автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Разработка и исследование автоматизированной системы испытаний низкочастотных многоканальных информационно-измерительных систем

кандидата технических наук
Максимов, Николай Васильевич
город
Москва
год
1983
специальность ВАК РФ
05.11.16
цена
450 рублей
Диссертация по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам на тему «Разработка и исследование автоматизированной системы испытаний низкочастотных многоканальных информационно-измерительных систем»

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Максимов, Николай Васильевич

Введение

Основные положения,выносимые на защиту

ГЛАВА I. Анализ современного состояния, тенденций развития ГИИС и методов их испытаний при цроизводстве и эксплуатации. <"L

1.1. Анализ современного состояния и тенденций развития ГИИС.

1.2. Анализ геофизических систем как объектов испытаний

1.3. Анализ существующих методов автоматизации измерений параметров ШИС. ""

1.4. Постановка задач для разработки и ИССЛедований. w

Выводы.

ГЛАВА 2. Уплотнение измерительной информации и оценка искажений сигналов при испытаниях ШИС на входных воздействиях, имитирующих геофизические сигналы .^

2,1 Модификация метода главных компонент для уплотнения массивов измерительной информации в АСИ ГИИС

2.2. Методы оценки искажений сигналов в ГИИС по измерительной информации, предварительно уплотненной методом главных компонент

2.3. Математическая модель измерительных каналов

2.4. Методы оценки искажений сигналов в ГИИС с помощью критерия среднеквадратичного отклонения .^

Выводы.

ГЛАВА 3. Методы определения нормируемых параметров измерительных каналов ГИИС при автоматизированных испытаниях на тестовых периодических сигналах.

3.1. Метод оценки фазовой невдентичности каналов тракта регистрации ГИИС

3.2. Метод оценки амплитудно-частотной характеристики каналов тракта регистрации ГИИС.

3.3. Метод оценки параметров аналого-цифровых преобразователей ГЙИС в полевых условиях.

3.4. Методика статистической обработки измерительной информации при испытании ГИИС на детерминированном тестовом сигнале

Выводы.

ГЛАВА 4. Принципы построения АСИ ГЙИС. Автоматизированная система управления технологическим процессом испытаний цифровых сейсморазведочннх станций "Прогресс".

4.1 Основные принципы построения АСИ ГИИС

4.2; Автоматизированная система управления технологическим процессом испытаний цифровых сейсморазведочннх станций "Прогресс"

Описание аппаратурного обеспечения.

Описание программного обеспечения.

Информационное обеспечение

Организационное обеспечение.

4.3. Результаты внедрения и эксплуатации АСУ ТП испытаний

Выводы.

Предполагаемое продолжение работы

Введение 1983 год, диссертация по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, Максимов, Николай Васильевич

Низкочастотные многоканальные информационно-измерительные системы, позволяющие обрабатывать в реальном масштабе времени многомерные массивы измерительной информации, получают все большее 1 распространение в гидроакустике, фотометрии, при изучении виброустойчивости различных объектов. Наибольшее развитие и распространение такие системы имеют в геофизике, в частности в сейсморазведке нефтегазоносных местороздений, получив название геофизических информационно-измерительных систем (ГИИС). Типичными представителями ГИИС являются цифровые сейсморазведочные системы (ЦСС) нового поколения, о необходимости производства которых указано в решениях ХХУТ съезда КПСС и в соответствующей межотраслевой комплексной научно-технической программе 2J .

В состав таких систем (рис. 0.1, 0,2) входят десятки и сотни измерительных каналов, содержащих первичные и вторичные измерительные преобразователи и цифровые устройства для обработки и регистрации измерительной информации. При этом цифровые устройства, как правило, являются общими для всех каналов [З, 4] .

Сейсморазведочные ГИИС монтируются в салонах автомобилей и предназначены для измерений параметров многомерных геофизических полей. Процесс измерения состоит из первичного измерительного преобразования с помощью сейсмодатчиков, усиления с фильтрацией электрических сигналов и их регистрации в виде массивов мгновенных значений на магнитные носители с целью дальнейшей обработки измерительной информации на ЭШ. Для получения сейсмических полей в земной коре используются невзрывные (импульс;- ^ или вибрационные ) и взрывные источники [42 J . В последнем случае,

ТРАКТ РЕГИСТРАЦИИ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ I 2

Рис. 0.1. Обобщенная блок-схема ГИИС: ПИП - первичный измерительный преобразователь, ЕИП-вторичный измерительный преобразователь,КК-коммутатор каналов, АЦП - аналого-цифровой преобразователь, УПОИ - устройство преобразования и обработки информации, РИ - регистратор информации, УШ - устройство воспроизведения информации, УВШ -устройство возбуждения геофизических полей, ШИ - шина информации, ШУ - шина управления.

Датчик

Фильтр высох частот их—>

Режекторннй фильтр

Фильтр низких частот

Рис.0.2. Блок-схема измерительного канала геофизической информационно-измерительной системы. особенно при исследовании больших глубин земной коры с помощью мощных взрывов или естественных землетрясений, геофизический эксперимент становится однократным и нередко уникальным процессом. В этих условиях резко повышаются требования к степени готовности сейсморазведочной ШИС регистрировать геофизические сигналы с минимальными искажениями. Оптимальным направлением снижения потерь геофизической информации является оценка возможных искажений сигналов в измерительных каналах тракта регистрации ШИС в полевых условиях непосредственно перед экспериментом. Однако сами по себе испытания ГИИС с целью определения нормируемых параметров измерительных каналов тракта регистрации даже в производственных условиях являются длительным и трудоемким процессом. Например, для испытания 48 канальной сейсморазведочной ГИИС с помощью обычных измерительных приборов необходимо 7-8 рабочих дней £l02] . С учетом того, что число измерительных каналов в современных ГИИС достигает 200-500, цри этом для каждого канала нормируется до 20 параметров, актуальным является вопрос об автоматизации процесса испытаний таких систем .

Созданные в СССР и США. автоматизированные системы испытаний (АСИ) сейсморазведочннх ШИС позволили в значительной степени снизить трудоемкость контрольно-измерительных операций iOOj . Однако эти АСИ построены на основе стационарных мощных и универсальных ЭШ и не обеспечивают оперативности при испытаниях ГИИС, отдаленных от вычислительных центров. Кроме того, математическое обеспечение известных АСИ не обеспечивает требуемой погрешности измерения нормируемых параметров ШИС цри проведении приемо-сдаточных испытаний на заводе-изготовителе.

Широкое применение в составе ГИИС встроенных микро-ЭВМ создало принципиальные предпосылки для создания АСИ на их основе, в том числе для проведения автоматизированных испытаний ГИИС непосредственно в полевых условиях [а] \ Однако обычный перевод программного обеспечения стационарных ЭВМ из состава АСИ на языки встроенной микро-ЭВМ является неэффективным, так как объемы измерительной информации при испытаниях ГИИС составляют от 0,5 до 10 мегабайт, в то время как объем оперативной памяти серийно выпускаемых микро-ЭВМ, как правило, не превышает 64 килобайт. Поэтому только для целей автоматизации испытаний понадобилось бы вводить в состав ГИИС дополнительные мощные полупроводниковые шеи дисковые устройства памяти.

Решением данной проблемы является создание нового класса АСИ на базе встроенной в ГИИС микро-ЭВМ и разработка для них программного обеспечения, позволяющего решать задачи обработки измерительной информации в реальном масштабе времени как в полевых, так и в стационарных условиях испытаний.

В качестве первого этапа на пути частичного решения этой проблемы в диссертационной работе был проведен анализ научно-технической литературы, посвященной исследованиям различных аспектов оценки искажений сигналов в информационно-измерительных системах. Известные работы могут быть классифицированы на следующие группы. Первая из них направлена на исследование вопросов нормирования инструментальной погрешности информационно-измерительных систем. Среди наиболее значительных работ этой группы можно назвать монографии В.Я.Возенберга [7] ,

П.В. Новицкого [lb} , М.Л.Цапенко [1б] ; публикации М.Крауза и Э.Вошни [5] , Г.И.Кавалерова и С.М.Мандельштама [13] , Б.И.Швец-кого [ll] , И.Я.Каверина и Э.И.Цветкова [l7j , А.Ф.Котюка £68, 69] , Г.Я.Мирского [l4] . Применительно к данной диссертации необходимо выделить из работ монографию Н.А.^убичева [о], в которой исследуется подход к оценке искажений непрерывных сигналов в радиотехнических системах на основе критерия среднеквадратичного отклонения. Анализ методов испытаний ИИС проводится в перечисленных работах, а также в публикациях Р.Камер-форда /84] .

Системному анализу методов построения и функционирования автоматизированных систем контроля и испытаний радиоэлектронной аппаратуры посвящены работы второй группы: В.А.Долгова [34J , И.Ф.Клисторина и А.Е.ЯЬдзина [35], В.М.Разумного (51, 89], Ю.Д.Сверкунова [52], А.С.Касаткина [88], П.И.Кузнецова [90J, Э.Л.Ицковича [91], К.Б.Карацдеева /94], И.Г.Кальмана [85]. Анализ методических погрешностей ШИС цроведен в монографии М.К.ПЬлшкова [40].

Методы и средства автоматизации испытаний отдельных узлов информационно-измерительных систем рассмотрены в работах третьей группы: Г.Д.Бахтиарова /20), В.В.Островерхова [2l], В.Б.Смолова [jsj, Э.И.Гитиса и Е.А.Шгскулова [27], У. Верни [зх], В.В.Смелякова [зз] , О.Л.Галаховой [28], Т.Л.Смирнова [2б].

Анализ методов уплотнения и цифровой обработки информации проведен в монографиях У.Црэтта [70], К.Иберла [7l], А. Н.Дуброва [74], М.Б.Рапшюрта [4l], работах Козлова Е.А. /43J, Г.ХЬтеллинга £79], составляющих четвертую группу работ.

Однако,несмотря на большое число публикаций по различным аспектам испытаний информационно-измерительных систем, до начала работы соискателя по данной теме не были решены основные научные и методические вопросы автоматизации испытаний передвижных аналого-цифровых комплексов такого рода, как ГИИС. В частности, отсутствовали оптимальные методы оценки искажений тестовых сигналов и импульсов, имитирующих реальные сейсмические воздействия, возникающих в тракте регистрации ГИИС, включая цифровые и регистрирующие устройства, при обработке измерительной информации в реальном масштабе времени. Не исследованы также теоретические и методические основы уплотнения и статистической обработки измерительной информации в реальном масштабе времени цри испытаниях ГИИС в полевых и производственных условиях с использованием встроенных мшфо-ЭВМ при оптимизации аппаратурных затрат. Это объясняется прежде всего тем, что перечисленные исследования проводились не с единых теоретических позиций, учитывающих влияние на инструментальную погрешность измерительных каналов ГИИС искажений информации ж случайных сбоев в цифровых и регистрирующих устройствах. Кроме того, при анализе методов автоматизации испытаний информационно-измерительных систем в известных работах не учитывались требования к минимизации аппаратурного обеспечения, что является важным условием организации испытаний ГИИС в полевых условиях с помощью встроенных микро-ЭВМ.

Целью диссертационной работы является создание математического, программного и аппаратурного обеспечения единой для для производства и эксплуатации автоматизированной системы испытаний ГИИС ? при обработке измерительной информации в реальном масштабе времени с помощью встроенных микро-ЭВМ.

Настоящая работа в своей теоретической части является естественным продолжением отмеченных ранее работ. Перечисленные работы позволили поставить и решить основные теоретические и методические вопросы, связанные с созданием автоматизированных систем испытаний ГИИС в, процессе разработки, производства и эксплуатации.

Значительная часть приводимых в дальнейшем результатов публиковалась соискателем в периодических изданиях /98+109], некоторые результаты исследований приводятся впервые. При этом основное внимание было уделено решению следующих научно-технических задач:

Теоретические:

- исследование процесса уплотнения и статистической обработки измерительной информации в реальном масштабе времени при автоматизированных испытаниях ШИС на имитирующих и тестовых входных воздействиях;

- анализ и исследование критериев оценки искажений сигналов в измерительных каналах ГИИС, в том числе в цифровых обрас батывающих и регитрирующих устройствах, по измерительной информации, предварительно уплотненной методом главных компонент.

- разработка математической модели измерительного канала

ШИС.

Методические:

- разработка методики уплотнения и статистической обработки в реальном масштабе времени измерительной информации при испыта ниях ГИИС на периодических тестовых сигналах;

- разработка методик автоматизации оценки нормируемых параметров АЦП, а также амшштудно-'^азо-частотных характеристик усилителей ГИИС, при помощи микро-ЭВМ с ограниченным объемом памяти в условиях производства и эксплуатации;

- разработка методик диагностирования искажений измерительной информации в цифровых и регистрирующих устройствах ГИИС с помощью аналоговых тестовых сигналов.

Аппаратурные:

- разработка общих принципов построения и функционирования АСИ ГИИС;

- разработка методического, математического, программного и аппаратурного обеспечения АСУ ТП стендовых испытаний ЦСС ряда "Црогресс". фи этом использовались аналитические методы теоретических исследований с привлечением математического аппарата теории математической статистики и случайных процессов, матричного анализа, спектрального анализа и цифровой обработки сигналов с применением моделирования на ЭВМ.

Содержание работы изложено во введении, четырех главах, выводах, заключении и приложениях. В первой главе:

- проведен анализ современного состояния и тенденций развития ГИИС, из которого следует, что в настоящее время в различных отраслях геофизического приборостроения наблюдается интенсивное внедрение геофизических информационно-измерительных систем с широким использованием микропроцессорных комплектов и микро-ЭШ,

Во второй главе изложены результаты аналитических исследований, проведенных соискателем, в частности:

- исследованы принципы уплотнения измерительной информации методом главных компонент в реальном масштабе времени с помощью микро-ЭВМ, обоснована связь между главными компонентами и функцией потерь, используемой для оценки искажений сигналов с помощью критерия среднеквадратичного отклонения, исследованы условия адаптивности алгоритма вычисления главных компонент по отношению к динамическому диапазону мгновенных значений входных сигналов;

- разработана математическая модель идеализированного и реального измерительных каналов ГИИС с учетом искажений сигналов, вносимых цифровыми и регистрирующими устройствами;

- предложены методы использования и нормирования с применением моделирования на ЭВМ модифицированного критерия среднеквадратичного отклонения, позволяющие проводить оценку искажений сигналов комбинированных аналого-цифровых измерительных каналах ГИИС цри испытании на аналоговых входных воздействиях, а также обеспечивающих выявление искажений измерительной информации, вызванных сбоями в цифровых обрабатывающих и регистрирующих устройствах.

- исследованы методы оценки искажений сигналов в измерительных каналах ГЙИС по измерительной информации, предварительно уплотненной методом главных компонент.

В третьей главе предложены методы автоматизации оценки и диагностирования искажений сигналов и определения нормируемых параметров ГИИС в полевых и производственных условиях, применяемых для целей управления, обработки информации и контроля параметров систем в процессе геофизического эксперимента;

- цроведен анализ методов уплотнения и статистической обработки измерительной информации при испытаниях ГИИС, в качестве наиболее целесообразного предложено принять для дальнейшего исследования один из вариантов методов факторного анализа - метод главных компонент, позволяющий не только сжать информацию с дальнейшим ее восстановлением с достаточной точностью, но и обеспечить изучение корреляционных зависимостей мезд$ параметрами каналов ГИИС; при этом отмечено, что существующие методы вычисления главных компонент неприемлемы при использовании микро-ЭВМ и требуют соответствующей модификации для работы в реальном масштабе времени;

- цроведен анализ ГИИС как объектов испытаний, сформулированы требования к выбору критериев оценки искажений сигналов в измерительных каналах ГИИС, включая цифровые и регистрирующие устройства, по измерительной информации, предварительно уплотненной методом главных компонент; '

- проведен анализ существующих методов автоматизации измерений нормируемых параметров измерительных каналов обычных видов ИИС в условиях производства и эксплуатации, при этом выявлено, что большинство известных методов испытаний ИИС неприемлемы для. определения параметров ГИИС с помощью встроенных ми1фО-ЭШ, особенно в полевых условиях;

- сформулированы требования к построению автоматизированной системы испытаний ГИИС в процессе производства и эксплуатации. в частности:

- предложен метод статистической обработки и уплотнения измерительной информации,, полученной при испытании ГИИС на тестовом периодическом сигнале, с использованием встроенных микро-ЭВМ или стационарных ЭВМ из состава АСИ, удаленной от исследуемого объекта;

- предложен быстродействующий метод оценки временных соотношений в измерительных каналах тракта регистрации ГИИС, в частности фЧх, с использованием микро-ЭЕМ и основанный на максимальном использовннии априорных параметров тестового сигнала;

- предложен адаптивный алгоритм оценки АЧХ измерительных усилителей ГИИС, основанный на использовании математической модели объекта исследований, микро-ЭВМ и программно-управляемого генератора тестовых сигналов;

- предложена модификация методов нормирования и оценки параметров аналого-цифрового преобразователя ГИИС, основанных на разложении в рад Зурьё выходного сигнала АЦП при гармоничеI ском сигнале на его входе.

В четвертой главе приведены результаты разработки общих принципов построения автоматизированной системы испытаний ГИИС в процессе производства и эксплуатации. Предложено разделить данную систему на функционально законченные подсистемы, состоящие из унифицированных программных и аппаратурных модулей, при этом для каждой подсистемы сформулированы принципы построения и функционирования с учетом оптимизации соотношений между аппаратурным и программным обеспечением.

Описана автоматизированная система управления технологическим процессом стендовых испытаний (АСУ ТП - испытания) цифровых сейсморазведочных систем ряда "Прогресс", внедренной в ПО "Геофизцрибор" г.Москва, являющаяся базовой для построения автоматизированных систем испытаний ШИС нового поколения. Рассмотрены назначение, решаемые задачи, результаты внедрения и структура комплекса технических и программных средств данной АСУ ТП [ш]. Проводится анализ блок-схемы измерения параметров тракта регистрации ГИИС в АСУ и структурной схемы разработанного цифрового генератора тестовых гармонических сигналов с микропрограммным управлением, мощным выходом и кварцевой стабилизацией частоты.

В приложении I приведены распечатки протоколов АСУ ТП - испытаний серийных цифровых сейсморазведочных систем ряда "Прогресс".

В приложении 2 приведены описания алгоритмов программного обеспечения АСУ ТП - испытаний.

В приложении 3 приведена распечатка контрольного примера обработки измерительной информации в реальном масштабе времени тиетодом главных компонент с помощью разработанного алгоритма.

В приложении 4 приведена распечатка результатов моделирования зависимости СКО от параметров каналов ГИИС.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ,

ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Разработанный алгоритм обработки информации методом главных компонент, обладающий адаптивными свойствами по отношению к динамическому диапазону мгновенных значений входных сигналов, позволяет проводить в реальном масштабе времени уплотнение массивов измерительной «информации при автоматизированных испытаниях ГИИС с помощью встроенных микро-ЭВМ с ограниченным объемом памяти.

2. Доказанная однозначная связь между главными компонентами и предложенной модификацией критерия среднеквадратичного отклонения позволяет по измерительной информации, предварительно уплотненной методом главных компонент, и с помощью входных аналоговых воздействий проводить интегральную оценку искажений сигналов в комбинированных аналого-цифровых измерительных каналах ГИИС, включая первичные и вторичные измерительные преобразователи, а также цифровые обрабатывающие и регистрирующие устройства.

3. Эксцресс-анализ фазовых сдвигов в измерительных каналах ГИИС может проводиться по нескольким мгновенным значениям гармонического сигнала (минимум двум в одном периоде) и реализуется на микро-ЭВМ.

Достижимая минимальная погрешность меньше одного периода квантования входного сигнала по времени.

4. Алгоритм определения АЧХ измерительных усилителей ГИИС, основанный на априорно известной математической модели формирующих АЧХ активных фильтров и оценке коэффициента усиления измерительного усилителя на трех или пяти фиксированных частотах гармонического сигнала, обладает адаптивностью к параметрам исследуемого усилителя и реализуется на маломощных микро-ЭВМ.

Заключение диссертация на тему "Разработка и исследование автоматизированной системы испытаний низкочастотных многоканальных информационно-измерительных систем"

Выводы

Результаты разработки структуры АСИ ГИИС, а также проектирования и эксплуатации АСУ ТП-испытаний ЦСС ряда "Прогресс", представленные в четвертой главе, позволяют сделать следующее заключение:

1. Автоматизированная система испытаний при производстве и эксплуатации ГИИС должна быть построена по принципу агрегати-рованных модулей и содержать функционально законченные подсистемы, состоящие из унифицированных программных и аппаратурных модулей. Для каждой подсистемы сформулированы принципы построения и функционирования с учетом оптимизации соотношения между аппаратурным и программным обеспечением.

2. АСУ ТП испытаний ЦСС ряда "Прогресс", является первой системой из планируемых к разработке в составе комплексной АСИ геофизических информационно-измерительных систем. При разработке данной АСУ ТП главное внимание было уделено созданию технических, программных и методических основ для организации системы метрологического обеспеч!ия производства ГИИС, в том числе блок-схем комплекса технических средств, состава программного, методического и математического обеспечения. При этом теоретические основы функционирования АСУ ТП описаны в главах 2 и 3 настоящей работы. В настоящее время на основе создания и эксплуатации данной системы создаются АСУ ТП для входного контроля и регулировки блоков усилителей и АЦП из состава ЦСС. При этом испытание и наладка блоков будут производится при непосредственной связи и в диалоге с ЭВМ. Кроме того, с 1983 года планируется на этой же теоретической основе разработка встроенных и стационарных систем испытаний и диагностики для цифровых 1 инженерных малогабаритных ГИИС и 96 канального сейсмического комплекса "Горизонт", оснащенных микро-ЭВМ "Электроника 60 и 80".

3. Эксплуатация АСУ ТП-испытаний в течении двух лет в ПО "Геофизприбор" г. Москва показала её преимущества перед известными аналогичными системами, созданными в США и СССР. При этом выявлено, что методическое и математическое обеспечение данной АСУ ТП, построенные на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований, представленных в настоящей дис,Ч сертации, позволяют не только оценивать нормируемые параметры измерительных каналов ЦСС, но и производить диагностику таких видов искажений измерительной информации, которые не выявляются в известных системах или с помощью обычных измерительных приборов. Анализ протоколов испытаний ЦСС показал возможность оценки и диагностики искажений сигналов с помощью разработанных соискателем методов не только в аналоговых, но и в цифровых и регистрирующих устройствах из состава измерительных каналов ГИИС.

Предполагаемое продолжение работы

1. Разработка математического аппарата для испытания и коррекции моделей . блоков и узлов ШИС в системах автоматизации проектирования.

2. Разработка методов диагностики блоков и устройств ШИС в полевых условиях на иммитирующих и тестовых сигналах.

3. Разработка принципов уплотнения информации методом главных компонент для сверхмногоканальных (свыше 100 каналов) ШИС с применением микро-ЭВМ с малым объемом памяти.

4. Разработка математического, информационного, программного и аппаратурного обеспечения мобильных подсистем АСИ для настройки и ремонта ГШС в полевых условиях.

Заключение

Полученные в работе результаты могут быть суммированы следующим образом:

1. Впервые, показано, что уплотнение измерительной информации при испытании ГШС на входных воздействиях, иммитирующих реальный геофизический сигнал, может быть проведено в реальном масштабе времени с помощью встроенных микро-ЭВМ методом главных компонент. Для этого должен использоваться разработанный алгоритм вычисления главных компонент, обладающий адаптивными свойствами по отношению к динамическому диапазону мгновенных значений входного сигнала.

2. Впервые, показано, что нормирование и оценка искажений сигналов в измерительных каналёх ГМИС, включая цифровые обрабатывающие и регистрирующие устройства, при испытаниях на иммитирующих сигналах может проводится по измерительной информации, предварительно уплотненой методом главных компонент, с помощью моификритерия цированного среднеквадратичного отклонения критерия, благодаря доказанной однозначной связи между ним и главными компонентами.

3. Предложенные математические модели идеализированного и реального измерительных каналов тракта регистрации ШИС отражают специфические особенности построения блок-схемы измерительных каналов ГШС и принципов нормирования параметров, характеризующих их инструментальную погрешность.

4. Методами математического моделирования на ЭВМ определены критические значения уровня искажений иммитирующих сигналов в зависимости от отдельных нормируемых параметров измерительных каналов ГИИС.

5. впервые разработаны методы автоматизации оценки в полевых условиях следующих основных параметров ГШС с помощью встроенных микро-ЭВМ на детерминированных тестовых сигналах: амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик измерительных усилителей и нелинейности характеристики аналого-цифрового преобразователя. Также впервые предложена методика статистической обработки измерительной информации, полученной в полевых условиях при испытаниях ГШС на тестовом периодическом сигнале, с использованием встроенных микро-ЭВМ. Данная методика также позволяет уменьшить рогрешность определения параметров ГШС на стационарных ЭВМ, при значительном расстоянии между ЭВМ и исследуемой геофизической системой.

6. На основе анализа задач различных стадий испытаний ГШС, в том числе в полевых условиях эксплуатации, предложены принципы разделения функций между аппаратурным, программным и информационным обеспечением АСИ ГШС, построенной на базе стационарных мини-ЭВМ завода-изготовителя геофизических систем и встроенных в ГШС микро-ЭВМ при блочно-модульной организации специализированного испытательного оборудования.

7. Под руководством автора разработана автоматизированная система управления технологическим процессом стендовых испытаний цифровых сейсморазведочных систем ряда "Прогресс", внедренная в 1981 ^оду в ПО "Геофизприбор" г.Москва. Данная АСУ ТП является базовой для создания встроенных и стационарных АСИ при производстве и эксплуатации нового поколения ГШС, оснащеных встроенными микро-ЭВМ. Для чего было создано унифицированное методическое и математическое обеспечение АСУ ТП и разработан специализированный малогабаритный цифро-аналоговый генератор периодических сигналов произвольной формы с микропрограммным управлением периодом и амплитудой выходного сигнала и блоком синхронизации запуска исследуемой ГШС.

Библиография Максимов, Николай Васильевич, диссертация по теме Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)

1. Постановление ХГО съезда КПСС по проекту ЦК КПСС "Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1.8I-I985 годы.- В кн.: Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М., 1981, с. 144, 153, 158.

2. Орлов Л.И., Тестова Э.В., Павлова Т.А. Современное состояние и тенденции развития сейсморазведочной техники. ЦНИИТЭИ приборостроения, ТС-5, выпуск 2, 1982.

3. Орлов Л.И. Проблемы создания унифицированных информационно-измерительных систем в геофизическом приборостроении.-При-боры и системы управления, 1982, № I.

4. КраJ5 М#, Вошни Э. Измерительные информационные системы.-М., Мир, 1975.

5. Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления.-М., Мир, 1975.

6. Розенберг В.Я. Введение в теорию точности измерительных сис-тем.-М., Советское радио, 1975.

7. Рубичев Н.А. Оценка и измерение искажений радиосигналов.-М., Советское радио, 1978.

8. Малиновский В.Н. Основы теории и проектирования цифровых измерительных приборов с высокими метрологическими характерисученойтиками.-Диссертация на соискание степени доктора техническихнаук,- Москва, 1978.

9. Шлявдин В.М. Цифровые измерительные приборы и преобразователи.-М., Энергия, 1973.

10. Швецкий Б.И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом.-Киев, Техника, 1970.

11. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы.-Киев,с1. Вица школа, 1980.

12. Кавалеров Г.И., Мандельштам С.М. Введение в информационнуютеорию измерительных устройств. -М., Энергия, 1976.

13. Мирский Г.Я. :Аппаратурное определение характеристик случайных процессов.-М.,Энергия, 1972,

14. Новицкий Ц.В. Основы информационной теории измерительных устройств.-М., Энергия 1968.

15. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы.-М., Энергия, 1974.

16. Каверкин И.Я., Цветков Э.И. Анализ и синтез измерительных систем.-Л., Энергия, 1974.

17. Смолов В. Б. Микроэлектронные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи информации.-nl., Энергия, 1976.

18. Харкевич А. А. О применении критерия среднеквадратичной погрешности к оценке линейных систем.-ЖГФ, № 5,1933.

19. Бахтиаров Г.Д., Малинин В.В., Школин В.П. Аналого-цифровые преобразователи.-М., Советское радио, 1980.

20. Островерхов В.В. Динамические погрешности аналого-цифровых преобразователей.-Л., Энергия, 1970.

21. Гарет П. Аналоговые устройства для микропроцессоров и мини-ЭВМ.-М., Мир, 1981.

22. Хюбер. Тестер для проверки аналого-цифровых преобразователей.-Электроника, т. 42, Jfc 13, с. 61-62, 1972.

23. Белякова И.П., Островерхов В.В., Палов В.В. Экспериментальная оценка динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей.-В кн.: Проблемы создания преобразователей формы информации. 4.2; Сб. докладов Ш Всесоюзного симпозиума.-Киев, 1978.

24. Ласточкин Н.К., Грачева Н.И., Ткач И.И. Автоматическая установка для измерения характеристик аналого-цифровых преобразователей.-НТЭ, 1972, № 2, с. 59-61.

25. Смирнов Т.П. Цифровые фазометры.Энергия, 1974.

26. Гитис Э.И., Пискулов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи.-м., Энергоиздат, 1981.

27. Галахова О.П. и др. Основы фазометрии.-JI., Энергия, 1974.

28. Додзин Л.М. Разработка и исследование прецроцессорной системы на базе Ж М-6000 для целей сейсморазведки.-Диссерта-ция на соискание ученой степени кандидата технических наук.-Москва, 1979.

29. ГОСТ 8.207-76. ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений»

30. Верни У. Автоматическая система контроля аналого-цифровых преобразователей.-Электроника, 1981, № 19, с. 57.

31. ScAtfe/wacA StwXzee KrH. Afyeeichi/оц 0ijc jTucишА Anu Co^- Юс^с Um&etzetb

32. Смеляков В.В. Цифровая измерительная аппаратура инфраниз-ких частот.-М., Энергия., 1975.

33. Радиоэлектронные АСК системный анализ и методы реализации . Под редакцией долгова В.А.-М., Советское радио, 1978.

34. Клисторин И.Ф., Подзин А,Е, Принципы построения систем контроля и диагностики цифровой электронной аппаратуры»- Приборы и системы управления, 1978., № 2, с. 16.

35. Смирнов В.Н., Судовцев В.А.,Голубков А.А,Анализ искажений сложных сигналов в цепях радиотехнических систем.-Радиотехника, 1977, т. 27, № 12.

36. Казаков И.Е, Приближенный вероятностный анализ точности работы существенно нелинейных автоматических систем.- Автоматика и телемеханника, 1956, № 5.

37. Цукерник В.Б. Системы цифровой регистрации и обработки дан- • ных сейсморазведки /технические средстве/. Обзор: Регион, разв. и промысл, геофизика.-М., ВИЭМС, 1977.

38. СТ СЭВ 748-77. Станции сейсморазведочные цифровые, Основные параметры. Технические требования.

39. Полшков М.К. Теория аналоговой и цифровой сейсморазведочной аппаратуры.-М., Недра, 1973.

40. Раппопорт М.Б. Автоматическая обработка записей колебаний в сейсморазведке.-М., Недра, 1973.42. 1Урвич И.И., Боганик Г.Н. Сейсмическая разведка.-М., Недра, 1980.

41. Цифровая обработка сейсмических данных /Козлов Е.А., Гого-ненков Г.Н., Ларнер Б.Л., и др./, Недра, 1973.

42. Лаудон Т. ЭВМ и машинные методы в геологии.- М., Мир, 1981.

43. Опенгейм Э. Применение цифровой обработки сигналов.-М.1, Мир, 1980.

44. Пархоменко П.П., Согомонян Е.С. Основы технической диагнос-тики.-М., Энергоиздат, 1981.

45. Драммонд М. Методы оценки и измерений дискретных вычислительных систем.-М., Мир, 1977.

46. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы.-М., Энергия, 1979.

47. Малые ЭВМ и их применение. Под общ. ред. Б.Н.Наумова. -М., Статистика, 1980.

48. Пендерграсс. Повышение достоверности спектральных измерений методами корреляции и усреднения.- Электроника, 1978, 19, 47.

49. Разумный В.М,, Толченов О.В. Оценка работоспособности устройств автоматики.-М., Энергия, 1977.

50. Сверкунов Ю^Д. Идентификация и контроль качества нелинейных элементов радиоэлектронных систем (Спектральный метод).-М.,1. Энергия, 1975.

51. Блохин А.В. Аппаратурный анализ характеристик случайных процессов.-М. , Энергия, 1976.

52. Гончаров В.Л. Теория интерполирования и приближения функций.-М., ГИТТЛ, 1954.

53. Ромбо B.C., Фарбер Ю.Ф. Измерение характеристик многоканальных систем связи.-М,, Связь, 1977.

54. Соловьев Н.Н. Основы измерительной техники проводной связи в 4-х ч., ч. З.-М., Энергия 1977.

55. Pt^gotah Ссч^ jSecfux.^ zmX Шкиг1/<£Це-ыи*%Я)л . vtA fen fe&ftuUt, Шг , Ы. 2Z

56. Кривошеев М.И. Основы телевизионных измерений.-М., Связь, 1964.64 fad&Ui И-J. fleibarht^ ей «X'weisx'tito'TSиои te^wftn .-Е&скЫ**, №*,»*

57. Отт Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах.-М., Мир, 1979.

58. Левин Г.А., Левин Б.Р. Временные характеристики импульсных сигналов прошедших через линейную систему.-Радиотехника, 1955, т. 10, № I.

59. Голд Б., Рейдер Ч. Цифровая обработка сигналов.-М., Советское радио, 1973.

60. Котюк А.Ф., Ольшевский В.В.Цветков Э.И. Методы и аппаратура дня анализа характеристик случайных процессов.-М., Энергия, 1967.

61. Катюк А.Ф., Цветков Э.И. Спектральный и корреляционный анализ нестандартных случайных процессов.-М., Изд-во стандарт тов, 1970.

62. Прэтт У. Цифровая обработка изображений.-М., Мир, 1982.

63. Иберла К. Факторный анализ.-М., Статистика, 1980.

64. Андрукович П.Ф. Применение метода главных компонент в регрессионном анализ е.-Заводская лаборатория, 1970, т. 36, № 3.

65. Андрукович П.Ф. Применение метода главных компонент в практических исследованиях : Межфакультетская лаборатория статистических методов.-М., изд. ШУ, 1973, вып. 36.

66. Дубров А.Н. Обработка статистических данных методом главных компонент.-М., Статистика,1978. '

67. Андерсон Т. Введение в многомерный статистический анализ.-М., Физматгиз, 1963.

68. Харман Г. Современный факторный анализ.-М., Статистика, 1972.

69. Кендалл М.ДЖ., Стьюарт А.Т. Многомерный статистический анализ и временные ряды.-М., Наука, 1976.

70. Гаврик В.В., Давндкин И.М. Обобщенное представление семейств экспериментальных кривых методом собственных векторов.-Журнал научной и прикл. фотографии и кинемат., 1963, т. 13,5.79. H.iEJ**. ~ РуцсМ.

71. Лоули Д., Максвелл А. Факторный анализ как статистический метод.-М., Мир, 1967.

72. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке: Методы обработки данных. Перевод с английского.-М., Мир, 1980.

73. Щуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ. Практическое руководство.-М., Мир, 1982.

74. Рыжков В.А., Сергеев Н.П., Раков Б.Н. Внешние запоминающие устройства на магнитном носителе.-М., Энергия,1978.

75. Губанова Т.Н., Шушшкова P.M. Современные методы и средства обеспечения единства измерений информационно-измерительныхсистем.- М., ЦНШТЭИ приборостроения, 1980.

76. Кальман И.Г. Метрологическое обеспечение испытаний аппаратуры, приборов и элементов на воздействие внешних факторов.-М., Стандарты, 1980.

77. Каммерфорд Р. Внедрение автоматизации в техническое обслуживание сложных систем.-Электроника, 1982, № 7, с. 26.

78. Алексеев В.И., Герд Н.Э., Осипов В.М.Автоматизация поверки измерительно-информационных систем при помощи ЭВМ.-Приборы и системы управления, 1978, № 8.

79. Касаткин А.С. Эффективность автоматизированных систем контроля.-М., Энергия, 1975.

80. Разумный В.М. Оценка параметров автоматического контроля.-М., Энергия, 1975.

81. Основы построения систем контроля сдожных объектов./Под редакцией Кузнецова П.И./-М., Энергия, 1969.

82. Ицкович Э.Л. Контроль производства с помощью вычислительных машин.-М., Энергия, 1975.

83. Кудрицкий В.Д. и др. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры.-М., Советское радио, 1977.

84. Мандельштам С.М. Основные особенности"поверки измерительно-вычислительных комплексов.-В кн.: Труды ВНЙИЭП.- Л., ВНИИЭП, 1978, вып. 38.

85. Карандеев К.Б. Электрические методы автоматического контроля.-М., Энергия, 1965.

86. Управляющие вычислительные машины в АСУтехнологическим процессом. Под редакцией Харрисона.-М., Мир, 1975.

87. Мак-Кракен Д., Дорн У. "Численные методы и программирование на ФОРТРАНЕ.-М., Мир, 1977.

88. МИ 222-80. Методика расчета метрологических характеристик измерительных каналов ИИС по метрологическим характеристикам компонентов.-М., Изд-во стандартов, 1981.

89. Гореликов Н.И., Максимов Н.В. Проблемы современного производства сейсморазведочной аппаратуры.-Приборы и системы управления, 1980, №11, с. 18-20.

90. Сухарев В.П., Орлов Л.И., Максимов Н.В. Анализ опыта производства цифровых сейсморазведочных систем первого поколения

91. Приборы и системы управления. 1983, № 2, с. 11-13.

92. Богаткин Г.К., Максимов Н.В., Фишман Б.Е., Бочаров С.Ю. Принципы построения автоматизированной системы контроля цифровых сейсморазведочных станций в условиях производства и эксплуатации.-Приборы и системы управления, 1980, № 4, с. 17-19.

93. Орлов Л.И., Максимов Н.В. Автоматизированная система управления технологическим процессом испытаний цифровых сейсморазведочных станций ^Прогресс".-Приборы и системы управления, 1982, № 5, с. 6-7.

94. Орлов Л.И., Максимов Н.В. О метрологическом обеспечении сейсморазведочных систем.-Приборы и системы управления, 1983, № 2, с. 18-20.

95. Максимов Н.В. Автоматизация измерений временных характеристик в многоканальных системах сбора данных.-М. ,1982, 5 с.-Рукопись представлена ЦНИИТЭИприборостроения. Деп. в ВИНИТИ 25 марта 1982 г., № 1825-82.

96. Максимов Н.В., Степачев О.А. Автоматизация измерений параметров активных фильтров с помощью Э^М.-Москва, 1982, 9 с. Рукопись представлена ЦНИИТЭИ приборостроения. Деп. в

97. ВИНИТИ 25 марта 1982 г., № 1827-82.

98. Максимов Н.В. Автоматизация контроля АЦП систем сбора данных.-Измерительная техника, 1982, №11, с. 24-25.

99. Максимов Н.В., Крупнов В.В., Манзон М.М. Выбор обощенного критерия оценки искажений многоканальных систем сбора данных.-Метрология, 1982, № 10, с. 8-15.

100. Максимов Н.В. Повышение точности регистрации информации в многоканальных системах сбора данных.-Москва, 1982, 5 с.-Рукопись представлена ЦНИИТЭИ приборостроения. Деп. в ВИНИТИ 25 марта 1982 г., № 1826-82.