автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Адаптивные процессорные ИИС на основе полиномиальных алгоритмов

127 Выводы

1) предложена методика экспериментального исследования полиномиальных алгоритмов сжатия на основе иммитационного моделирования.

2) На основе предложенной методики получены оценки погрешности восстановления сигнала и характеристики сжатия при адаптивной временной дискретизации, основанной на экстраполяционных алгоритмах определения текущей активности сигнала с усреднением по последующим тактам предварительной равномерной дискретизации.

3) Показано, что при сжатии сигналов с неосцилирующими корреляционными функциями с пороговым значением погрешности экстраполяции равным 2% от диапазона сигнала можно получить коэффициент сжатия не ниже 2.3. При этом погрешность интерполяционного восстановления находится в заданных пределах (2% от диапазона. сигнала) с вероятностью не менее 0.93,. Соответствующие теоретические значения определены по формулам, приведенным в первой главе: коэффициент сжатия - 2,2; вероятность того, что погрешность восстановления не превышает заданного значения 2% -0,91.

4) Установлено, что разница между усредненными характеристиками, полученными экспериментально и теоретически, составляет менее 5%.

5) Таким образом, экспериментальные исследования подтвердили основные теоретические положения данной работы. Можно рекомендовать использовать на практике аналитические выражения, полученные в первой главе, для оценки коэффициента сжатия и вероятности того, что погрешность восстановления входного сигнала находится в заданных пределах.

128

Заключение

Основными результатами проведенного исследования можно назвать следующие:

1) Предложена методика оценки эффективности полиномиальных алгоритмов сжатия, ориентированных на использование в адаптивных процессорных ИИС. На основе предложенной методики получены аналитические выражения для оценки характеристик сжатия, характеристик погрешности восстановления входных сигналов и времени обработки измерительной информации в процессорных устройствах сжатия при использовании различных алгоритмов сжатия.

2) Показано, что алгоритмы сжатия, однородные с алгоритмами восстановления входного сигнала, обеспечивают большее, чем неоднородные алгоритмы, значение коэффициента сжатия (для стационарных сигналов около трех при использовании интерполяционных алгоритмов). Время обработки измерительной информации при использовании однородных алгоритмов больше, чем при использовании неоднородных алгоритмов в десятки или сотни раз для больших интервалов дискретизации, что приводит к ограничению использования однородных алгоритмов.

3) Установлено, что для нестационарных или кусочно-стационарных входных сигналов целесообразно на отдельных участках использовать двухуровневую адаптацию, которая направлена на изменение как длины интервала временной дискретизации сигнала, так и алгоритма сжатия, а также шага предварительной равномерной дискретизации.

4) Предложена процедура выбора наилучшего алгоритма для каждого из разрешенных значений шага предварительной дискретизации в системе с двухуровневой адаптацией по критерию максимума коэффициента сжатия

129 при заданном уровне погрешности и ограничении времени обработки шагом предварительной равномерной дискретизации.

5) Предложена процедура выбора шага предварительной равномерной временной дискретизации в процессорных системах с двухуровневой адаптацией. Для косвенной оценки активности входного сигнала рекомендовано использовать длину интервала адаптивной временной дискретизации.

6) Установлено, что характеристики систем с адаптивной коммутацией на основе процессорных адаптивных временных дискретизаторов существенно зависят от времени обработки измерительной информации в процессорном устройстве сжатия.

7) Предложена процедура выбора алгоритма сжатия и параметров процессорной системы с адаптивной коммутацией (включая необходимое число микропроцессоров) по критерию максимума коэффициента сжатия по частоте коммутации при заданном уровне погрешности восстановления.

8) Основные теоретические положения работы подтверждены экспериментальными исследованиями на основе имитационного моделирования.

130

1. Адаптивные телеизмерительные системы/ Б. Я. Авдеев, Е. М. Антонюк, С. Н. Долинов и др.; Под ред. А. В. Фремке. Л.: Энергоатомиздат, 1981.-248 с.

2. Балашов Е. П. Микропроцессоры и микропроцессорные системы/ Е. П. Балашов, Д. В. Пузанков. М.: Радио и связь, 1981.- 326 с.

3. Басманов А. С. Микропроцессоры и однокристальные микро ЭВМ: Номенклатура и функциональные возможности/ А. С. Басманов,

4. Ю. Ф. Широков; Под ред. В. Г. Домрачева. -М. : Энергоатомиздат, 1988. -127 с.

5. Бронштейн И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов/ И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Наука, 1986. - 544 с.

6. Брусаков И. Ю. Милсропроцессорные устройства сжатия данных, информационно-измерительных систем: Автореф. . канд. техн. наук/ Ленингр. электротехн. ин-т им. В. И. Ульянова (Ленина). Л., 1987. -15 с.

7. Быков В. В, Основы цифровой обработки сигналов.: Учеб. пособие/ В. В. Быков. Воронеж: Изд-во ВПК, 1985. - 24 с.

8. Быков В. В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике/ В. В. Быков. М.: Сов. радио, 1971.-326 с.

9. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных/ Н. Вирт. М.: Мир, 1989. -360 с.

10. Горелов Г. В. Нерегулярная дискретизация сигналов/ Г. В. Горелов. М.: Радио и связь, 1982. - 255 с.

11. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения. М.: Изд-во стандартов, 1991.-11 с.

12. Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов/ Б. Гоулд, Л. Рабинер. -М. : Мир, 1978. 848 с.

13. Гришин Ю. П. Микропроцессоры в радиотехнических системах/

14. Ю. П. Гришин, Ю. М. Казаринов, В. М. Катиков. М.: Радио и связь, 1985.-280 с.

15. Дядюнов А. Н. Адаптивные системы сбора и передачи аналоговой информации. Основы теории/ А. Н. Дядюнов, Ю. А. Онищенко, А. И. Сенин. -М. : Машиностроение, 1988.- 288 с.

16. Епанешников А. М. Программирование в среде Turbo Pascal 7.0/

17. А. M. Епанешников, В. А. Епанешников. М.: Диалог-МИФИ, 1995. -282 с.

18. Калашников И. Д. Адаптивные системы сбора и передачи информации/ И. Д. Калашников, В. С. Степанов, А. В. Чуркин. М.: Энергия, 1975. -239 с.

19. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы/ Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1997.-831 с.

20. Кортман С. М. Сокраш;ение избыточности.- М., 1973. 351 с.

21. Крамер Г, Математические методы статистики/ Г. Крамер. М.: Мир, 1975.-648 с.

22. Краус М. Измерительные информационные системы/ М. Краус, Э. Вошни. М.: Мир, 1975. - 310 с.

23. Кузин Ф. А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты. Практическое пособие для аспирантов и соискателей научной степени. М.: Ось-59, 1997. - 208 с.

24. Куприянов М. С. Процессор Pentium: архитектура и программирование/ М. С. Куприянов, Г. А. Петров, Д. В. Пузанков. СПб: Изд-во СПбГЭТУ, 1995.-276 с.

25. Куржанский А. Б. Управление и наблюдение в условиях неопределенности/ А. Б. Куржанский. М.: Наука, 1977. - 392 с.

26. Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники/ Б. Р. Левин. М.: Радио и связь, 1989. - 653 с.

27. Микро-ЭВМ в информационно-измерительных системах / Переверткин С. М., Н. И. Гаранин, Ю. Н. Костин и др. М.: Машиностроение, 1987. - 247 с.

28. Натурный эксперимент: Информационное обеспечение экспериментальных исследований/ А. Н. Белюнов, Г. М. Солодихин,

29. В. А. Солодовников и др.; Под ред. Н. И. Баклашова. М.: Радио и связь, 1982.-304 с.

30. Новиков Ю. В. Разработка устройств сопряжения для персональных компьютеров IBM PC/ Ю. В. Новиков, О. А. Калашников, С. Э. Гуляев. -М.: Радио и связь, 1997. 214 с.

31. Новицкий П. В. Оценка погрешности результатов измерений/

32. П. В. Новицкий, И. А. Зограф. Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 303 с.

33. Новоселов О.Н. Основы теории и расчета информационно-измерительных систем/ О.Н. Новоселов, А. Ф. Фомин. М.: Машиностроение, 1991. - 332 с.

34. Нортон П. Программно-аппаратная реализация IBM PC/ П. Нортон. -М.: Радио и связь, 1991. 327 с.

35. Ольховский Ю. Б. Сжатие данных при телеизмерениях/

36. Ю. Б. Ольховский, О. Н. Новоселов, А. П. Мановцев. -М. : Сов. радио, 1971.-303 с.

37. Орищенко В. И. Сжатие данных в системах сбора и передачи информации/ В. И. Ориш;енко, В. Г. Санников, В. А. Свириденко. М.: Радио и связь, 1985. - 185 с.

38. Певчев Ю. Ф. Автоматизация физического эксперимента: Учеб. пособие для вузов/ Ю. Ф. Певчев, К. Г. Финогенов. М.: Энергоатомиздат, 1986. -367 с.

39. Петрова Г. В. Анализ погрешности восстановления сигналов при адаптивной дискретизации на основе экстраполяционных алгоритмов/ Г. В. Петрова; С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т. СПб., 1998. - 9 с. -25.10.98 - Деп. в ВИНИТИ 3724-В98.

40. Пилипчук Н, И, Адаптивная импульсно-кодовая модуляция/

41. Н. И. Пилипчук, В. П. Яковлев. М.: Радио и связь, 1986. - 296 с.

42. Райзберг Б. А. Диссертация и ученая степень. Пособие для соискателей./ Б. А. Райзберг. М.: ИНФРА-М, 2000. - 304 с.

43. Риордан Д. Вероятностные системы обслуживания. М.: Связь, 1966. -184 с.40