автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.15, диссертация на тему:Исследование точностных характеристик элементов информационно-измерительных систем с волоконно-оптическими формирователями временных интервалов

№ О? 9Э

НПО "ВСЕСОЯЗНЫИ ОРДЕНА ТРНДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ И РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИИ" (НПО"ВНИИФТРИ")

адк 53.088.3:53.089.5:В21.31?.775:681.7.008 МИХАЛЬ ОЛЕГ ФИЛИППОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕМЕНТОВ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМИ ФОРМИРОВАТЕЛЯМИ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Специальность 05.11.15 - Метрология и метрологическое

обеспечение

На правах рукописи

Автореферат диссертации на соискание ученой степенн кандидата технических наук

Москва - 1992.

Работа выполнена в

НПО "Метрология"

Научный руководитель доктор технических наук

старший научный сотрудник Павленко Ш.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старкий научный сотрушик Юношев Л.С.

кандидат физико-иатеиатических наук, старший научный сотрудник Мачехин J0.I1.

Ведущая организация Институт радиофизики и электроники

АН ИССР.

Защита состоится ________ на заседании

специализированного совета Д 041.02.01 в НПО "ВНИИФТРИ"

141570, Московская обл., Солнечногорский р-н, п/о Менделеево.' (т.т. 535-93-85. 535-93-01) С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИФТРИ Автореферат разослан__--------------

Ученый секретарь

специализированного совета. .

кандидат технических наук Ш\Г Иванова Ю.Д.

.'•К*«

I - 3 -

ШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• м' п

усол.зций Дкшальность теки. В ряде приборов и систем электронно-оптической и информационно-измерительной техники используется принцип формирования временных интервалов (ВИ) в оптическом диапазоне, в частности, между стартовым и стоповым оптическими импульсами (импульсные лазерные дальномеры, оптические локаторы, лидары). Соответственно, тот ае принцип целесообразно использовать в аппаратуре встроенного контроля и метрологического обеспечения (ВКМО) указанных приборов и систем. Основными требованиями, предъявляемыми к аппаратуре ВКМО, являвтся: налое время подготовки и выведения на режим воспроизведения образцовой величины, простота обслуживания, высокая надежность. малое энергопотребление, минимальная масса и габариты и т.д. ' С появлением промывленных волоконных световодов (ВС) длиной в несколько километров стал принципиально реализуем метод воспроизведения ВИ на основе моделирования трассы распространения импульсного оптического сигнала с помочьп волоконно-оптической линии задерпки (ВОЛЗ). Этот метод наиболее полно соответствует перечисленным требованиям и представляется поэтому наиболее перспективным. Однако, в силу того, что ВС представляет собой неоднороднуп систему с пространственно дифференцированными компонентами. При воздействии на него внежних факторов (температуры, давления,влажности,механических и акустических возмущений и т.д.) значение воспроизводимого с его помощыэ ВИ может существенно меняться и выходить за допустимые пределы. Влияние перечисленных дестабилизирупдих факторов применительно к рассматриваемой области использования ВС может быть сучест-

ренно снижено выбором соответствующих технических режений при разработке ВОЛЗ (термостатирование, экранирование, демпфи-ровапис, применение звукоизоляции и т.д.), однако при этой затрудняется выполнение перечисленных требований, предъявляешь к разработке: растут время подготовки и выведения на режим, энергопотребление, масса и габариты, усложняется обслуживание, снижается надежность и т.д. В связи с этим в плане оптимизации выбора технического рещения при разработке подобной аппаратуры актуален круг вопросов, связанных с оценкой влияния дестабилизирующих факторов на точностные характеристики.

Цель работы. Диссертационная работа посвящена исследовании точностных характеристик систем, содержащих волоконно-оптические формирователи ВИ, при воздействии на них дестаби-лизирупщих факторов и разработке методов снижения влияния этого воздействия.

В работе сформулированы и решаются следующие задачи:

- разработка аппарата описания характеристик точности воспроизведения ВИ, позволяющего с единых позиций рассмотреть различные механизмы дестабилизирующего воздействия; применение этого аппарата к рассмотрению основных механизмов температурной нестабильности, оказывающей наибольшее дестабилизирующее воздействие;

- теоретическое исследование механизмов дестабилизирующего воздействия и углубленный анализ температурного дестабилизирующего фактора;

разработка метода оценки характеристик точности

Формирования ВИ (включая доверительное оценивание); применение разработанного метода к результатам экспериментального исследования ВОЛЗ;

- экспериментальное исследование статистических характеристик процесса формирования ВИ с помощью ВОЛЗ в условиях температурного дестабилизирующего воздействия;

практическая реализация ВОЛЗ, функционирующей. в условиях воздействия на нее температурного дестабилизирующего Фактора; оценка характеристик точности формирования ВИ реализованной ВОЛЗ.

Научная ноиизна. При реаснии поставленных задач получены следующие новые результаты.

Разработан метод описания ВИ с использованием аппарата теории нечетких мноместв. С позиций этого метода единообразно рассмотрены статистические характеристики процесса формирования ВИ, включая методические погремности различных способов фиксации временного положения (ФВП) импульса. Описано воздействие дестабилизирующего фактора в общем видй и конкретно для температурного воздействия. При этом единообразно рассмотрены основные механизмы воздействия и получены методики расчета соответствующих им составляющих погрешностей.

Разработан метод расчета в оптико-геометрическом прибли-вении коэффициента затухания для прямолинейного (однородного) ВС со ступенчатым профилем показателя преломления (ППП). С использованием этого метода получены аналитические и модельные оценки погрешностей, обусловленных температурным дестабилизирующим ноздейстпием. Оценки сделаны с учетом формы

зондирующего импидьса и применяемого способа ФВП. При расчете коэффициента затихания подучено, в качестве следствия, условие температурной независимости ВС со ступенчатым ППП.

Разработан метод расчета в оптико-геометрическим приближении импульсной характеристики ВС с произвольным градиентным ППП. С применением зтого метода средствами машинного моделирования проделано оценивание мирины импульсной характеристики для ВС со степенным ППП,

Разработан и оценен по точностным характеристикам метод доверительного оценивания интерполяционной температурной зависимости на основе бутстрзп-мвтода. Сформулирован эмпирический критерий оптимальности выбора степени многочлена для интерполяции температурной зависимости.

Разработаны принципы построения температурно не стабилизированных ВОЛЗ, предназначенных для эксплуатации в составе информационно-измерительных систем.

Практическая ценность. В результате проведения теоретических и экспериментальных исследований ВОЛЗ

- разработан метод расчета коэффициента затухания ВС со ступенчатым ППП, на основе которого получены рекомендации по создании температурно независимого ВС ;

- разработан и доведен до программной реализации метод расчета импульсной характеристики ВС с произвольным градиентным ППП, пригодный к применению в практической инаенерной деятельности при разработке систем с ВС для оценки их технических характеристик или предварительного формулирования требований к их техническим характеристикам;

разработан и применен при калибровке ВОЛЗ метод

статистической обработки с доверительным оцениванием на основе бутстрзп-метода. сокращающий в 3 - 4 раза требуемое количество реализаций и экономящий, благодаря этому, рпсурс применяемого лазерного импульсного источника излучения;

- разработан и реализован малогабаритный блок ВОЛЗ, работающий в условиях воздействия температурного дестабилизирующего фактора без системы термостатирования.

Апробация работы. Содержание основных положений диссертации докладывалось и обсуждалось па Всесоюзном научно-техническом семинаре "Импульсная фотометрия" С1984 г.); II Всесоюзной научно-технической конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение" (1984 г.); 01 Всесоюзной конференции "Проблемы метрологического обеспечения систем обработки измерительной информации" (1987 г.); и Всесоюзной научно-технической конференции "Метрология в дальнометрии" (1988 г.); II Всесоюзной научно-технической конференции "Измерение параметров формы и спектра радиотехнических сигналов" (1909 г.)

Публикации. По результатам приведенных в работе исследований опубликовано 10 научных трудов: 2 статьи . 1. депонированная рукопись. 7 тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и содержит 157 страниц основного мааннописного

текста, 65 рисунков на 40 страницах, библиографию из 64 названий.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ К ЗАЦИТЕ

1. ВИ может быть описан как аппроксимация нечеткого множества, функция принадлежности которого построена с учетом Формы стартового и стопового импульсов, четким множеством, построенным по моментам ФВП. В условиях температурного дестабилизирующего воздействия при анализе характеристик точности формирования ВИ для заданного метода ФВП целесообразно рассматривать систематическую и случайную составляющие погрешности этого метода относительно базового и погрешности основных механизмов температурной нестабильности формирования ВИ. В качестве базового целесообразно выбрать метод ФВП по медиане импульса, являющийся оптимальны в смысле минимума среднеквадратического отклонения нечеткого множества, описывающего ВИ. от аппроксимирующего его четкого множества.

2. Систематические и случайные составляющие погрешностей формирования ВИ ВОЛЗ. обусловленные основными механизмами температурной нестабильности, могут быть оценены аналитически или методами математического моделирования на основе разработанных методов расчета в оптико-геометрическом приближении затухания однородного ВС со ступенчатым ППП и импульсной характеристики ВС с произвольным градиентным ППП. Полученные оценки погрешностей для трех способов ФВП (порогового, по медиане и по постоянной части импульса) в случае зондирующего импульса обобщенной косинусоидальной формы соответствуют экспериментальным оценкам, с учетом допущений

модели.

3. Исловием температурной независимости ВС с прямоугольным ППП является пропорциональность коэффициентов преломления сердцевины и оболочки их коэффициентам температурного расширения.

4. В условиях ограниченного ресурса лазерного источника излучения, интервальное оценивание калибровочной кривой ВОЛЗ ыояет быть сделана с помочьп бутстрэп-алгоритма. При этом в пределах выборок в 5000 реализаций бутстрэп-алгоритм нечувствителен к малым (до 10 - 152) нелинейностям функции распределения применяемого в нем генератора случайных чисел.

5. Эмпирическим критерием оптимальности выбора степени интерполяционного многочлена, при которой достигается максимальная устойчивость результата, является равенство среднеквадратических отклонений разброса совокупности аппроксимирупцих кривых бутстрэп-реализаций и отклонения аппроксимирущих кривых бутстрэп-реализаций от экспериментальных точек.

СОДЕРШИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность и практическая ценность диссертационной работы, формулирувтся задачи и дается краткий обзор современного состояния вопроса. Рассматривания дестабилизируете факторы, влияицие на точностные характеристики формирования ВИ. Отмечается, что температура,

как влияющий фактор, наиболее существенна, так как для компенсации ее воздействия требуются энергоемкие массивные и габаритные узлы и элементы конструкции.

В литературе описаны основные механизмы воздействия температурного фактора, которые в реальном ВС болыой длины находятся во взаимодействии. Так как ВС плохой проводник тепла, время выравнивания температуры по длине ВС соизмеримо со временем возникновения новых температурных неоднородностей. Таким образом температурный режим для ВС в целом является квазистационарным, а температурная нестабильность воспроизведения ВИ определяется статистическими характе- -ристиками флуктуаций температуры.

В главе i рассмотрено нечеткое теоретико-множественное описание ВИ. формулируется оптимальная оценка значения ВИ, дается анализ точностных характеристик формирования ВИ и классификация механизмов погрешностей.

При аналитическом рассмотрении ВИ может быть построена иерархия способов описания. Первое приближение - в рамках традиционной теории множеств. Второе приближение - основано на нечетком теорико-множественном описании, при котором ось времени разбивается на пять частей моментами начала С101 и til) и конца (t02 и И2) стартового fcT(t) и стопового fcn(t) импульсов. Третье приближение - начала и концы стартового и стопового импульсов сами описываются нечеткими множествами и т.д. Третье, четвертое и т.д. приближения применительно К рассматриваемым вопросам далее не используются. Функция принадлежности начеткого множества, описывающего ВИ, в рамках второго приближения может быть определена следующим образом:

Г о, Ь ;

Лг Л * ;

™: Л*,«, М^тШ+Щ/^* ¡сгт №

При этом возможно три вида взаимного соответствия нечетких множеств Т1 и Т2: тождественность (/вТ1=^Т2), строгое неравенство (ЛТ1<ЛТ2 или /Ш>/(Т2) и

Г Л» / Л/ I/ «V / /V

несоизмеримость (не справедливы ни одна из приведенных записей). Для снятия несоизмеримости ВИ вводится определение аппроксимации нечеткого множества четким,'минимально удаленным от него в среднеквадратическом смысле. Эта аппроксимация соответствует ФВП импульсов по медиане.

В связи с задачей воспроизведения ВИ конкретизируется форма представления статистических характеристик. Рассматривается в терминах теории нечетких мновеств детерминированный аспект, соответствующий процессу измерения ВИ, и статистический аспект - описание характеристик точности формирования ВИ. В рамках статистического аспекта форма импульса интерпретируется как вероятность фиксации его временного положения в соответствующий момент времени. На основании рассмотренного соотношения между традиционным статистическим и нечетким теоретико-множественным описаниями характеристик точности формирования ВИ делается вывод о применимости аппарата теории нечетких множеств как для описания ВИ в процессе его измерения, так и для определения характеристик точности воспроизведения ВИ.

На основе нечеткого теоретико-множественного описания рассматривался погрешности формирования ВИ применительно к ВОПЗ. Приводится обобцснная блок-схема измерения ВИ Форкирус-

мых с помощы) ВОЛЗ и рассматривается уравнения свертки, учитываищие импульсные характеристики ВС и фотоприеиников. Далее рассматриваются ВОЛЗ при наличии произвольного внешнего влияющего Фактора (ВВФ), воздействующего на ВОЛЗ и меняющего характеристики распространения сигнала так, что изменяются

амплитуда и временное положение стопового импульса относи-

$

тельно стартового. Для этого случая использованы описания ВИ в первом и втором приближениях, в рамках которых анализируются составляющие погрешностей. Показано, что второе приближение более информативно, так как помимо погремностей первого приближения позволяет описать составляющие погрешности, связанные с флуктуациями устройств ФВП.

Описанные в литературе основные механизмы проявления нестабильности значения ВИ при воздействии температурного дестабилизирующего фактора могут быть систематизированы в соответствии с причинно-следственными связями входящих в них явлений следующим образом.

1. Изменение оптической длины ВС за счет действующих значений температурного расжирения и температурного изменения показателя преломления.

2. Изменение момента ФВП при изменении импульсной характеристики ВС за счет изменения конфигурации ППП.

3. Изменение коэффициента пропускания, вызванное изменением конфигурации ППП ВС и соответствующим изменением локальной числовой апертуры.

4. Изменение коэффициента пропускания ВС, вызванное ужирением выходного импульса и соответствующим уменьшением его амплитуды.

На основе этой систематизации выражение, описывающее воздействие ВВФ, конкретизируется для случая температурного

фактора аддитивным соотнопением. Затем, в связи с основными механизмами проявления нестабильности ВИ. конкретизируются взаимосвязи между составляющими погрешностей.

Таким образом, предложен подход на основе нечеткой теории нноаеств, дающий исчерпывавшее описание ВИ и процедуры его измерения. Показано, что этот подход позволяет провести качественный анализ составляющих погрешностей. Основные составляющие погрешностей классифицированы в связи с причинно-следственными связями, характеризующими их проявление. Проведен анализ законов композиции составляющих погрешности для температурного фактора дестабилизации.

В главе 2. сделаны теоретические оценки составляющех погреиности, классифицированных в главе 1, для импульсов обобщенной косинусоидальной формы с учетом влияния трех различных механизмов ФВП.

Вводится выражение для обобщенного косинусоидального импульса:

где а , в - временной и амплитудный масвтабные коэффициенты:

N - паранетр формы. Приводятся определения методов ФВП импульсов: однопороговый. по медиане и по постоянной части. Исследуются составляющие погреиности ФВП иипульса однопороговым методом и по постоянной части относительно момента ФВП по медиане, выбранного в качестве базового ввиду минимальности среднеквадратического

к) • / I '

>

отклонения аппроксимации нечеткого множества, соответствующего ВИ, четким множеством. В ходе этого рассмотрения для нескольких значений параметра N демонстрируются аналитический и качественный подходы с моделированием на ЭВМ.

Далее рассматривался погремности ' формирования ВИ. не зависящие от изменения формы импульса - первый и третий (согласно приведенной систематизации) механизмы. Для первого механизма выводятся выражения для систематической составлявшей в линейном приближении и для случайной составлявшей при равномерном и нормальном законах распределения флуктуирующих значений температуры. При рассмотрении третьего механизма выводится и исследуется в различных приближениях выражение*для изменения предельного угла пропускания прямолинейного ВС со ступенчатым ППП:

Г К\/п*ггПт '

где псМ.поИ - коэффициенты преломления материалов сердцевины и оболочки ВС при опорной температуре М; Т - текущее значение температуры; ^с и ^/5о - температурные коэффициенты изменения показателей преломления сердцевины и оболочки ВС. Одно из полученных следствий - условие температурной независимости ВС:

Поп

Пст< А

Полученная температурная зависимость пропускания ВС рассматривается для пссколыог'. пидоп распределения мощности

излучения по углу К^) на входе ВС: равномерного И&)-1о, косинусоидалыюго 1(0) =1о.сообобщенного косинусоидалыюго К$)=1о.со^($). Оцениваются соответствующие погрешности, обусловленные смешением момента ФВП. для методов ФВП пс медиане, по постоянной части импульса и однопорогового.

Затем рассматриваются погрешности формирования ВИ, обусловленные изменением формы импульса - второй механизм. Выводится пара уравнений для расчета в параметрической форме импульсной характеристики 1КТ) ВС с произвольным градиентным

ППП: ^ ,

Щ (г) с1г

ЧРГ-

ж

\[пгс(г)-№

£%ЦагШУп?(г)-п$"Упс(г)-п'с (г) . IН-ПЦг) + Щ'

где 1(Р) - задерака распространения излучения, претерпеваючего полное внутреннее отрашение (разворот) на цилиндре с радиусом 0<г<рс; ^ Го - радиус сердцевины ВС; 1вс- геометрическая длина ВС; Ро,Пе(г)~ показатели преломления оболочки и сердцевины на радиусе Г ;

Н(Г) - радиальная плотность энергии излучения; 7 - световой поток. Приводится блок-схема соответствующей программы для ЗВИ, в качестве примера представляются результаты расчета для градиентных ВС со степенным законом изменения ППП. СП учетом полученных результатов, в приблияении степенного ППП сделан вывод о пренебрежимо малом значении погрешностей второго

механизма по сравнении с остальными механизмами температурной нестабильности.

Далее рассматриваются погрешности, обусловленные уменьшением амплитуды импульса вследствие его уширения при распространении по ВС - четвертый механизм. Показано, что в случае импульса обобщенной косинусоидальной формы уширение и уменьшение высоты импульса связаны обратно-пропорциональной зависимостью. Даются эмпирические оценки уширения импульса для прямоугольного и градиентного ППП, а так ше оценки соответствующих составляющих погрешности.

Таким образом, сделаны аналитические оценки по погрешностям трех способов ФВП для . импульса обобщенной косинусоидальной формы. С применением аналитических и модельных методов оценены величины погрешностей четырех основных механизмов температурной нестабильности формирования ВИ ВО/13. Предлошены методы расчета температурного изиенения предельного угла пропускания ВС с прямоугольным ППП и импульсной характеристики ВС с произвольным градиентным ППП.

Глава III посвящена рассмотрению вопросов доверительного оценивания погрешностей формирования ВИ в специфических для B0/I3 условиях: при малом количестве экспериментальных реализаций.

Рассматриваются традиционные методы доверительного оценивания и пределы их использования. Анализируются применяемые на практике стратегии доверительного оценивания в случае малых выборок.

Описывается бутстрэи-метод довсрительниго оценивания, согласно которому из единственной исходной малой

статистической выборки с использованием генератора случайных чисел с равномерным законом распределения производится совокупность выборок, статистически эквивалентных исходной. Уточняется понятие статистической эквивалентности. Приводится блок-схема алгоритма, реализующего бутстрзп-метод. Дается качественная интерпретация бутстрэп-метода в теорико-информационном аспекте, на основе которой делается оценка его надежности в отношении влияния повторявшихся комбинаций. Приводится блок-схема алгоритма модернизированного бутстрэп-метода с искличеннеи повторявшихся комбинаций.

Рассматривается интерполяционный вариант бутстрзп-аетода. ориентированный на обработку с построением по экспериментальный данным аппроксимирующих многочленов Н-й степени. Предлагаются алгоритмы реализации этого метода, йнализирувтея вопросы устойчивости результатов, в связи с чем предлагается эмпирический критерий оптимальности . выбора степени аппроксимирующего многочлена: равенство среднеквадратнческих отклонений разброса совокупностей аппроксимирувщих кривых бутстрэп-реализаций и отклонения аппронсиыирущих кривых бутстрэп-реализаций от экспериментальных точек.

Исследуется влияние нелинейности функции распределения используемого генератора случайных чисел на устойчивость результатов. Исследование проводится методом машинного эксперимента по восьми разным статистическим критериям. Получены сходящиеся результаты. Показано, что при количестве выборок порядка 5000 бутстрзп-метод не чувствителен к нелинейностяа функции распределения генератора случайных чисел в пределах 10-152.

В результате проведенного исследования показана возможность применения бутстрэп-метода для доверительного'

оценивания при статистической обработке экспериментальных выборок, полученных, в частности, при исследовании погрешностей формирования ВИ ВОЛЗ. Предложены и оценены по точностным характеристикам алгоритмы обработки, позволявшие существенно экономить ресурс системы.

В главе 1У приведены результаты экспериментальной оценки составляющих погрешности формирования ВИ ВОЛЗ. помещенной в регулируемые температурные условия.

Излагаются принципы проведения экспериментальной оценки, рассматриваются параметры ВС, использовавшегося в ходе эксперимента, приводится описание конструктивного оформления макета ВОЛЗ. Приведены блок-схема и описание элементов экспериментальной установки. Представлены результаты экспериментального исследования инерционности установки по времени выхода в заданную температурную точку.

Проводились исследования температурной зависимости задершки распространения излучения в ВОЛЗ в связи с задачей оценки составляющих погрешности по первому механизму. Измерения проводились по двум методикам: с поддержанием постоянной амплитуды оптического импульса с помощью корректировочных светофильтров и без поддержания постоянной амплитуды. При сопоставлении двух групп результатов измерений локализовано проявление первого механизма и сделаны оценки соответствующих составляющих погрешности. Проведено исследование температурной характеристики пропускания ВОЛЗ в связи с оценкой третьего и четвертого механизмов температурной нестабильности. При этом выполнялись две группы измерений: на импульсном и на непрерывном световых потоках. Сопоставление

данных импульсного и непрерывного световых потоков позволяет сделать оценку погрежностей для третьего механизма нестабильности. Кроме того данные, полученные при импульсном световой потоке использованы для оценки погрешностей четвертого механизма температурной нестабильности.

Произведено сопоставление результатов экспериментального исследования с данными аналитического рассмотрения. Сделан вывод об удовлетворительном соответствии аналитической модели экспериментальным данный и о целесообразности применения ее для оценок точностных характеристик ВОЛЗ.

В аспекте практического использования ВОЛЗ анализируются альтернативные подходы в задаче имитации трассы распространения сигнала импульсного лазерного дальномера и оценивается перспективность разработки имитатора трассы на основе ВОЛЗ. Описывается аппаратурная реализация имитатора такого типа. Приводятся результаты экспериментального исследования его характеристик.

Таким образом. проведена экспериментальная оценка

погрешности формирования ВИ ВОЛЗ. Для этого исследованы температурные зависимости задержки распространения сигнала и пропускания ВОЛЗ на импульсном и непрерывном сигналах. Проведен сопоставительный анализ экспериментальных результатов и предложенной аналитической модели. Рассмотрен вариант аппаратурной реализации ВОЛЗ в составе информационно-измерительной системы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан метод описания ВИ с использованием аппарата теории нечетких множеств, позволявший единообразно рассмотреть

статистические характеристики процесса формирования ВИ для сравнительной оценки погрешностей различных способов фиксации временного полояения импульса.

2. Разработан метод расчета коэффициента затухания ВС со ступенчатым ППП. на основании которого получены рекомендации по создания темиературно независимого ВС.

3. Сделаны аналитические и модельные оценки погреяностей, температурной дестабилизации с учетом формы зондирующего импульса я применяемого способа ФВП.

4. Разработан и доведен до программной реализации метод расчета импульсной характеристики ВС с произвольным градиентным ППП. пригодный к применении в практической инженерной деятельности.

5. Разработан и оценен по точностным характеристикам метод доверительного оценивания на основе бутстрэп-алгоритма для случая двумерной зависимости. Сформулирован эмпирический критерий оптимальности выбора степени многочлена для интерполяции этой зависимости.

0. Разработанный метод доверительного оценивания реализован программно и применен при калибровке ВОЛЗ. При этом за счет сокращения в 3 - 4 раза требуемого количества статистических реализаций сокращен расход ресурса применяемого лазерного импульсного источника излучения.

7. Разработаны принципы построения температурно не стабилизированных ВОЛЗ. предназначенных для эксплуатации в составе информационно-измерительных систем.

8. Реализован малогабаритный блок ВОЛЗ. работавший в условиях воздействия температурного дестабилизирующего фактора без системы термостатироиания.

- 21 -

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В РАБОТАХ:

1. 1/ихаль О.Ф. Генератор реализаций импульсного процесса для натенатических моделей аппаратуры петрологического обеспечения импульсной дальнометрии. //Всесовзн. конференция молодых ученых и специалистов "Влияние повымения уровня метрологического обеспечения и стандартизации на эффективность производства и качество выпускаемой продукции": Тезисы доклада. - Тбилиси: 1Э83. - ч.2. - с.58.

2. Иихаль О.Ф. Определение импульсных характеристик волоконно-оптических ослабителей с использованием статистических и детерминированных математических моделей //К Всесовзн. конференция "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение": Тезисы доклада. - II.: 1984. - с.59.

3. Нихаль О.Ф. Сравнение трех приблишений при модельном расчете температурной зависимости пропускания волоконного световода, //рукопись деп. во ВНИИКИ, 4.11.8В. Н 201-КК.

4. Нихаль О.Ф. Оценка устойчивости бутстрзп-алгоритма 9 обработки измерительной информации при нелинейности функции

распределения генератора случайных чисел //UI Всесовзн. конференция "Проблемы метрологического обеспечения систем обработки измерительной информации": Тезисы доклада. - И.: 1987. - с.110.

5. Нихаль О.Ф. Качественная теоретико-информационная интерпретация и оценка достоверности бутстрзп-алгоритма обработки измерительной информации //UI Всесовзн. конференция "Проблемы метрологического обеспечения систем обработки измерительной информации": Тезисыvдокладов. - У.n 1987. -с.111.

Г». Нихаль О.Ф. Уточнения понятия "нременной интервал" с

позиций теории нечетких множеств. //Измерительная техника, -1987, - N8, - с,5.

7. Нихаль О.Ф., Павленко В.Ф. 06 описании временных интервалов с использованием аппарата теории нечетких множеств //II Всесопзн. конференция "Измерение параметров формы и спектра радиотехнических сигналов": Тезисы докладов. - Харьков: 1989. - с.292.

8. Нихаль О.Ф. Оценка передаточной характеристики волоконно-оптического тракта по конфигурации профиля показателя преломления. //ОМП. - 1989. - N5. - с.16.

9. Ватова Л.Б., Михаль О.Ф. О минимизации нестабильности Фиксации временного положения асимметричного флуктуерущего импульса. //III Всесопзн. конференция "Петрология в дальнометрии": Тезисы докладов. - Харьков: 1988. - с.55.

10. Нихаль О.Ф., Павленко П.Ф. Анализ соответствия характеристик различных описаний временного интервала // III Всесопзн. конференция "Петрологическое обеспечение ИИС й АСУ ТП": Тезисы докладов. - Пенза: 1990.