называть переменными параметрами. Случайные функции, описывающие изменения параметров изделия, могут быть как стационарными, так и
дефектоскопии широко используются два RC — фильтра, включенных по схеме вычитания, для подавления мешающего сигнала v(t). При этом предполагается, что изменения параметров изделия являются медленными по сравнению с изменениями наблюдаемого процесса, обусловленного дефектом в контролируемом изделии [14].
Модель системы контроля, как было показано в первой главе, на выходе детектора излучения может быть представлена следующим образом: аддитивная смесь полезного сигнала s(t), ’’мешающего” сигнала v(i) и ’’белого” шума n(i) со спектральной плотностью N = 1 /р0, где р0 — среднее значение интенсивности. Структура дефектоскопа может быть представлена следующим образом: источник излучения (нуклид) - детектор излучения - ’’выбеливающий” фильтр - согласованный фильтр - пороговое устройство. На выходе ’’выбеливающего” фильтра наблюдается ’’белый” шум и полезный сигнал, искаженный ’’выбелива-ющифильтром, на который настроен согласованный фильтр [53]. При решении практических задач ([40], [41], [53]) спектр сигнала v(t) является однополюсным
= Jffe’ (2Л)
где а — дисперсия v(t), к — величина обратная интервалу корреляции. Тогда передаточная функция ’’выбеливающего” фильтра
W(joj) =

(2.2)
где 7! = к/М„ + 1; М„ = 2аро/к — параметр, характеризующий соотношение между п(£) и у(Ь). Из [53] известно, что квадрат отношения сигнал/шум на выходе оптимального обнаружителя равен энергии полезного сигнала, прошедшего ’’выбеливающий” фильтр. Аппроксимируя сигнал й(£) прямоугольным импульсом с амплитудой лср и длительностью Т, найдем выражения для квадрата отношения сигнал/шум на выходе фильтра
(2.3)
Использование на практике согласованного фильтра затруднено сложностью формы ’’выбеленного” сигнала и неопределенностью времени прихода сигнала й(£). Обычно данный фильтр заменяют на Ж7-фильтр с полосой пропускания 72. При этом ухудшается качество функционирования системы. Структурная схема в этом случае имеет вид рис. 2.1. В этом случае квадрат отношения сигнал/шум равен
= (2-4)