Помехоустойчивые методы идентификации информационно-измерительных и управляющих систем - Автореферат

Специальность: 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в научных исследованиях)Работа выполнена в: Астраханском государственном техническом университете Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Защита состоится 20 декабря 2006 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ.212.009.03 при Астраханском государственном университете по адресу: 414056 г. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 414056 г.В современной науке и технике непрерывно увеличивается число задач, для решения которых используют информационно-измерительные и управляющие системы. К таким задачам можно отнести управление различными технологическими линиями или процессами, двигательными и генераторными установками, летательными аппаратами, контроль и измерение параметров, реализацию сложных научных экспериментов в астрофизике и ядерной физике. Отмечается тенденция к увеличению присутствия информационно-измерительных и управляющих систем в промышленном управлении и по отраслям машиностроения. К управляющим системам предъявляют высокие требования к качеству управления, для обеспечения которых необходимо получить точное математическое описание объекта. В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решаются следующие задачи: анализ существующих методов идентификации информационно-измерительных и управляющих систем;Устройство не позволяет изменять длительность испытательных сигналов в широких пределах, поэтому не может быть использовано для идентификации коэффициентов передаточных функций объектов управления с существенно различными постоянными времени. В результате этой особенности каждый сигнал имеет свое автономное назначение и служит для определения соответствующего коэффициента передаточной функции (ПФ). Для расширения диапазона изменения постоянной времени и уменьшения погрешности, связанной с технологическим разбросом параметров резисторов, предлагается использовать интеграторы на полевых транзисторах (ПТ) с управляющим p-n переходом (рис. После этого на линии RA2 формируются сигналы, управляющие работой источника ступенчатых импульсов 1, который формирует первый испытательный сигнал в виде ступенчатого воздействия. Кроме этого, микроконтроллер 12 осуществляет формирование цифрового кода, определяющего постоянную времени для каждого из интеграторов 3, 6, 9, который передается по шине I2C на цифроаналоговые преобразователи 4, 7, 10, формирующие аналоговые сигналы управления постоянными времени для каждого из интеграторов 3, 6, 9.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Разработано устройство аналогового формирования сигналов в виде время - степенных функций, отличающееся тем, что в качестве переменного сопротивления использован управляемый нелинейный элемент, позволяющий существенно расширить диапазон изменения постоянной времени интегратора. Устройство позволяет производить идентификацию коэффициентов передаточных функций объектов.

Разработана программа «Генератор время-степенных сигналов», позволяющая формировать цифровым способом испытательные сигналы в виде время-степенных функций с требуемой амплитудой и длительностью. Программа позволяет генерировать сигналы и осуществлять вывод испытательных сигналов с помощью плат аналогового вывода.

Программа «Генератор время-степенных сигналов» опробована экспериментально при идентификации параметров четырехполюсников первого и второго порядков и моделей системы следящего привода и систем азимутального и угломестного приводов радиотелескопа. Погрешности результатов идентификации коэффициентов передаточных функций составили: - для четырехполюсника первого порядка: ?K0=0.4%; ?a1=6%; ?b1=7%;

- для четырехполюсника второго порядка: ?K0=1%; ?a1=5%; ?a2=6%;

- для следящего привода: ?K0=0.5%; ?a1=1%; ?a2=6%;

-для угломестного и азимутального приводов радиотелескопа: ?K0=1%; ?a1=4%; ?a2=3%; ?b1=5%.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования разработанной программы для идентификации объектов с передаточными функциями первого и второго порядков, как без полинома числителя, так и с полиномом числителя.

4.Разработана методика активной идентификации объектов, входящих в состав информационно-измерительных и управляющих систем при наличии помех, отличающаяся применением вэйвлет-преобразований для обработки откликов объектов идентификации. Установлено, что применение предложенной методики позволяет снизить погрешности определения коэффициентов передаточных функций по сравнению с низкочастотной фильтрацией и статистической обработкой сигналов. При обработке зашумленных откликов объекта применение вэйвлета типа «Symlet» обеспечивает наибольшую точность по сравнению с вэйвлетом Мейера, вэйвлетом «Мексиканская шляпа» и биортогональными вэйвлетами.

5. Разработан способ активной идентификации навигационных параметров объектов с помощью испытательных сигналов специальной формы (патент РФ № 2254588), позволяющий увеличить производительность и точность их измерения. Применение способа позволяет значительно уменьшить погрешность их измерения по сравнению с измерениями обычными приемными системами.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Андрианова Л. П. Моделирование испытательных сигналов в задачах активной идентификации объектов автоматизации / Л.П. Андрианова, Д.М. Сурков // Материалы докладов второй Всероссийской научно - технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий. Восточно - сибирский государственный технологический университет, Улан-Удэ, 2001г., сс. 116-121 / ISBN 5-89230-112-5.

Электронный журнал «Исследовано в России» / МФТИ; ред. Кудрявцев Н.Н., веб-мастер: Легеров Е.; Испытательные сигналы специальной формы в задачах активной идентификации / Андрианова Л. П., Сурков Д. М. / режим доступа http://zhurnal.gpi.ru/articles/2001/110r.html, свободный ; - Заглавие с экрана. - Яз. рус.

Андрианова Л. П. Моделирование пробных сигналов специальной формы в задачах идентификации объектов автоматизации / Л.П. Андрианова, С.Л. Малько, Д. М. Сурков // Материалы 6 Всероссийской научно - технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве», Нижний Новгород, 2002 г. сс. 15-17 / ISBN 5-6718-135-2.

Андрианова Л. П. Активная идентификация систем автоматического управления / Л.П. Андрианова, С.Л. Малько, Д. М. Сурков // Материалы международной научно - практической конференции «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО», Уфа, 2003 г., сс. 223-225. / ISBN 5-71280-035-4.

Сурков Д. М. Идентификация объектов автоматизации / Д.М. Сурков // «Наука: Поиск 2003». Сб. науч. статей: Вып. 1, Астрахань 2003 г., сс. 334-336 / ISBN 5-89388-057-9.

Сурков Д. М. Формирование сигналов специальной формы / Д. М. Сурков // «Наука: Поиск 2003». Сб. науч. статей: Выпуск 2, Астрахань, 2004 г., сс. 151-153 / ISBN 5-89154-120-3.

Андрианова Л. П. Испытательные сигналы в виде время-степенных функций / Л. П. Андрианова, Д. М. Сурков // «Электрификация сельского хозяйства». Международный науч. сборник. Выпуск 4, Уфа, БГАУ 2005 г-176 с, сс. 118-122 / ISBN 5-71590-161-8.

Пат. 2254588 Российская Федерация, МПК7 G 01 S 1/14. Способ прецизионного измерения навигационных параметров излучающих и отражающих объектов / Власенко В. П., Сорокин А. Ф., Сурков Д. М., заявитель и патентообладатель Астраханский гос. тех. ун-т. - №2003114850/09, заявл. 19.05.03, опубл. 20.06.05, Бюл. № 17.

Заявка 2006106473/22 МПК7 G 05 B 23/00. Задатчик время-степенных пробных сигналов / Сурков Д. М., заявитель Астраханский гос. тех. ун-т.; № 2006106473/22/007009; приоритет 01.03.06.

Размещено на .ru