автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Анализ и синтез комплексов оптимального преобразования и цифровой обработки непрерывных сигналов с ИИС

I ^ »< -1

АЗЕРБАЙДЖАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ НЕФТЯНАЯ АКАДЕМИЯ

На праиах рукописи

АБДУЛЛАЕВ ПСА МАДАД оглы

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ КОМПЛЕКСОВ ОПТИМАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ В ИИС

05.11.16 — Информационно-измерительные системы (промышленность, наука и научное обслуживание)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Баку — 1992

Работа выполнена в Азербайджанской государственной нефтяной

доктор технических наук, профессор ЦВЕТКОВ Э. И., доктор технических наук, профессор ФАРЗАНЕ Н. Г., доктор технических наук, профессор АБДУЛЛАЕВ Н. Д.

Ведущая организация — Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики (г. Баку). ^

.зашита состоится

на заседании специализированного совета Д 054.02.04 при Азербайджанской государственной нефтяной академии но адресу: 370601, г. Баку, проспект Азадлыг, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанской государственной нефтшшп академии.

Автореферат разослан

1992 г.

Учси ы:: секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

КРИВОШЕЕВ В. П.

- з -

"""! ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тематики. Последние три десятилетия характерны бурным развитием методов и технических средств автоматизации контроля и управления производственными процессами, научных исследования и эксперимента, промышленных испытания.

Коренное улучшение технико-экономических показателей производства и качества выпускаемой продукции на основе создания и внедрения прогрессивных технологий требуат судественяого прогресса в области автоматизации. Рошенкэ этой крупномасштабной и сложной задачи непосредственно связано с дальнейшим повышением эффективности йнформационно-юиерительныа систем (ШС), являющихся главным звеном информационного обслуживания объектов автоматизации (ОА).

Пояе'Лбшись в 60-х годах и получив дальнейшее развитие в последующие годы в процессе создания и внедрения четырех поколений, ШО в настоящее время осуществляет более 50% всех измерений.

По определению А.Д.Пинчевского, современная ИИС представляет собоа средство измерения и информации, являющееся совокупностью измерительных, вычислительных и других технических средств и осуществляющее измерительные, информационные и логические функции.

В условиях постоянно растущей потребности в ИИС и многообразия их исполнения и области применения при возрастающих требованиях, предъявляемых к показателям качества и эффективности девствующих и вновь создаваемых систем, задача разработки и развитая теоретических, методологических и практических аспектов создания высокоэффективных ИЙС приобретает особую актуальность.

Эффективность является комплексным показателем качества ШС, отражающим способность системы обеспечить заданные технические, экономические и эксплуатационные характеристики при выполнении возложенных на нее измерительных, информационных и логических функция в рамках автоматизации обслуживаемого объекта.

Е теоретическом плане первостепенное значение имеет оптимизация процессов обмена (получения, преобразования, сбора, плрэ-дачи, обработки и представления) измерительной информацией в ИИС для повышения, презде всего, метрологического качества результатов решения задач измерения, контроля, диагностики и идентификации ОА с учетом имеющихся технико-экономических ограничении. Применительно к ИИС ратания оптимизационных задач встречает згччителт-нна трудности, которые в большинстве случаев связаны с дефицитом

априорной информации относительно свойств и характеристик оа, измеряемых величин. кеиакадх факторов, промежуточных и конечных результатов реюния основных системных функция и задач, а гакжа функциональных узлов измерительной и вычислительной подсистем. При синтезе огтшзлытх ИИС и их подсистем, работающих в динамическом режиме, проблема преодоления априорной неопределенности еда более усугубляется. В настоящее вромя, когда высокоточные динамические измерения становятся массоьым, данная задача подставляет интерес для дальнейшего развития информационно-измерительной техники в далом.

Методологические и практические аспатггы создания высокоэффективных ШС трэбуют принципиально нового подхода к решению комплекса задач метрологического, структурно-алгоритмическсго, программного и аппаратурного обеспечения децентрализованных систем. для которых характерны: коронная трансформация структуры измерительной подсистемы, обусловленная, прпждо всего, введением в нее программируемой вычислительной мощности; ориентация системных функциональных узлов практически всех уровней иерархии на испольаовзнш методов и'средств преобразования и цифровой обработки быстроизменчодихся непрерывных сигналов; аппаратно-программная реализация со все большй ориентацией на применение микропроцессорных наборов, аналоговых и гибридных (аналого-цифровых, цифро-аналоговых) преобразователей в интегральном исполнении.

Перечисленные вше тенденции развитая и особенности су-вдетвэнно меняют как функциональные и пределъш возможности, так и метода анализа и синтеза современных ИЯС и их подсистем.

Настоящая работа посвящона анализу и сюггезу комплексов оптимального преобразования и цифровой обработай непрерывных CftnmoBí яатаощихся основным и наиболее сложным носителем измерительной информации в ТОЮ. В рамках решения ебшрй проблемы создания таких комплексов, составляющих основу современных ИИС, центральными в работе являются вопросы обеспечения метрологи-чоскоя, информационной и пространственно-временной совместимости системных функциональных узлов'за счет оптимального (ра-шовальтюго) сочетания ресурсов по точности, бистродеяствио и фукциональной возможности аппаратно-программных средств обмена измерительной информацией яа этапах аналого-цифрового преобразования и предварительной обработки ¡измерительных сйгяялои.

Актуальность проблемы определяется тем, что создание новых более эффективных средств обмена измерительной информация между OA и пользователем способствует совегвгенствоьанио ШС и базирующихся на низ промышленных, научно-исслодоватольских и испытательных систем более высокого уровня иерархии, т.о. решении важной народнохозяйственно?. задачи. Решение указанная проблемы проводилось в соответствии с :1) Государственники планами экономического и социального развитая Азербайджана нэ 1076-1080 г.г. по проблеме "Разработка и исследование высокоэффективных средств автоматизированных систем управления" в направлении создоння измерительно-вычислительных устройств преобразования и цифровой обработки сигналов гарэмогшого тока применительно к автоматизации контроля и управления электроэнергетическими объектами (roc. р9г.70074534); на I991-1985 г.г. по проблеме "Разработка математических пололся, алгоритмов и устройств управления технологи-часкими процессами в нофтяноа и газовой промышленности" в часта создания высокоточных и многофункциональных аналого-цифровых устройств сопряжен;« с объектом доя систем, базирующихся h-i отечес; мнных микро-ЭВМ '.гос.. 01816005615); на 1888-192) \ • по проблема "Разработка и исследование моделей, алгоритмов и устройств обработки информации с применением-юпфопродзссорноа техники" в направлении автоматизации приемо-сдаточных испытания асинхронных двигателей при массовом производстЕ? (roc.per. OQI860009683I); 2) Государственным планом экономического и социального развития СССР на 1983 г. на основания постановления СМ и во исполнение приказа (" 666 пт 13.12.82 г.) Минэляктротвх-прома по текэ "Разработка, исследований и внедрзнга автоматизированное систоглы контроля качества асинхронных даигателэя на базе микро-ЭВМ "Злоктроника-60" <гос. рэг.ОГ82009П73) ; 3) планами НИР Азербайджанского института нефти и химии им. М.Азизбокова (гос. рог.77031917, 7808369, 01870076894, 01880067494).

Состояние вопроса. При проектировании и разработке ИИС всегда возникает важный вопрос: каким образом иоизю достичь оптимального или рационального сочетания показателей качества и эффективности (ПКЭ) системы с учетом заданных тосшко-экономических ограничения.

В многочисленных трудах отечественных и зарубежных авторов получены решения локальных кли глобальных задач в рамках общей проблемы совершенствования и оптимизации ШС и их компонентов. Чаще всего эти решения базируются на методах и средствах (кон-

струкгивно-тохнологических, структурных, структурно-алгоритмичдс-ких» алгоритмических) улучшения отдельных долевых ПКЭ создаваемой системы. Однако, следует констатировать тот факт» что в этих решениях не всегда присутствует системный подход. Кроме того, в отлична от зарубежных „ з отечественных разработках часта отсутствует вншакиэ к технико-эконойичоскш критериям оггшиззции, которые цркобрэтакгг особую значимость в соврэиеккых условиях коренных экономических преобразований. •

Б работах В.А.Брюхантпя, Н.П.Мифа, Г.А.Шастовоя и А.И.Коекина получены частндо и интегральные тохнжо-зконимшкекиэ критерии, которыз пржлэниш к отимдаащи ШС в направлении повыданмя юс штрологическоа и эксплуатационной э<2фзктизности. Распределение стоимостных критериев такч® на другие ПКЭ современных ИИС имеет больное практическое значение.

Для решения огтгшизацизннь'х задач по улучшению кетрологкчэс-1:0:1, информационной к структурно-гдгоритмнчэской з£фэктйвноста ИИС значительный нягерос яредстачляст струк-турныэ и метрологичве-хкэ модели тракта обмана измарт* ччюа информации! (ТОЙ), рззра-боташыз Г.И.Кавалеровым, С.Н.М чьштаиом,, О.Н.Новоселовым„ Г.й.Сожякешсо, А.Ф.богшым к двиган ученики. .'фйюеаигедьво г: современным ИКС задача внализз и синтеза основных субтракгов ТОЙ требует надлэкаюго учета трансформация кк структур и адгоркшов функционирования. Разработало.» Э.й.Цзэтеов® операторные иатена-тичос'с.-^ модэли последовательных преобразования екгяалоа в процре-сорных ерэдетвах измерения весьма шлзззы для формализованного анализа из»эркт«лыш какзлоз дацонтрглжзованных ШС,

Задаа коррзкцш <уточнэвкя) результатоа кскорэниа с целью болоэ точного вассташвдзшя исткшш аяачэш5 кзгюряошх валики ш точной оцзщш гажазэтелаз ОА. трздадаоввая дат кЕформадаонко-измврителькоа тежихк» каозт суЕрстазЕЯса вначонхэ ез пута создаякя шеокозффштт-таг 1210. На придав® эта задача решается двумя осг;оввы..г.: путяяа-. 1)фаркпровзЕкзй и введияиэм юррзшгрухж?з£ направки в результат ста-ттэскях <вЕа^статачаошх) кзкэрдаша; 2)коррэкпфуадзй фшлгращш раоуЛЬТГ«ТОЭ ЕП5КШЗСКйХ иэкзрэява. *

В ¿апргшзЕЕи пог&шэншг точности ст<тяэ«гкх хтааранке знатегаль-выэ результата подучены в работах Т. I!- лжива. 3. И-Брокборта,' Л.И.Волгина, К. Л. Куликовского, 13. А. Зек&яьказа. Ю. А. Скрипнкка, йй. Туза я другая кесл)Д0Бзте.язй. Одаагго, приазнедаз этах разультатов к дашадш-чвгашн изазреника возмокко щтл суцдст&зпныг ограничения?, ка частотныа

- ? -

спектр преобразуемых сигналов.

При отсутствии или гарантированной прздварятельном подавлении статических погрешностей коррекция результатов динамических измерения сводится по существу к восстановлению истинного значения изке-_ ряемой величины решением обратной задачи, которая относится к некорректным задачам по %■ Ацамару.

Пользуясь наиболее распространенными нэ практике методами акад. А- Н. Тихонова и преодолевая априорную неопределенность различными способами. Е- Вашны. И. Я- Гинзбургом. А. И. Заико. П. П. Орнатским. А. Д. Пинчовским. Г. Н. Солопченко. й- М. Швнбротом получены важные результаты по повышении точности и метрологическому обеспечению динамических • измерений, которые применимы к субтракту первичного преобразования и нормирования измерительных сигналов.

В силу доминирующая тенденции аппаратно-программной реализации практически всех субтрактов ТОЙ оптимальная корректирующая фильтрация для обеспечения метрологической, информационной и пространственно-временной совместимости аналого-цифровых, дискретных и цифровых функциональных узлов измерительной подсистемы становится приоритетным направлением 1« совершенствования- Помимо известных противоречий между точностью и быстродействием этих компонентов, сказанное вылет объясняется введением операция дискретизации во времени, квантования по уровне и обработал результатов аналого-цифровых преобразования непрерывных процессов на болео ранних стадиях обмена изиар1ТГ0льн0й информацией. При ограниченных ПКЭ периферийных измерительных и вычислительных компонентов выполнений перечисленных операция сопровождается специфическими погрешностями (шумами). К тому ш большинство вычислительных алгоритмов (операторов > вторичной обработки, ан&жтаа и про цставления результзтоа пользователи имеют линейный характер и поэтому они довольно чувствительны к степени оашумлепности входных измерительных данных. Плохая обусловленность этих алгоритмов вызывает их высокую чувствительность к отклонениям характеристик и параметров реальных штоков данных от условна оптимизации, которые формируются на основе априорной информации и математических ко долой, имеющих различные степени подробности и точности. Эти обстоятельства приводят к необходимости корригирующей фильтрации как на этапе цифровых измерения аналогом и величин, так и при предварительной обработка измерительных данных.

Априорная нео1фолг>лвннп<пъ. характерная для выполнения болъшин-™ изтриталырлг процедур, в значительно* сте.'юии ограничивает не-

пашюваниэ классически мотодов огптаалыый фильтрации и га модификаций в задачах коррекции результатов цифровых динамических измерений. Существенные трудности на пли решения этих задач возникает так-а© при использовании робасткых методов, связанных с моделями. известными в классе функция. к которым относятся вероятностные характеристики полезного сигнала и иума. а такаю модель корректируемого динамического звена. Использование адаптивных изтодов в рассматриваемой области ограничивается,превдэ всего,сложность» реализация и значитель ньши затратами времени на обучение и адаптацию. Концепция развивающихся в настоящее время иктеллактуалышх средств гакэрзний ориентирована на пржененю сравнительно развитых вычислительных конпонентов и поэтому она в тоа или иной мере реализуема в рамках субтрактов верхнего уровня ТОЙ. По видимому, прежде всего этими обстоятельствами объясняется то. что в области коррекции результатов динамически цифровых измерения достигнуты на столь значительные успехи.

Исходя кз сказанного вша. вопросы фильтрации в рамках субтрактов аналого-цифрового преобразования и предварительной обработки результатов цифровых измерений непрерывных: сигналов доданы составить кон-структкший раздел обвезя проблема повышения ПКЭ современных йИС-

В целом рада работ рассматривались отдольнца аспекта повышения ШЭ системных АЩ1. Погрешность датирования отсчетов рассмаривалась В. М.Ефимовым. А. Н. Кзсшровичем, В. И- Рабиновичем. И-М-Шоибротои. Динамические погрешности АЦП является предметами исследования в трудах Г. Д. Еахтиарова, Ю.Р.Гнатека, В. В. Островсрхова и лругта авторов- Вопроса моделирования и автоматизации проектирования нашли отражения в работах Э. И. Гитаса,А. И. Коядалова. Е- А- Пискулова. Эффекты дискретизации и квантования, а тан»» 1а влияния на работу нфровых систем измерения м управления рассматривались в работах Л.А.Баранова. в.М. Ефимова. А. А. Коспкшз. Я 3-Цытсина. Методы и средства создания функциональных АЦЦ разработаны Ы. М- Гельманом. В. В. Смоловым. В. С.Фомичевым и другими исследователями. Оптимизация аналого-цифрового преобразования введением элементов стохастики исследована И.Я.Билшским, А.К.Микельсоком. Несмотря на достигнутые успехи, применительно к сис~ темным АЦП, прадставлящим собоа важную измерительную компоненту ИМС. пока но решена задача оптимизации одновременно по точности и быстродействии. Тем не шнее. точность и опоратипвость аналого-цифрового преобразования быстроизшняшияся сигналов во многом определяют шт-ролоргчаскоа и информационное качества результатов выполнения измерительных. информационных и-логических задач в большинстве ИКС.

Огромное количество разнообразных процессов цифровой обработки

сигналов, выполняемых в ШС. имеют обвдю 'математическую сущность -это либо внполление некоторых интегральных преобразований, либо ке обращение последних. Выполнение этих преобразований численными методами при ограниченных памяти и разрядной сэтта вычислителя, а тага® при неэффективном подавление систематической погрешности и положительное корреляции между отсчетами случайной погрешности в зашумлвн-ных данных, приводит к значительным ухудшениям метрологического качества результатов вдфровой обработки сигналов.

Погрешности ¡ифровьцс автоматических систем, вкжсчуюциу ЭВМ с ограниченными возможностями. исследованы В. А. Босакерсхга. В. Г. Гусевым и другими ученики. В работах Вилэнкана С. Я- . Куликова И- В.. Цветко-ва Э. И. , а так::е в огромной количество трудов по цифровой обработке сигналов, разработаны различные аспекта повышения точности статистических измерения случайных процессов и последовательностей. Однако, в большинстве случаев к данной задаче подходят с чисто математической точки зрения без учета степени зашумленности входных данных различного рода погрешности?.® и специфики кото лов и средств цифровых измерения последовательности мгновенных значения измеряемых непрерывных процессов.

Подобны» отазпеннш яшэ проблэмам вопросы возникают так*" при создании кзкэршвльво-вьгшслтвльньи устройств и систем преобразования и обработки мгновенных значений вёсвдсоядальных сигналов применительно к энергетическим изкэрвниям. При работе с сигналами более пшрокого сшгарз в изглэрителыю-вычислительшх устройствах с преобразованием и щ^фровоа обработала ?пгнотанных значения. базирующихся es микропроцессорных наборах с пзсткоя архитектуре.л. каторге характерны для субтракгов нижних уровнеа ШС. возникает проблзма обеспечения метрологическое и пространственно-врекепяса совместимости функциональных узлов. Для уешшного решения этоз проблемы весьма перспективны процессоры аналоговых сигналов, играхвдгз роль своеобразных расширителей для тзсропродассорных вычислительна устройств.

В создании таких устройств и в повышении их эффективности большой вклад' внесли А. Я. Бэзикович. Н. И. Гореликов. ГО. Ю- Исмаатов. К. Б. Карая-дэев, И. Ф. Клисторш, И- П. Орнатския. ¡0. А. fôipsnrnicc. С. Г. Таранов, ¡0. М. Туз. В. А. Хомяк. Е. 3. Шапиро. В- М. Илявдда. Э. К. Шахов и другие учень©. Однако. ПКЭ разработанных устройств не в полной мэре удовлетворяют современным требованиям, особенно при сильных искажениях измерительных сигналов.

Из вииеизлокенного следует, что к настоящему времени реионы локальные вопросы оптимизации измерительных и вычислительных процессов

иа характерных этапах обмена информацией в ИИС. Эта решения нэ охватывает всей проблемы повышения ПКЭ современных ШС с учетом: специфических особенностей высокоточных динамических измерения сигналоь с широк» спектром частот; трансформации структур и алгоритмов функционирования ТОЙ;, дефицота априорной информации, необходимой для адаптации создаваемой системы к конкретно;,¡у объекту иди процессу; усложнения алгоритмов решаэшя измерительных. информационных и логических задач; iкзстечения условий работы кзшрмтэлььоа и вычислительной аппаратуры в силу дацэнтрализации-

Цель и задача работы. Анализ обширного отечественного и зарубежного' научно-технического материала в рассматриваемой, области и многаяэтния опыт исследования, разработки, проектирования и внедрения цифровых средств измерения непрерывных сигналов и базирующихся на них систем различного назначения позволили в качества слагаемых крупной научно-технической прсблеш народнохозяйственной значиаос-ти - создания высокоэффективных ИИС» вгдашггь следующие пройяэыыг

I) проблему обеспечения оттыального (рационального> сочетания основных ГКЭ различного класса.ИИС при заданных ограничениях на их технико-экономические а експлуатацжшныз характеристики. По «эре роста потребностей в иия. чиогообрззия 'их исполнения ш областей применения рзЕшжэ зтой проблема значительно усложняется;

'.) п р о о' а а и у единого мэтодол гического подхода к анализу и синтезу оптимальных Юй при априорной неопределенности. В разках решения зтоа проблемы на горвьа план.выдвигается повыезккз точности И ОГОрЗТИВЕОСТИ цифровых ДКИаШгеЗСКИЕ ИЗМЭрЗНИЙ МГНГ&ЗНШГ . значаща быстроизшнящихся непрерывных сигналов при большом числа источников информации и расточении условий работы компонентов кз-кзрнталького канала;

3) проблему повышения ¡метрологического качества результатов цьфровой (числэааоа) обработки запуаюнных измерительных данных. В условиях широкого внедрения програшйируекой вычислительной мощности практически во все субтракта ТОЙ рзЕэнка данной проб-Х8Ш должно быть ориентировано на 'применение средств с огранмченны-кя вычислительной шалость», быстродействием и разрядной сеткой, допускавших реализацию болш простых, но кзвее точных алгоритмов об. работки данных; * ' •

4) п р о б л в и у обострения совкесгикости и оппиальцого (сбалансированного) сочетания аппаратных и программных средств обмена информацией ыеаду OA и пользователем. Реализация субтрактов нижних уровней ТОЙ яо*якна быть ориентирована на применение относи-

тельно простых, по о'олоо надешых аналоговых, игровых и гибридных функциональных узлов в интегральном исполнении, между точностьв и быстродействием которых имеются известные противоречия.

Помимо перечисленных проблем, при создании ИИС всегда возникз- • ют такие специфические проолеиы, связанные с адаптацией системы к конкретному.ОА и условиям функционирования, с ео метрологическим, аппаратурным, программным и алгоритмическим обеспечением для выполнения совокупности основных и дополнительных функций.

Таким образом, без решения (в какой-то мере) указанных выше проблем становится невозможным и решение проблемы создания высокоэффективных ИИС.

Целью настоящей работы является анализ и синтез комплексов оп- • тимального аналого-цифрового преобразования и обработки непрерывных измерительных сигналов путем теоретического обобщения и практического решения проблем по повышений ЛКЭ рассматриваемого класса ИИС..

Основные направления исследований и разработок в работе следующие:

1. Анализ состояния разработки и тенденций развития современных ИИС, систематизация основных ГКЭ и путей их повышения.

2. Разработка обобщенной метрологической модели ТОЙ, отражающей характерные этапы преобразования И обработки измерительных сигналов, а таюко механизмы появления, трансформации и накопления различного рода погрешностей и шумов в основных субтрактах.

3. Разработка л анализ обобиденных метрологических моделей самокорректирующихся субтрактов замкнутся и разомкнутой структур для постановки задачи корректирующей фильтрации в рамках повышения точности и оперативности цифровых динамических измерений непрерывных сигналов.

4. Математический синтез оптимальных корректирующих фадьтроа и структурный синтез самокорректирующихся субтрактов аналого-цифрового преобразования и предварительной обработки непрерывных сигналов.

5. Анализ погрешностей численных алгоритмов обработки зашум-лелшх результатов измерения мгновенных значений сигналов, реши© теоретических и практических задач по повышению точности цифровых изб»ренив их интегральньг параметров.

6. Анализ эффективности предложенных и разработанных способов. Алгоритмов и сп руктур оптимального преобразования и цифровой обработки применительно к характерным моделям полезных измерительных процессов и обрабатываемых последовательностей, специфических меиа-Ю1И5 факторов, а ташко с учатом требования к аппаратно-программной

реализации исследуемых комплексов на функциональных узлах широкого назначения.

7. Изыскание рациональных областей применения результатов исследований и разрайоток, решение вытекающих из них методологических и практических задач по созданию и применению средств и систем, базирующихся на разработанных комплексах.

Для решения перечисленных задач используются фундаментальные результаты из областей теории измерения, теории вероятностей и математической статистики, теории импульсных и цифровых автоматических систем, теории случайных процессов и последовательностей, вычислительной математики, теории информации, теории электрических цодаа и сигналов, теории выбора и принятия решения, технической диагностики.

Научная новизна работы. Основной научный результат работы состоит в решении проблем оптимизации обмена измерительной информацией при априорной неопределенности в рамках концепции корректирующей •фильтрации на основе единого методологического подхода к анализу и синтезу комгдаксов аналого-цифрового преобразования и предварительной обработки непрерывных сигналов. Основу этого подхода составляет введение в корректирующую фильтрацию понятий сушрдискретизации, де-корреляции и стзционаризацки шумовых составляют при коррекции результатов цифровых динамических измерения аналоговых величин.

В ходе решения основных проблем в предметной области и сопутствующих им задач, направленных на повышение ШЭ цифровых средств и систем измерения, контроля, ис1штания и диагностирования различных ОА, соискателем получены следующие наиболее с '(оствонныо научные результаты, отличающиеся новизной и выносимые на защиту:

I, Обобщенная метрологическая модель ТОЙ, учитывающая характерные этапы обмана информацией и отражающая механизмы возникновения, трансформации и накопления погрешностей в основных субтрактах обмена.

' 2. Метода математического синтеза минимаксных корректирующих фильтров дат "безыскаженша" передачи полезного носителя измерительной информации и гарантированного подавления средней мощности физи-чоского белого шума в характерных областях частот фильтруемых последовательностей при цифровых динамических измерениях и обработке быстроизменявдихся непрерывных сигналов.

4 3. Метода структурного синтеза сам корректирующихся субтрактов аналого-цифрового преобразования и на их основе способы повыше-шя тэчиости цифровых динамических измерений аналоговых величин при наличии и отсутствии информационной импульсной обратная связи.

- ТЗ -

4. Методы оценки погрешности дискретного (численного) усреднения функций класса периодичности б""" " ( O.T] применительно к повышению метрологического качества результатов цифровых измерений интегральных параметров периодических и квазипериодических слстеых сигналов при различных методах преобразования их мгновенных значений. Принципы построения быстродействующих и точных измерительно-вычислительных устройств-процессоров сигналов переменного тока в однофазных и трехфазных электрических цепях,

5. Методика оптимизации распределения контрольно-измерительных процедур и выбора структурно-топологических характеристик, обеспечивавших повышение структурно-алгоритмической эффективности КИС для контроля параметров и диагностирования изделий дискретных технологических процессов.

8. Математические модели и алгоритмы оценки номинальных параметров, выявления неисправностей и локализации причта брака асинхронных двигателей и разладки технологического процесса ira изготовления по результатам пргойо-едзточных испытания при массовом производстве. Принципы построения высокоэффективных автоматизированных исдатателъно-даагностируюаих систем данного назначения.

Практическая ценность работы состоит в разработке теоретической основы и методологической базы для создания оптимальных комплексов преобразования и цифровой обработки непрерывных сигналов» которые являются основными и наиболее сложными носителями измерительных сообщений при информационном обслуживании ОА в народной хозяйстве.

Разработанный способы, алгоритмы и программы повышения ПКЭ современных ИИС, иллюстрированные на примере разработки конкретных средств и систем, могут быть успешно использованы для эффективного решения широкого спектра задач информационно-измерительной техники, в частности, при синтезе, расчете и проектировании измерительно-вычислительных комплексов и их отдельных компонентов, автономных средств цифровых динамических измерений аналоговых величии, процессоров сигналов постоянного и "временного тока.

Реализация работы. Результаты теоретических исследовании и практических разработок, полученные в работе, были иеттользовапы при создании и внедрении:

I) системы "TECï-I" на йз?« быстродействующего регистрирующего устройства лтя цифровых измерений напряжения, тока и потерь мощности при приомп-едзточных испытаниях асинхронных двигателей общего назначения <ЛД) на Бакинском эляктромашипострсигвльном за-

вода:

2) системы "1ЕСТ-2" для контроля качества АД на базе микроЭВМ иЗлектроника-60", принятой и рекомендованной к серийному выпуску и внедрению в электромашиностроении Государственной комиссией Минэлектротехпрома. Экономический эффект от внедрения этой системы на заводе ер^сней мовдости составляет 100,4 тыс.рублей

В год;

3) автоматизированной испытательво-диахиостирующей системы "1ЕС1-3". базирующейся на персональном компьютере "ДВК-3" и предназначенной для контроля и управления качеством АД на Ярославль-ском электромашиностроительном заводе. Данная система была экспонирована в 1990 г. на ВДНХ СССР и удостоена серебряной мэдзлй;

4) мшгофгламонаивого автоматического цифрового прибора • таременного тока для испытания погружных электродвигателей поело ремонта в соответствующей слукбе ПО "Азнефть";

5) многоточечной измерительной системы для автоматизации коятроля технологических параметров вакуумной камеры испытатель- • пого стецда в СКБ Механики и Математики .АН Азербайджанской республики.

Материалы диссертации используются в научных и методических разработках кафедры "Автоматика, телемеханика и электроника" Азербайджанской Государственной йзфтяион акадокии и внесены в учебный процесс.

Апробация работа. Материалы работы были представлены на: горвоа и второй международных конференциях "Измерение и контроль парздатроз сыпучих материалов" (КНР, г.Шзньян, 1988, 1991 г.г.); семинаре школы электротехники Пенсильванского Университета (США, г.Филадельфия, 1980 г.); второй всекитайской конференции по злэк-троавтоматике (КНР, Тяяьнзин, 1986); Всесоюзных конференциях по изшритаяьно-шформащшнш системам - ИИС (Ивано-Франковск, 1973 г.: Кишинев, 1975 г.; Баку, 1977 г.: Ленинград, 1978 г.-. Львов, 1981 г.; Ульяновск, 1989 г.); Всесоюзном научно-техническом С8юшарв "Вопросы теории и проектирования аналоговых измерительных преобразователей сигналов и цэтй" (Ульяновск, 1978 г.)-. Всесоюзной конференции "Котодо и средства аналого-цифрового преобразования параметров электрических -сигналов и дашй" (Пенза, 1978 г.); Всесоюзных симпозиумах "Проблемы создания преобразователей форм информации" (Киэв. 1076 , 1984 г.г.); Всесоюзной конференции "Применен!© юофопродесссрных вычислетельпых систем для управления технологическими процессами" (Смоленск, 1880 г.); Всесовз-

ноа- научно-технической конференции "Микроэлектроника в машиностроении" (Ульяновск, 1В89 г.); Всесоюзной конференции "Пути совершенствования разработки программных средств и автоматизированных систем" (Свердловск, 1989 г.); Всесоюзной научно-техническоа конференции "Идентификация, измерение характеристик и имитация случайных сигналов" (Новосибирск, 1991 г.); Всесоюзном семинаре "Вопросы создания ЛСДУ нового похсиэаия" (Баку. 1991 г.); Ресдублшанских конференциях по структурным ютодач повышения точности, быстродействия и чувствительности измерительных преобразователей, устройств и систем <Умань,1875 г.-. Шигсшр, 1978,1885 г. г.; Ккэз, 1981 г.); Республиканской конференции "Диапгастака и коррекция погрешностей прэ-образователея технологической информации" (Киев, 1989 г.>.

Публикации. По результата« исследования и разработок получены 18 авторских свидэтольств и в положительных решения В8 изобретения, опуйвдгаваяы 72 печатных работ, в том числа одна монография, одно учебное пособие, две брошюры.

Структура и объем работы. Диссертция состоит из введения, теста разделов, заключения, списка литературы и приложений. Основная часть работы изложена на 257 страницах, содержит 58 рисунков и таблиц, список литературы из 2Б9 названия.

КРАТКОЕ СОДОТАНЙЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, рассмотрено сукзсио проблемы и проанализировано состояние ее решения, сформулированы цзль работы, задачи исследований и основные научные результаты, е!лгаскгш автором на защиту, определена практическая данность.полученных результатов, обоснованы метода исследовании и структура работы, а так-то дано ее краткое изложение по раздав.

Первый раздел работы посвядан анактзу состояния разработки и тенденций развития методов и средств повыдания показателей качества и эффективности современных ИКС, .

В этом раздела систематизированы основные тенденции развития и обобщены ПКЭ современных КИС, проанализированы ■технико-экономические аспекты их улучшения. Разработана обобщенная иотрологическая модель и проведен анализ струптуры, состава и специфических свойств тракта обмена измерительной информациея, которые является основным трактом системы любого назначения, определяющим ее' главные ПКЭ. Исхгця из проблем оптимизации ТОЙ и состояния юс решения определены и обоснованы задачи анализа и синтеза' комплексов оптимального преобразования и цифровой обработай непрерывных измерительных сигналов, как предмета

настоящей работы.

В результате анализа обширного научно-технического материала выявлены следующие основные тенденции развития ШС, связанные с развитием их теоретических основ и методов проектирования, расширением класса и содержания решаемых задач, существенной трансформацией структур и алгоритмов функционирования, а также значительными достижениями в технической базе:

1) ориентация системных функциональных узлов практически всех уровней иерархии и алгоритмов функционирования на широкое использование методов и технических средств преобразования и цифровой обработки сигналов, базирующихся на современных достижениях интегральной электрон гаси, а в первую очередь, микропроцессорной техники;

2) введение программируемой вычислительной мощности в измерительный канал, следовательно, переход от централизованной к распре-ЯМЭЕШоа (местной) обработка измерительной информации с широким при-векенивм специализированных продессоров аналоговых сигналов;

3) использование в организации структур и алгоритмов функционирования методов и средств технического и программно-алгоритмического обеспечения, широко развитых в области создания ЭВМ, УВМ и АСУ;

4) переход от детерминистского подхода к вероятностно-статистическому подходу к описанию и анализу свойств и характеристик измеряемых величин» влияющих факторов, результатов измерений и субтрактов ТОМ0 используя при атом опыт, накопленный в смежных областях науки

и техники-,

5) ориентация методов и средств обмена измерительной информацией яа решений задач динамических измерений и удовлетворение при этом достзточно жестким требованиям к точности и быстро )йствию,

8> формирована прикладного измерительного алгоритмического обеспечения в совместимом аппаратно-программном исполнении в виде эффективныхс адекватных, адагггивных и других алгоритмов измерений, ориентированных на повшенив кетрологиче с кого качества результатов измерэнма за счет целенаправленной коррекции погрешностей, установления каксимальвого соответствия между существом измерительно!! задачи и содержавши измерительной процедуры, введения шрестрзиваемоети при функционировании;

?) разработка принципов повышения уровня интеллекта с обеспечением возможности реализации потенциала» содержащегося в априорной и току паз г информации о свойствах объекта, условиях функционирования и характере внешних связей-.

8) разработка ношх и усовершенствование существующих методов

и средств метрологического обеспечения достоверности вычислений и метрологической аттестации аппаратно-программных средств обмена t кориталъноя информацией.

Реализация отмеченных выю аспектов развития, направлении,, прежде всего, на ощутимое певшение ПКЭ современного и буду®« поколения ШС, существенно меняет как функциональные и предельные возможности разрабатывавшая систем» так и метода из анализа п синтеза. При этом значительно расширяются ношнклатура и содержание основных ПКЭ, необходимых для оценки моры эффективности проектируемых систем и разработки методов ц технических средств обеспечения оптимального {рационального) сочетания этих показателей в рамках систем различного назначения при заданных ограничениях на технико-экономические и эксплуатационные характеристики.

В работе с достаточно общих позиция систематизированы основные ПКЭ современных ШС и показано» что при ях анализе,, синтезе и реализации, варяду с традиционными показателями информационной» илрологи ческой, функциональной, операционной,, эксплуатационно® н экономической зффектавяоетей, дазины быть оценены и обэсхвчэш также весьма важные показатели, характеризуйте» структурво-аягорттагезсяуа и ап-пзратурно-прогрзкмнуп зффе ктивноста.

Учитывая ваяшость эковонитасшпс показателей для оцаяки эффективности м решэния задач лзкалъвоа ш' глобальное отгикизацки раз-рзбатывг©кыж систем „ а таю© констатируя факт недостаточного внимания на зга показатели со стороны разработчиков» з работе рассмотрены частнш я штагральяда тахшко-экояоотгоскиа критерия. З'ставоалэно, что для оцзшт совокупности ПКЭ охптаальноа сжстеяы иаи5ожзэ првзм-.лзмыгга язлявтея сдадуккда критерии: нинямум пряращэаий x;czsuz затрат (относительно яшзэмоа - образцовой euerem} з втвящ зркгешй ет-нияум суммарных затрат и потерь, связанных с обеспечением вьгбранных ПКЭ разрабатываемой системы и определяемых путам совестного ярикв-нення стозкостных критериев оптимизации.» совокупности показателей.

Исходя из проблемы разработки вдайого штсдологического подхода к анализу и синтезу оптимальных ТОЙ при априорной 2зспрздзлз?шсста и учитывая значимость повышения точности и огоратаввосга цпфровьж динамических измерений мгновенных значений быстроизшншдася непрерывных сигналов и обработки их результатов, в работе разработана и проанализирована обобщенная метрологическая модель ТОЙ» которая имеет следующие особенности:

- включает в себя пять последовательно соединенных субтрактов: шрвичного преобразования и нормирования измерительных сигналов

- то -

(СППН); аналого-цифрового преобразования нормированных сигналов (САД); предварительной обработки результатов цвЭДэовых динамических изкэрэяия (Cno)i вторичной обработки и анализа измерительных дзнных (СВО); представления пользователя результатов реиаошх гакерьггедъных, информационных и логических задач (СИР);

- на входах и выхочзх паречкслэяных субтраэтов присутствуют соответствующие пространства сообщила {сигналов, данных), которые состоят из измерительных (информативных) к помэховых {ввшформатив-ных) подпространств; .

- на канцда субтракт воздействует соотштствущае подпространство влияющих факторов, вызываемых в силу их чувствительности к- пространству помех, которые сопровождают процэссы обмена изкзрительяог информацией на данном зтаго; °

- информатавноэ сообг-оши ка входа каадого субтракта представляется в виде скоси соотвотетвундаго полззшго носителя измеритель-нов информации и налсмютого на него входного шума, эквивалентного результирующей погрешности предадуаэго субтракта;

- кавда субтракт представляется в виде дзшаюизского звена с соотштствуювд ошратороы преобразования (обмена) изшрительной информации и укэот свойственный оку выходной аддитивный шум, который вклэтаэт все специфические иуш, пэ зависящие от оператора прообразовали« и входного информативного сосбщзния субтракта;

- результирующая погрзшюсть, приведенная к выходу рассматриваемого субтраггга и предстегшадая собой входной вды сладущего субтракта, получается путем сошставлзшш (вычитания) выходных ^формативных сообденка рэадьного и озтиальнаго субтрактов, прячем послзднш обладает шлаекшз! (прэдзлыд;.^:) суконши я взрадзточпыш свойствами и рзапфует только лизь на полезный носитель измерительной информации на входа.

laiaai образоы, разработанная иодаль, отражая в достаточно полной каре основные этапы, процэссы и сшадфическш свойства обжзна изкержгельЕОй ивфораадазй в современных ИИС и учитывая при этом кз-ханизш возникновения, трансформации и накопления различного рода погрешностей <шунов) в ТШ, шкет быть заложена в освову анализа и синтеза достаточно, широкого класса оптимальных систем по той шш иной совокупности ВДЭ.

Основные праймы оптимизации ИИС и их компонентов связаны с отсутствием единого методологического подхода к решению этой важной задачи в той или иной постановке и с тем, что между 1КЭ обычно имеются известные противоречия, требующие обеспечения различного рода сов-

мостимостей (метрологической, информационной, программной, пространственно-временной, энергетической, конструктивной, технологической: и т.п.) функциональных элементов системы за счет рационального распределения их ресурсов.

При оптимизации ИКС. входящих в контуры автоматизации научных исследований, эксперимента и промышленных испытаний, обычно-на первый план выдвигается задача обеспечения достаточно высоких показателей по точности и оперативности результатов решения основных функция системы. Это связано с тем, что в отличиз от АСУ ТП, для указанных областей автоматизации характерны небольшое количество необходимых измерительных и управляющих каналов, существенно более высокочастотный (на одан-два порядка) спектр исследуемых процессов и более высокие (на . один-три порядка) требования к точности и быстродействию функциональных узлов ТОЙ. Исходя из этого, в работе проанализированы и обобщэш метрологические свойства субтрактов ТОЙ, на основе чего разработана . метрологическая модель и получено операторное выражение результирующей погрешности обобщенного субтракта, которыл прэдставлэп в виде динамического звена с передаточной функцией

К(р> - К0СрЗ * ¿К(р>, (I)

где К0СрЭ- передаточная функция оптимального (желаемого, продольного) субтракта; дк(р>- отклонение КСрЗ от К0СрЭ.

Представив закупленные информативные сообщения на входа и выхода реального субтракгт, соответственно, в вида х"<р)»хо(р>+дх<р> и у*(р>уй(р)+Ду(р> относительно таковых у оптимального субтракта, получено выражение для рззулътирунцап погрешности йу<р>у*Ср)-у0Ср). Последняя в случае линейных (линеаризованных) субтрактов, характерных для большинства реальных ТОЙ, представлена в виде:

ЛуСр) - £0п<р> + *ДхСр:) + СкСр:> • <2)

Здесь: с0гср:> = ¿К(р)>=0ср>. »ДхсРэ - кСрМхСрэ и £ксР> -соответственно, операторный, наследственный и аддитивный шум на выходе обобщенного субтрзета. . .

Учитывая положения ГОСТ 8.009-84 и ряда аналогичных подходов к анализу и оценке погрешностей измерения, результирующая погрешность дуСр) и ее составляющие представлены в вида соответствущих нестационарных процессов (последовательностей), что и определяет основную проблему метрологической оптимизации комплексов преобразован.^ и цифровой обработки непрерывных сигналов. С этой позиции проанализировано состояние разработки методов и средств повышения точности динамических цифровых измерения аналоговых величин. В результате аня-

лиза установлены: отсутствие системного подхода к решению этой важной задачи; применимость известных разработок к локальным задачам измерения и их коррекции путем подавления отдельных составляющих общей погрешности. Более глобальные решения в зтог области в той или иной степени применимы, в основном, к СШН. Исходя из этого и учитывая специфические пограгаюста (шумы квантования, дискретизации, округления и т.п.) остальных субтрактов ТОН сформулирована задача корректирующей фильтрации ДО) для обобщенной динамической коррекции у*сР:> путем сбалансированного подавления всех составляю^ луСрл .

Второй раздел работы посвящен разработке мотодологической основы анализа и синтеза комплексов оптимального преобразования и цифровой обработки непрерывных сигналов в ИКС с децэнтрализовэнной

структурой.

В рамках решения общей проблемы оптимизации ИИС рассмотрены ствцифическда вопросы проектирования и разработаны метода анализа и синтеза оптимальных ТОЙ с распределенной (местной) обработкой измерительных данных. Показано, что такие тракты характерны и перспективны 'для создания ШС, входящих в контур автоматизации научного зкспери-мвнта. промышленных испытания, контроля параметров и диагностирования OA в приоритетных отраслях прошшшшости, базирующихся на дискретных и дискретно-непрерывных технологических процессах (III). Данное назначение ИйС связано, с одаоа стороны, с необходимостью удовлетворения достаточно шсткш требованиям по сравнению с системами, входящими в АСУ непрерывными ТП, а с другой стороны с тем, что при этом выполнение процедур преобразования и предварительной обработки измерительной информации, а также реализация многочисленных, но сравнительно простых информационных и логических фуню -я системы должны быть возложены на совокупность ТОН с распределенной обработкой данных. Последние строятся- в основном на простых, но достаточно надежных аппаратно-программных средствах в интегральном исполнении. Разработаны критерии оптимизации и метода повышения эффективности (информационной, метрологической, структурно-алгоритмической и операционной) ГОИ рассматриваемого назначения.

Как показано в работе, в системах контроля и управления качеством выпускаемой продукции при массовом производстве, базирующемся на ТИ дискретного или дискретно-непрерывного характера, особая роль принадлежит контрольно-измерительным и истгатольно-диагностическим работам (КВДР). Последние обычно выполняются на стадиях изготовления компонентов, сборки и приемо-сдаточных испытания конечного продукта. ЗффзэтивЕость КИЯР во многом затсиг от степени и последовательности

их распределения вдоль ТП, а самое главной, от надлежащего и цэяэ-направленного использования результатов для упраьлекля качеством продукции за счет оперативного контроля состояния, прогнозирования и предотвращения разладок в ТП.

На основе анализа характерных структур (последовательной, параллельно а или смешанной) организации ТП и КИДР, а также известных критериев распределения контрольных пунктов <КЛ) вдоль ТП, поставлена и решена оптимизационная задача: ТП представлен последовательность» технологических операция ТО^ТС^,...,ТОш, а между ними некоторым образом размещены КЛ^.КП^,...,КЛп, осуществлящке требуемую совокупность КНДР. Найти распределение Ю1, которое обеспечивало бы минимум суммарных производственных затрат С (включая и затраты на КЩР) и максимум информационного КПД ij .

Данная задача формализована следующим образом: имеется т-меряое конечное производство с бинарными элементами k.. < к.=о соответствует отсутствию, a - присутствию KII посла v-я ТО), требуется найти вектор .....kn), удовлетворяющий условиям:

Г С - N0 1 i P^.i;-'Ccl j — i» .

I »=» J » 1 V

l П - (Д ч^/о,^ 3 — «x . (3)

Здесь: no - первоначальное количество изделия, подлежащих КЩР;

v .

- вероятность годного выхода изделия после cj-o-k ТО;

с. И ск -СТОИМОСТЬ ТО И КИДР В 1-м КП, СООТВ9ТСТВ9ВПО; D4l и Dot -i

дисперсия контролируемого в i-ом КП параметра изделия и погрешности его измерения.

Используя показатель "стоимость единицы информации" в виде отношения количества информация на затраты ее извлечения и применяя его к условиям (3) в работе получен и проанализирован обобщенный критерия оптимального распределения КП: минимум нормированной стоимости единицы информации s = S"1, -»min (~де Зя- суг,, - коэффициент нормирования, соответствущий стоимости единицы информации при охвате всех ТО индивидуальным КП в системе с избыточностью).

В направлении изыскания путей повышения структурно-алгоритмической эффективности ШС рассмотрены критерии качественной оценки конкурирующих структур: централизованной, частично децентрализованной и децентрализованной (распределенной). Однако, учитывая, что при структурном анализе систем очень часто возникает необходимость в мо-

тодикв количественной оценки, проанализированы известные из системотехники метода оценки структурно-топологических характеристик и разработаны следующие критерии:

- неравномерности распределения связей

n[(C * Nq>q ■» 1] - -

4N*<1 + ч>*

NCi q)

- относительной структурной компактности 2[HCq* + 3q + 2) - CJ

t + q3 * 1]Cl + q3

1

NCi qrMEtNC'q* 3q ♦ г> - Cl - /Cq5[NCl + 43 * *J>

- индекс центральности У

tNCq" + 3q"+ 3) - CJtMCl + q3 - 1]

- нормализованной структурной эффективности

Эс - [leCl + q~*> * i] 1

В этих выражениях: М- количество ТОИ;-ч- отношение количества ЭВМ промежуточного уровня к количеству ТОЙ; с « 1 + - доля средних потерь информации в силу ненадежности функциональных элементов системы; /счз - функция, определяемая как

г 1 * а при а « N" * .

/Сф й ^ а м-4< а£1

Результаты анализа, проведенного моделированием на ЭВМ, показали достаточную чувствительность разработанных критериев эффективности к топологический свойствам структур ШС.

Учитывая значимость проблемы метрологической оптимизации ШС и их компонентов, в настоящем разделе работы рассмотрены различные аспекты решения этой проблемы. Показано, что при этом необходим комплексный и сбалансированный подход как к постановке самоа задачи повышения точности, так и к точностным свойствам методов и технических средств обмена измерительной информацией.

Как показал Шзльдон С.Чанг, во многих системах, особенно в системах управления огнем и шерциальных системах навигации, никакая crôroHL точности не является слишком 'большой, а в системах управления космическими ракетами никакое быстродействие не является чрезмерным. Однако, на практике требования к точности и быстродействию, а также и к другим ЖЭ реальных средств и систем, должны быть определены исходя из различных пределов приближения этих показателей к оп-

M

ттаальным (гарантированным) значениям с учетом возможных ограниченна и предельно-достижимых характеристик и свойств. Включение экономических показателей в перечисленные выв», критерии оценки и оптимизации информационной и структурно-топологической эффективностея ШС в определенной мере учтыва^т эти требования. С другой стороны, минимизация затрат и по'гэрь на достижение той или шоа дали оптимизации не должны привести к чрезмерным ухудшениям достижимых ГШ системы.

В работе, с целью определения обоснованных требований к точности КНДР и к степени адекватности используемых математических моделей, поставлена и решена задача оценки достоверности принятия решений при косвенном диагностировании ОХ в пространстве состояний.

При сформулировании требования к метрологическим характеристикам субтрактов нижних уровней иерархии ТОЙ более высокий приоритет должен быть присвоен субтрактам верхних уровней. Это в значительной мере исключает постановку и решение локальных задач метрологической оптимизации ТОЙ в рамках проектирования высокоэффективных ЙИС в условиях дефицита априорной информации. На основе такого подхода исследованы метрологические свойства алгоритмов цифровой обработки измерительных данных, в результате чего установлено:

- применительно к самим алгоритмам необходимо решать, в основном, методические аспекты повышения точности их результатов, принимая во внимание статистические и дифференциальные свойства обрабатываемых последовательностей;

- поиск наиболее точных в смысле методической погрешности алго-. ритмов цифровой (численной) обработай ведет к аналоговым алгоритмам, что означает целесообразность использования эффекта супердискрэтиза-ции при формировании измерительных данных;

поиск наиболее точных и устойчивых, в смысле зашумленности обрабатываемых данных, алгоритмов ведет к эффектам стационаризации, дэкорреляции и нормализации шумов в результатах цифровых динамических измерений.

Исходя из того, что решения большинства задач цифровой обработки результатов цифровых динамических измерений мгновенных значений' непрерывных сигналов (МЗС) основываются на интегральнчх преобразованиях, совокупность алгоритмов обработки описана обобщенной формулой вида

Л - .Г ГСХ><^] • (4)

1

В зависимости от вида функция ф « <ф,-фа.....и ошратора

F-4Ft.г,—.FJ шггогрьзровандем сигналов х ={х,Сь).хг<с).....^O-Jh

определяется совокупность J » <Jt. J2.....J4} интегральных параметров сигналов (ИПС).

Учкшвзя критичность методов цифровой обработки сигналов (ЦОС) к спектральным и даМ»рзнциальшм свойствам обрабатываемой последовательности, проанализированы особенности непрерывных сигналов, встречающихся в реальных элегических цепях. Показано, что представленные на отрезке [о,т] измерительные сигналы, характеризующие состоят© OA в установившемся режиме, адекватно описываются функциями из класса периодичности Cm" 'l о, т] , для KOTCptJx характерны:

- производные г-го порядка сг-о.т-о непрерывны и имеют примерно равные значения на концах отрезка [o,tj ;

- коэффициенты равномерно сходящегося ряда Фурье, описывающего эти сигналы, имеют порядок малости осп""1} , где n-номер гармоники.

Разработаны вопросы теории анализа матодическов точности ЦОС по алгоритму (4), выбрана и обоснована квадратурная формула прямоугольников, подучены и обобщены оценки погрешности дискретного (числешого) усреднения (ДУ) сигналов-, описываемых функциями из класса Sm~'[o.Tj , для определения постоянной составляющей (среднего значения) фувкции yct> = ГШ

Как показано а работе, применительно к решаемым задачам формула прямоугольников по сравнению с другими квадратурными формулами икзбт ряд преимуществ: простота р реализации; имеет наибольшую тригонометрическую степень точности, равную м-'i (где м - количество усредняемых отсчетов МЗС); наиболее чувствительна к сл. <атт шумам в результатах измерений ЫЗС.

Оданна погрешности ду произведена по критерию наибольшего отклонения

1 1 т

Ди<м. у) - — TyfiТ )---f ytOdt, (5>

М М li-o ° т

о

где уС'То> - значение ytv:> в момент времени ¿то ; то= т/м -интервал дискретизации во времени.

Учитывая отмечешь© вше свойства рассматриваемого класса функций и их производных, из (5).получена обобщенная формула оценки методической шгрэшостн ДУ:

с-иг о

д гг. у> . -т¿"сов^-^-»«. . (6)

г! о

о

м-»

Здесь *><г'со = у(г>С«-нто); - многочлон Бернулли

о

г-го порядка относительно

На основе (6) подучены и доведены до формы, удобной для инженерных расчетов, оцэнки предельных значений методической погрешности ДУ, которые применимы к случаям принадлоашости у "со к различным классам функция, связанным с ограничениями на порядок г, вариацию и с ре дне ¡свадр этическое значение.

Приведено сравнение полученных оцонок с оценками, соответствующими характерным представителям квадратурных формул Ньютона-Котеса. Установлено, что благодаря оптимальности формулы прямоугольников для рассматриваемого класса функция, она при прочих равных условиях обеспечивает выигрыш в методической точности и количестве м отсчетов МЗС.

Разработаны методы синтеза корректирующих фильтров для метрологической оптимизации цифровых динамических измерений МЗС и предварительной обработки их результатов в процессах обмена измерительной информацией в рамках САЦ и СПО. На основе обобщенного представления (2) результирующих погрешностей субтрактов 3.'СИ задача КФ формализована как суперпозиция трех-подзадач синтеза: предварительного филь- . тра для выделения *0с рз из аддитивной смеси -<*срэ-хосрэ+л><ср5 за счет подавления шума оЛус рз; линейного динамического звена для минимизации шума гогсрз за счет наилучшего приближения К(рэ -» К^Ср) , выходного фильтра для выделения полезной измерительной информации из смеси выходного сообщения субфакта за счет подавления шума гг^срз .

Как показано в работе, синтез оптимальных шш робастных корректирующих фильтров с отмеченными вьте свойствами связан со значительными трудностями в реальных условиях в. силу известных причин, а превде всего, из-за дефицита априорной информации. Поэтому в лучшем случае такая КФ может служить для получения моделей предельно-импульс ных субтрэктов рассматриваемого назначения. Разработанные в работе методы для синтеза основываются на выделении из основного тракта последовательности шумов со„срэ и £кср5 тем или иным способом (организацией информационной импульсной обратной связи, вззямоосратноа фильтрацией в тракте) и на подавлении (заграждении) их составляющих в характерных областях частот (полезного измерительного сигнала '.■) г <и_ , дискрэтизировакной последовательности -«о£ ы < «,>г)), пользуясь эффектом сутордискретизации. Последний означает, что час-

тота дискретизации намного превышает частоту, определяемую по теореме отсчетов. Благодаря разделению последовательности шумов, рассматриваемых как физический белый шум, на различных этапах КФ достигается гарантированное подарпение систематических составляющих <з1фект стационаризации, означающий, что в результате КФ остаточный шум представляет собой сигнз" со стационарными приращениями); низкочастотной стационарной составляющей остаточного шум? в полосе частот

и < с получением эффекта декорреляции остаточного шума-, высокочастотной стационарной составляющей шума в полосе частот « 5 ь>о путем усредаения (эффект сглагаюания). В результате выполнения этих этапов предварительной КФ задача метрологической оптимизации субтрактов сводится к классической задаче подавления шума вДхсР' б полосе частот -ис<«.< о>ои минимизации искажений передачи измерительной информации в полосе частот -«_< ы < в направлении достижения эффекта нормализации при коррекции у*срэ проанализированы процессы прохождения белого шума через произвольное число СЮ последовательно соединенных кс- дата. Установлено, что при этом, наряду с целевым эффектом нормализации, достигается такш эффект декорреляцйи близлежащих отсчетов последовательности остаточного шума.

Третий раздел посвящен исследованию динамических свойств методов аналого-цифрового преобразования и их влияний на метрологически качества результатов цифровых измерения и обработки МЗС.

.Разработан общий подход к анализу динамических погрешностей второго рода при цифровых измерениях ЮС и оценке их влияний на точность определения ИПС, который учитывает характеристики как преобразуемых сигналов, так и субтрактов аналого-цифрового преобразования и обработки измерительной информации. Лсследованы погрешности цифровых динамических измерения ИЗС при развертывавшем и интегрирующем методах преобразования и определены трансформация спектра входного сигнала и изменения его постоянной составляющей, обусловленные методом преобразования. Показаны преимущества интегрирующего метода перед развертывающий методом преобразования с точки зрения повышения точности цифровых измерения МЗС и оценки ИПС. Показано, что результаты анализа динамических свойств интегрирующего метода применимы также к другим методам аналого-цифрового преобразования, требующим предварительно;. выборки и хранения отсчетов ЬВС.

С целью применения общего методического подхода к решаемым в этом разделе задачам реальная функция преобразования эналого-импульс-ной части САЦ представлена в виде = , где * - оператор

преобразования. Такой подход позволяет концентрировать анализ динами-

ческих свойств САЦ в данной части, а анализ методической погрешности субтракта свести к оценка шума квантования сигнала x^ct> в любой точка временной шкалы.

Применительно к использованию методов развертывающего время-импульсного и интегрирующего преобразований №30 проведано сравнение процессов х<о и x^cto . В результате исследований установлено, что функция *псо также принадлежит к классу с'™"1'{о,т] , прглчем соблюдается линейная зависимость меэду постоянными сосгшшявдаи х(0 л * «) ,

п

При развертывающем время-имдульсном преобразовании хс о выражение комплексных коэффициентов Фурье -с^со имеет вид:

т

Cnp - wJ хсо - i])dt. (7)

о р

где - 1футизна развертываквдэго сигнала.

В случае использования интегрирующего метода преобразования комплексные коэффициенты выходного процесса х^со описывготся как

Здесь в - интервал времени интегрирования; сп- коммексяиэ коэффициенты Фурье процесса *со .

Проведен анализ полученных выражений (7) и <8), в результате чего показано, что в дарвом случав сгоктр х^со ширя сшктра xct>, а во втором случае эта спектры одинаковы. Доказаны равенства Сор- С0 и С0и= с„. а такта- принадлежность .фунпщ я хгси одному классу функций. С учетом этого и на основе методики анализа, разработанной в разделе 2 работы, исследованы .шгрешности леи. дискретного усреднения процесса , дзны оценки их продельных

значения для случаев использования того или иного из иссдвдуемыг методов преобразования МЗС.

В работе для конкретных моделей получены и исследованы различные представления д(м, xj , определены порядки их малости. Полученные оценки доведены до формы, удобной для инженерных расчетов, анализа и синтеза комплексов преобразования и обработки непрерывных сигналов в ШС.

Общность подхода к анализу процессов и погрешностей измерения МЗС и ИПС сигналов х< о и позволяет применять разработанную

методику также к другим методам аналого-цифрового преобразования, если при этом соблюдается указанные выше условия.

Четвертый раздел работы посзяие-Я синтезу самокорректирующихся САЦ для цифровых динамических измерений МЗС.

На основе подхода к корректирующей фильтрации, разработанного в разделе 2 настоящей работы, произведен математический (параметрический) синтез корректирующих линейных стационарных фильтров для гарантированного подавления выходного результирующего шума САЦ и "безыска-гкенной* передачи полезною носителя измерительной информации в характерных полосах частот { -шс< и < ^; ¡< « < |ь>о|; -и>о< <о < <ло) фильтруемых последовательностей при наиболее приемлемых и простых моделях априорной неопределенности: шум более широкополосен по сравнении с полезным измерительным сигналом, причем первый представляет собой физический белый шум, а второй - низкочастотный сигнал с равномерным и ограниченным частотой 1 энергетическим спектром; систематическая составляющая шума представлена в виде полинома степени г-1. Результаты произведенного параметрического синтеза заложены в основу структурного синтеза еаиокорректмруюнихся САЦ с замкнутой и разомкнутой структурами, в виду отсутствия возможности выделения и осуществления заграждзющгй фильтрата! аукгв в САЦ второго типа, применительно к ним поставлена и решена обратная задача коррекции результатов цифровых динамических измерения МЗС. Б рамках решения зтой задали разработана методика параметрического синтеза обратного цифрового нерекурсивного фильтра при заданных характеристиках прямого фильтра.

Б качестве критериев оптимизации при параметрическом синтезе корректирующих фильтров в работе был принят критерий средаеквадрати-ческого приближения, означающий минимизацию энергетического козффиг даента передачи синтезируемого фильтра по отношению к соответствующим входным шумам или искажениям носителя полезной измерительной информации в указанных вше полосах частот.

Используя известное свойство конечных разностей порядка г , заключающееся в полном подавлении полинома степени г-1 , в работе синтез стационизирущего фильтра для подавления систематической составляющей, к которой отнесена вся нестационарность шума, с годен к выбору порядка <*■) и биномиальных весовых коэффициентов .

к=б7Г, фильтра конечных разностей <ФКР>. Как показано проф. Л Л'. Кузиным, конечные разности обладают тем замечательным свойством, что вопрос.о гадании коэффициентов фильтруемого полинома степени г-а (в навей случае модели систематической составляющей щума) совершенно не влияет на решонуо задачи, так как при взятии г -и разности совершенно пропадает информация об этих коэффициентах. Поэтому они могут быть неизвестными, известными или случайными величинами, но должны обладать кратковременной (в точение времени гто) стабильностью. В условиях супзрдаскрвтиззции < т о) это требование весьма выполнимо.

Данное свойство конечных разностей позволяет использовать относительно систематической составляющей шума нескорректированного САЦ наиболее простую модель неопределенности с заданием только лишь степени (r-i> описывающего ее полинома.

Благодаря тому, что ютаточный шум на выхода ФКР представляет собой последовательность со стационарными приращениями, синтез последующа фильтров был произведен в частотной области.

В результате синтеза нерекурсивного фильтра, минимизирующего дисперсию шума в полосе частот -«.s о> s о , подучена следующая система лшеиных алгебраических уравнений для определения весовых коэффициентов gn. п - 1. М-1:

п "t.1 N-t

+ 2 * I Кнв1 - -Яауп. П - 1ТП=1. (9)

Здесь: gQ- весовой коэффициент фильтра, который был принят заданным при сформулироваиии начальных условий синтеза; ук*sinkwsTo/ к«ето- некоторый коэффициент.

В зависимости от значений параметров до. и то решение системы (9) относительно gn. n = i, n-i дает параметры семейства фильтров для максимального подавления в полосе частот ы s о>и дисперсии о* центрированного стационарного шума с равномерным энергетическим спектром. С точки зрения робастного подхода такая модель фильтруемого пума соответствует наиболее неблагоприятному случаю, так как в реальных условиях энергетический спектр шума обст-но падает по мере роста частоты.

Анализ (9) показывает, что при супердискретиззции <то -> о) асимптотически оптимальный (гяшмаксный) фильтр имеет следующую сеть коэффициентов iim » c-i3ngoc^_ .п-ОГЧ . В случае go=i полная

. т -»о _

сеть коэффициеЙтов-описывается в виде ая » я^оТТР! ,

что соответствует ФКР порядка n-i . это означает, что минимаксный фильтр рассматриваемого назначения ш характеру совпадает со ста-ционаризируюшда фильтром, рассмотрзнным выше. Поэтому при выборе N-r+i обе задачи фильтрации могут быть возложены на один и тот ке, ФКР. При этом дисперсия остаточного (отфильтрованного) шума на выходе фильтра будет

. «тг г-» , . sinCr-k?u т -

'-»ffi-»'К ¿г-»« / ° ] • <ю)

L kso ( о О

где съ~ сочетание из * элементов по ь,

а

Нетрудно убедагься в том, что при глубокой супордаскрэтизации, т.о. то о, имеет место о. Если к этому добавить и эффект

полного подавления такие систематической составляющей шума в ФКР,

то можно заключить, что .при выполнении условия супердаскретизации в нескорректированном САЦ (например, применением грубого, но быстродействующего квантователя, который характерен для сверхбыстродействующих интегральных АЦП) ФКР является наиболее эффективным фильтром для подавления всех вдмов (систематических и центрированных низкочастотных) в полосе частот полезного измерительного сигнала.

»гот раздел дает основание использовать ресурсы СЛЦ по быстродействию для повышения точности измерении.

Поскольку между корреляционными функциями входной и выходной последовательностей ФКР имеется известная зависимость R^.rf Cr"tk>T0} =

СгЛ2 t C£r+k>To3 » k-=0,l .2.....СЛЗДУОТ OTWSTHTb СВОЙСТВО ДЗКОррвЛЯ-

щш (уиеныаэние корреляции) данного фильтра относительно остаточных высокочастотных центрированных стационарных составляющих шума. Это свойство очень важно для дальнейшего подавления остаточного шуиа ms5о на стадии вторичной заграждающей низкочастотное КФ, либо же при обработка предварительно скорректированных результатов цифровых динамических измерений САЦ.

Поставлена и решена задача синтеза оптимального заграадавдэго фильтра низких частот Q(z) для подавления выходного щума ФКР в полоса частот " - "0 дискретизации = гп.та). Необходимость в такой КФ связана с. тем, что ФКР, хотя обесточивает достаточное и управляемое выбором г и тл подавление шумов в полосе частот -ь>о< ш s ь>с , но вместе с .тем усиливает высокочастотные составляющие шума, так как для АЧХ этого фильтра имеет место:

г г f при -a^s to i и ,

,л, JOJT, , ... , О . v .. I в |>

|GC* - (2sin—g—) > 1 < - о>

L при0-ы 5 « S - г .

В результате синтеза оптимального фильтра Q(z> рассматриваемого назначения в работе получена следующая система уравнений относительно ого коэффициентов qn. п - 1. М-1 :

n^f ' н-* _ f м-i w-г м-> - k ^

+- vKl0»*« \l -

' ~4oDr,' n = (II)

Здесь q » у Ч|< - суша весовых коэффициентов, а q - произвольно

ins о V - 1

выбранный коэффициент фильтра; Dk = Ст«к ^ С > т , I к -1 >_

о I -о

некоторый коэффициент,- причем. t определяется из следующего разложения

к -1 , toT .лк-pi

coskuT,«! ♦

Обшре выражение коэффициентов фильтра, полученное в результате решения системы ДО), имеет вод:'

С-1>РЧ г Cn*k>f n-CM+k-OJ

q » -п -- , „ » пи • (12)

Как показано в работе, при возможности достижения в рамках самокорректирующегося САЦ эффекта сугордискретизации, основная задача обобщенной динамической коррекции сводится к подавлению только лишь наследственного шума субтрзкта. Такая задача выделения полезной последовательности из зашумленной аддитивной смеси является классической доя рассматриваемой и смешил областей науки и техники (статистической радиотехники, автоматического управления с приведением ЭВМ и др.). В частности, проф.Л.Т.Кузиным решена аналогичная задача синтеза дискретных систем с конечной памятью для наилучшего воспроизведения полезно® нестационарной последовательности при присутствии аддитивного иумз. При выполнении условий такого синтеза и равенстве нулю систематической составлявшее наследственного иума САЦ, предварительно скорректированного с помощь» фильтров G(=> и OCz 5 , синтез искомого фильтра НСО во временной области не представляет особой трудности. Если же уйловия такого синтеза не выполняются, то параметры НСО при априорной неопределенности оцениваются на основе компромисса кеаду искажениями измерительного сигнала и усилением уровня шума.

Робастные алгоритмы решения данной задачи применительно х различным моделям априорной неопределенности относительно шума и сигнала обобщены С.А.Кассамом и Г.В.Пурон.

В настоящей работе для выбранных моделей неопределенности произведен синтез низкочастотного стационарного фильтра НС=0 . в результате чего подучена следующая система уравнений для определения сети весовых коэффициентов ь^. n » i. l-i :

\ Ihi - Mh-> \1 1к\.О - -v »-ж-

Здесь: ьо- заданный коэффициент, а и = / hi ~ оу?,иа коэффициентов фильтра.

Решение системы (13) дает выражение ьо , п=ГГШ. , означающее, что синтезируемый минимаксный ройастпыя фильтр НСО имеет сеть равнозначных коэффициентов ь = . ht _, • При выбора h^i рассматриваемая задача КФ сводится к операции дискретного усреднения

(сглаживания) на основе квадратурной формулы прямоугольников, метрологические свойства которой были детально.исследованы в разделах 2 и 3 настоящей работы. Здесь следует отметить тот факт, что фильтрую-¡Зиэ свойства Н(=0 в режиме ДУ значительно улучшаются при супердис-крвтизации входной последовательности.

Далее в описываемом раздела произведен структурный синтез самокорректирующихся САЦ с замкнутой и разомкнутой структурами, которые отличаются, в основном, местами истечения фильтров вСО, ООО, н<^> и алгоритмами КФ. В качестве последних разработаны алгоритмы циклической коррекции (когда корректируется только определенная часть представителей выходной последовательности субтракта), скользящей коррекций (когда корректируются все представители выходной последовательности). и смещзнной коррекции. *

В рамках структурного синтеза самокорректирующихся САЦ с разомкнутой структурой была рента обратная задача динамической коррекции на основе использования взаимообратных фильтров ссо и П» « С'м . Параметрический синтез фильтра ГС*) произведен во врешнной области и были подучены следующие зависимости его коэффициентов /п. п « о. N-1 от коэффициентов дп, п = о. ы-1 фильтра в(г>:

В частной случае, когда вС*) представляет собой ФКР, из (14)

получим /„* 1-, . к » ГГг ,

Таким образом,.в этом разделе работы разработав единый методологический подход к синтезу самокорректирующихся САЦ, который применил также к другим субтрактам ТОЙ.

Пятый раздел работы посвящен анализу эффективности и достижимых метрологических характеристик разрабатываемых комплексов.

Предложены к разработаны способы цифровых измерений МЗС и ИПС с коррекцией результатов на основе синтезированных в раздело 4 самокорректирующихся САЦ, проведен анализ инструментальных погрешностей измерителей и рассмотрены рациональные пути их технической реализации. Исследованы фильтрующие способности разработанных алгоритмов КФ, оценены предельные и достижимые (с учетом имеющихся практических ограничений).показатели эффективности корректирующих фильтров. Последние сравнены с известными фильтрами аналогичного назначения и даны рекомендации дяя выбора рациональных параметров при их проектировании. С цолью оценки инструментальной точности цифровых измери-

(14).

телеа ИПС проанализирована совместная эффективность' операций ДУ и КФ результатов измерений МЗС,

Как показано а работе, разнообразие воэмояшых способов цифровых динамических измерения МЗС связано с различиями в: структурах (замкнутая или разомкнутая) самокорректирующихся САЦ; алгоритмах (циклический, скользящ® кли смешанный) коррекции результатов измерений; местах (тракт преобразования или корректирующий канал) и назначении (стациояаризация, до корреляция, сглаживание) корректирующих фильтров. Пользуясь этими отличительными признаками и свойствами процесс цифровых измеренга МЭС и ИПС можно организовать по различным алгоритмам, добиваясь при этом того или иного эффекта повышения метрологического качества юс результатов.

Разработаны базовые способы измерения МЗС: I) с предварительной КФ на базе фильтра во); 2) с предварительной и вторичной КФ в последовательно включенных фильтрах СС~> и оо); 3) с предварительной КФ на основе рокения обратной задачи с помощью взаимообратаых фильтров Г(г> и

Первые два способа основаны на вьцшении последовательности фильтруемых иумов обратным преобразованием результата аналого-цифрового преобразования МЗС, а третий способ не нуждается в организации канала обратного преобразования измерительной информации. Универсальность третьего способа относительно природы сигнала окупается тем, что при его реализации корректирующей фильтрацией охватывается только лишь аддитивный шум САЦ. Первые два способа позволят подавлять . как аддитивный, так и операторный шум САЦ, но их области применения ограничиваются, в основном, измерениями электрических сигналов.

Повышение точности цифровых измерения ИПС достигается выбором оптимальной (рациональной) для соответствующего класса функций квадратурной формулы ДУ, обеспечением необходимых интервалов дискретизации и наблюдения сигнала, а также сбалансированным сочетанием корректирующих фИЛЬТрОВ 6(2), ос*} и нс2!).

Разработаны и проанализированы структуры цифровых измерителей, оценены и сравпены их возможности относительно подавления различных составляющих результирующее погрешности нескоррзктироиавного САЦ.

Проведен анализ инструментальных погрешностей цифровых измерителей МЗС и ИПС с коррекцией результатов измерений. Анализ показал, что благодаря использованию обобщенной динамической коррекции, и -.струмен-тальные погрешности большинства функциональных узлов прямого и обратного (в измерителях замкнутой структуры) каналов преобразования подвергают«', КФ в той и.™ иной степени в зависимости от места включе-

- 3-1 -

ния в субтракте. Исхода из этого, рассмотрена модели и причины возникновения характерных шумов в различных функциональных узлах, проанализированы их статистические свойства, на основе чего в работа поставлена и решена задача анализа и оценки эффективности разработан ных алгоритмов КФ. Моделированием на ЭВМ оценены энергетические, сдактральные и корреляционные характеристики отфильтрованных последо-вательгостея при различных: параметрах фильтров СОО, <Хг> и НС*); временных соотношениях в процессах КФ и ДУ-. сшкгралыю-коррэляцйса-¡шх свойствах генерируемых нормальных случайных последовательностей.

В результате анализа обнаружены асимптотические свойства в корректирующих фильтрах всех типов относительно частоты дискретизации, длительности предыстории фильтруемых последовательностей и собственных параметров фильтров. Установлено, что используя эти свойства и регулируя соответствующие параметры процесса фильтрации и собственно фильтров «окно достичь требуемых степеней подавления шумов и их отдельных составляющих при априорной неопределенности. Однако, на дости шдае показатели эффективности корректирующих фильтров имеются некоторые праюпческиа ограничения, связанные с перегрузкой квантователя АЦП, с проблемой устойчивости.в САЦ замкнутой структуры, временными ограничениями на интервалы дискретизации и наблюдения сигналов и т.п.

Ко всех синтезированных в разделе 4 корректирующих фильтров к эффекту сушрдаскретизации наиболее чувствительны фильтры ОСО. Действительно, при тр-* о квадрат модуля комплексного коэффициента передачи типичного прэдставшшя этих фильтров - ФКР асимптотически приближается к ип . з«г>

Г -»о °

. о

В обдам случав увеличение порядка г реализуемых в ФКР конечных разностей приводит к увеличению эффективности последующего оптимального фильтра ООО. Однако, наибольший эффект наблюдается при выборе порядка (памяти) фильтра СКг> из условия м>ег*з.в, в работе приведены расчетные значения м для различных г и требуемых коэффициентов подавления дисперсии белого шума, окрашенного предварительным ФКР. Например, для получения коэффициента подавления порядка ю* при г-г необходимо обесшчигь м « 14е, а при заданном коэффициенте подавления юя требуется м « зз. При таком ш порядке ФКР для достижения • тривадцатиразрядаой разрешающей способности АЦП, использующего квантователь с четырьмя уровнями квантования, необходимая частота супердискретизации составляет гее^ .

Предварительная коррекция результатов цифровых измерений МЗС ■ совместным использованием фильтров в<~) и обо в достаточно полной

гора исключает пзобходклость дзльнвйкэго 'подавления операторного и аддитивного цр;оа.нз этало ДУ или вшимеогом ?сахсго-л^о другого ал-гортма обработки тморитольвых данных. Однако, установлено, что при совместном использовании фильтров, и К(г) тагеко дослшмз достаточно высокая зффэктиввость фильтрации пукав. Для анализа энергетических и стоктралъпо-террзлгащшых свойств совокупности фильтров ОКР и НО) подучено и проанализировано вмргкэшэ для оценки дис-персга усрздазшюа конечио-разпостноа последовательности:

с^е1с^рго}.

*» V - о 31- о Н-»

3дась: с* я гс<\тоэ - даспэрсия и норкироваппая корреляционная функция фильтруемого аумз ссо, соотглтстпашю. с^ - сочетаю© из а злзгаптсв по Ъ ;.л - порядок (память) усредаяздего фильтра нсо, л™[ •] - спзратор кокзчяся разности порядка т.

Поло:з1гзльниа гффзкт при сочогадгех фильтров ФКР и М(=) достигается, в основном, за счет центрирования, стацкюйзраззщш и дежоррэля-шта фильтруемых шумов в ФКР, прнчоа зтот оффэкт тел оцупмэв, чем больше интервал корреляции случааяоа _срставляющзй шума • «-с о. о преи-

МУП®СТВ9 С0ЧЗТЗШ1Л ОХР И НСг) ГОВОрПТ Я ТО, ЧТО ВЗСОВс» КОЭффЯЦЙЗНТЫ

этих фильтров цэлочнелоявы, 'что нскяячгот шути округления при их реализации щхяракавьм способом. . ■

Сраввзниз разработанных фмьтрсв ОС*) и НС*) с распространенны.! на практике фильтром Ваттерворта показало, что при соответствующем выборе паранотров втах фильтров кошо достичь одинаковой сффзкгиввос-ти подавления шумов, но сяат&зированиь» автором фильтры имеют гораздо простую реализация. 1ак, дяя реализации фильтра Бзттерзорга порядка п кзобходдаы 2п умнозягалва с плзваэдэй' запятой и п . сумматоров, тогда как для реализации фильтров ОС=) и НС®) тробуптся всего один умножитель (делитель) и одш сумматор.

В описываемом ш раздала рассмотрены практические ограничения да показатели эффективности разработанных корректирующих фильтров и базирующихся на них самокорректирующихся САЦ. Дана методика выбора рациональных значений параметров при проектировании средств и систем измерений.

Шестой раздел отражает результаты исследования. проектирования и вдедртнш средств и систем автоматизации измерения и контроля параметров, испытания и диагностирования ОА в электротехничес-

кой и электроэнергетической отраслях прокшшввности. Основу создания автоматизированных систэм данного назначения составляют комплексы, исовдоваиныв и разработанные в предыдущей разделах работы.

Трехфазные асинхронные двигатели (ДЦ> об&ето аазнзчения является наиболее массовой продукцией электромашиностроения. Асинхронные электроприводы составляют око,® ®SS сбавго количества электроприводов, а АД потребляют боле© половины производишь электроэнергии; их ошгодаь® выпуск <по суммарной ковщости) составляет охолс 50 млн. кВт. Поэтому гффекпзныа контроль показателей качества этих двигате-.зэз в продаете производства ш после т изготовления» своевременная дагЕОстака щтт разладки .«геологического продасса и основанное es зтае результатах упразлэняз качеством изготовления &ц составляют актуальлую .научно-теашичэсхую проблему-

Вашш кародаогозязстаеввое' значение т&вг повышений показателей качества здактрээнзргш за счет хонтргшз решш&з параметров м опшшзацш упраадашш знзргоблокаш и энергетическими установками. УстааоагэЕО, что для обеспечения Еормалькоа работы злвктрознергэти-чэскиг с^зтзи даобходает контролировать более* лОШ параметров, из ■ которыг SQQ взлизин дамш быть етабшжшрованы в пределах заданных sopa. Ksr. шкгзано проф. Ваниковын В.А., если за счет проведения разлиэдш мероприятий да улучшению качества злзктрознвргии, в том чисж ортавизациза аедшадаго контроля л управлешзя ¡показателями _ pe качества доаатьея экономии а разнерв sesro йшь 18 вырабатываемой в «ране электроэнергии» тс экономия составит более 10 млрд. кВт.час в год.

Мзтодогогичзскиа основы косвенного контроля ноинаальных параштров вс:шрсшж двигателей по результатам првэмо-сдатотк ксдата-31x2» шитральшоз шзвдиямк которых галяются испытания в рэжшах хсл)стого хода ss короткого sai&asшя, разработаны проф. о.д.Гольд-боргом,

Б ваетоящз® работе разработаны методологические и практический ропрсю £фо©кпфоззвш автоматизированных шпрольно-измвригельных. ч ксдататяшо-даэгагстарущш еиетзд (ВДС) данного назначения.

В результата анализа осесшые зарзштров и характеристик АД разрззы к «Зссаоваш ш дафаркатазаыэ дизгнсстаческиэ параметры, оЗесдащжагодез достаточною для практики глубину контроля. На основе анализа состояния разработки данной проблемы сформулированы основные задачи исследований и разработок, направленных на повышение ПКЭ систем контроля параметров и диагностирования АД при массовом производстве.

В качества номинальных параметров целесообразно использовать, так называемые технико-зкономическш и эксплуатационные показатели . (ТЭЭП): коэффициент мощности соар ; к.п.д. 1? ; пусковой ток 1п ; пусковой момент Мп и максимальный момент М„.

Диагностирование ТС *Д в пространстве состояний может производиться по результатам непосредственного измерения ТЭЭП (непосредственный контроль) или путем их оценки по результатам измерения .параметров реакций в соответствующих режимах ПСИ (косвенный контроль).

Установлено, что наиболее подходящими (с точки зрения сочетания информативности, оперативности, точности и простоты реализации измерений) параметрами реакций для оценки ТС АД в пространстве состояний косвенным методом являются токи и потери в режимах холостого хода и короткого замыкания, а также спектральные параметры тока статорз.

Учитывая ряд методологических и технических трудностей (значительные трудовые, временные и аппаратурные затраты для обеспечения режима номинальной нагрузки и процессов измерения) в использовании непосредственного метода контроля и диагностирования ТС АД. в работе обоснована целесообразность косвенного диагностирования в пространстве состояний. Использование этого метода требует гостроения математических моделей, отражающих взаимосвязи между множествами показателей состоящая и реакций АД.

В результате анализа взаимосвязей «езду показателями состояния и параметрами реакций АД получены и проанализированы уточненные модели оценки ТЭЭП по результатам ПСИ в следующем ввде:

I

/аС1„.Рк.Р0>. 1 - /„ср0.рк>.

С«*. - /4С10.Р0.1к.Рк> .

Мм' /АА'«\>- * • '

Здесь 10, ро~ ток и потери мощности в режиме х.х.: 1к» рь- ток и потери мощности в режиме к.з.

Эти оценки позволяют осуществить косвенное даатг зстированйэ АД в пространстве состояние. Однако, как показывает анализ, сложность, трудоемкость и временные затраты при определении коэффициентов, входящих в полученные зависимости, усложняют их использование при оперативном диагностировании по результатам ПСИ. Исюдя из этого разработана и исследована регрессионная модель оперативной оценки

ТЭЭП по результатам ПСИ, описываемая в вида:

и

S.- <5, -----* >• > • Сг, . (15)

> yVo kJ к 't 'а

Здесь Н " + С1 " ЗлО-Е; 6 .&.....<5 - ОГНОСИТвЛЬНЫЭ ОТКЛОНв-

% 'г г»

ния параметров реакций от их номинальных значений; flki - коэффициенты влияния параметров реакция на показателя состояния АД.

На основе (16) разработана диагностическая модель для определения ТС АД в пространстве состояний:

и

^ - ' ••••Л »В • 1 " * - .

' kslo 11 ii m

Здесь и - вощность кшазства 1С АД; и

Q» o.s(si0n(. 5 f»kiZk<V <\ .....> - Svg> + и - функции

It во 1 i W

состояний.

На оевота полученной диагностической модели разработан и исс.ю-,цоваа алгорит решения вида брака АД, гоэволжвда по вычисленный значениям функции Q^co из шшкэствз g возвокщых технических состояний выделить подеяшшство, котороау принадоздат фактическое ГС АД. "

К важный этапам диагностирования дц ш результатам ПСИ относятся локализация технологических причин неисправностей бракованных двигателей. Основная трудность в решении этой задачи связана с тем, что при диагностировании и пршдаш реазния возможна нечеткость (размытость }, поскольку ТО АД зависит ст шшхаства технологических факторов, шкодах" сложные и не всегда списдааашэ даагн отеческими модз-ляш взаиаосвязи с показателями состояния АД. Слвд. ватольно, неизбежна неопределенность при локализации причин неисправностей.

Разработанный в работе математическая аппарат локализации причин брака АД основывается на следующих правилах:

нечеткое входное множество s •• .s^ c,«i7&> - не соответствует номинальному значению.

- начатков отношение р « qt - влияет на s ci=iTR. j=i7s:>;

- нечеткое выходное множество q * s<f ■ u=i"7K> Солее или менее яе соответствует установленным нормам.

Здесь *о" - оператор «пшиааксаого произведения, qt a=i"TTo -технологические факторы,

'Используй вышеуказанные правила вывода разработана нечеткая модель локализации технологических причин брака АД".

. fQ. [.su-Ej,{ eun • <1е>

г до -С1~е.п11- функция принадлежности нечеткого отношения

Г ; - фуюсция принадлежности' множества Э .

Для построения нечеткого отношения использованы коэффициенты влияния технологических факторов на отклонения ТЭЭП АД от номинальных значения в виде:

■ к ' *

Здесь: ОГч^ - дисперсии . г = 17В: с^- коэффициенты влияния технологических факторов на ТЭЭП АД.

Разработаны иерархическая структура рэшаешх задач и приданы построения НДС, используя полученные в раздела 2 критерия отгости-зации решены задачи повышения ПКЭ конкурирую®«: структур системы.

Учитывая значимость ТОЙ в достижении тробуемой информационной, метрологической, конструктивно-технологической и эксплуатационной эффективности рассматриваемых систем в работе значительное внимание уделено исследовании в разработке многофункциональных ТОЙ для ВДС.

Исходя из особенностей измерения параметров реакций АД, пред- . ставляющих собой интегральные параметры сигналов пррекениого тока (ИП СШ), рассмотрены следугащк» принципы построешш ТОЙ:

- преобразование ИП СИТ в унифицировавши аналоговыэ сигналы с последующим цифровым измерением и обработкой результатов-.

- преобразование ИП сПТ в цифровые кода и парабола результатов;

- преобразование нзс СОТ в цифровую фору с последующей оцзшсоа И обработкой ИП СГП-.

- функциональное преобразование КЗС СП! в ааалоговш сигнал с дальнейшим аналого-цифровым преобразованием и обработкой результатов.

Предложены я разработаны принципы построения ТОЙ многофункщго-нальных аналого-цифровых гопюрительно-вьпшсштгелькыэ устройств {1ЭУ}, которые имеют развитую элокентаую базу и лучзаую совместимость с программными средствами обработки информации.

В направлении дальнейшей универсалгмшя штодрв и средств цифровых измерения ИПС предложен, исследован и разработан новый способ спектрального анализа, позволялся повысить точность я оперативность определения параметров гармоник, а тага» обесшчивающий оптимизацию количества операций.

Проанализированы вопросы повьпюния точности цифровых игтэреша ИПС, предложены и разработаны способы: I) адаптивного вьйора вагз то дискретизации для обеспечения рационального количества м дискретных отсчетов МЗС на отрезке Iо,т]. 2) адаптивного выбора момен-

тов начала отсчетов и длительности в интервала *<нтегрирования при -фвобразовавии МЗС.

Анализ широко используемых в технике цифровой обработки сигна-гов алгоритмов дискретного (ДО) и быстрого (БПФ) преобразования '?урье показал, что применение этих алгоритмов в средствах и системах измерений, базирующихся на микропроцессорах общего назначения, не всегда целесообразно. Исходя из этого в работе поставлена и решена задача упрощения структур, алгоритмов и технической реализации цифровых агализаторов сгоктра.

Предложен, разработан и исследован новый способ опрзделения комплексных коэффициентов Фурье, основанный на использовании перзкан-ного тага дискретизации. выбираемого-равным лт = т/р}пj (где р > з - некоторое натуральное число). »

В общем вида этот способ основан на равенстве

I- q ^

Здесь n

хсо - 5с «фслмо. a - EtCN+ln|>/P|n)3 . cí- е[(м-|п|)/р|п|) .

Г.г-м"

Е(2> - целая часть числа z .

Как показано в работе, соответствующим выбором числа р удается уменьшить количество выполняемых операций умножения и, как следствие, генерируемых дискретных отсчетов систем ортогональных функций. Получены оценки количества операция умножения и сложения, реализуемых внутри и вне периода. Общее количество операций умножения поставляет 2pn , а операция слонгения - ncpn+n-s) * ¿ аг> .

Произведено сравнение предлагаемого способа с алгоритмами ДПФ и БШ ш количеству операций и показаны преимущества предложенного способа, достигаемые благодаря возможности варьирования р в нужном направлении.

В направлении интеллектуализации разработанных средств и систем измерений предложены и исследованы: способы встроенного контроля погрешностей с использованием фильтрующих свойств конечных разностей, способы контроля и отбраковки результатов аналого-цифрового преобразования, зашумлонных аномальными выбросаю.

На основе ФКР первого порядка разработан самокорректирующийся СЛЦ, базирующийся на АЦП типа КМП860ПВ1А. Данный САЦ, имеющий основную погрешность не более О,OIS на частоте преобразования 10 КГц, использован в многоточечной измерительной системе для автоматизации контроля технологических параметров вакуумной камеры испытательного

стенда.

Результаты проведенных в работе исследований и разработок заложены в основу создания современной системы "ТЕСТ-З", которая находится на стадии промышленного внедрения на ЯЭМЗе. Система состоит из устройства связи и сигнализации. микро-ЭВМ ДВК-3, измерительных модулей Е854, ЕВ55, Е859, КМП860ПВ1. Она совместно функционирует с испытательной станцией СКП-4.

Система обеспечивает: автоматическое цифровое измерение фазных токов и потерь в режимах х.х. и к.з.; отбраковку двигателей по результатам ПСИ и оценку ТЭЭП АД; диагностику АД с локализаций видов и причин брака; контроль ТС ТО.

В приложения включены: документы, подтверждающие внедрения и экономическую эффективность разработанных средств и систем-, выводы ряда формул, приведенных в разделах 3, 4, 5; оригинальные программы, включенные в программное обеспечение разработанных комплексов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предмет исследований диссертации охватывает анализ и синтез комплексов оптимального преобразования и цифровой обработки непрерывных сигналов, которые являются основными и наиболее сложными носителями измерительной информации в ШС. В совокупности полученные результаты представляют собой решение самостоятельной научно-технической проблемы оптимизации обмена измерительной информацией, имеющей народнохозяйственную значимость. Результаты проведенных исследований и разработок, дополненные известны?® решениями локальных задач в предметной области, составляет в достаточно полной мере основу создания высокоэффективных трактов обмена измерительной информацией (ТОЙ) для современных ЩО.

В диссертации получены еж дующие основные результаты:

1. Проведен анализ состояния разработки, тенденций развития и показателей качества и эффективности (ПКЭ) современных ИИС, обоснована актуальность проблем в предметной области и показаны пути их решения на основе взвешенного системного подхода. Разработана обоб-¡донная метрологическая модель ТОЙ, которая отражает содержание', специфические свойства, последовательность и динамику характерных этапов обмена измерителной информацией в пяти субтрактах и учитывает механизмы возникновения, трансформации и накопления погрешностей (шумов) в'процессе обмена.

2. С позиции единого методологического подхода к анализу и сип-тезу исследуемых комплексов разработаны обобщенные критерии оценки и

оптимизации основных ПКЭ ТОЙ для децентрализованных систем, входящих в контур автоматизации контрольно-измеригсльных и испытательно-диагностических процедур с целью управления качеством изделия Ш дискретного или дискретно-непрерывного характера, Исходя из достаточно жест-' ких технических требования, предъявляемых к метрологическому качеству и,оперативности обмана измерительной информацией в таких лис, поставлена и роивцз задача метрологической оптимизации процессов цифровых измерений и обработки мгновенных значения оыстроизменяющихся сигналов (ИЗО) путем обобщенной динамической коррекции их результатов.

3, Разработана методика и произведен параметрический синтез (по критерию средаэквадратическсго приближения) асимптотически оптимальных и минимаксных робастных корректирующих фильтров, которые в совокупности решают задачу корректирующей фильтрации, формализованную в работе как суперпозиция трех подзадач оптимального воспроизведения (приема, преобразования и передачи) затупленных измерительных сообщений. Особенностью разработанного и осуществленного подхода к синтезу является его применимость к нечетким моделям сигнала и шума, наиболее приемлемы« с практической точки зрения, что очень важно при решении подобных оптимизационных задач в условиях дефицита априорной информации. Априорная неопределенность преодолевается выделением из ТОЙ шумовых последовательностей и примонанием к ним эффектов супервдскре-тизашш, стационзризации, дщорреляции, нормализации и сглаживания, которые в конечном итоге обеспечивают управляемую степень подавления ЮУмо«, присутетвухщих на различных этапах процесса воспроизведения измерительных сообурвий,

4, Используя результата параметричэского сшг >за и решая специфические задачи их практической реализации, произ.,,ден структурный синтез самокорректирующихся субтрактов аналого-цифрового преобразования (САМ) для случаев наличия и отсутствия информационной обратной связи.

5, Применительно к раданию проблемы повышения метрологического качества результатов обработки измерительных данных, большинство алгоритмов которой используют интегральные преобразования, пс.аьзуясь крш'эрием наибольшего отклонения приведен анализ и получены оценки

_ предельных методических погрешностей дискретного (численного) усреднения (интегрирования) функций из класса c""~4'í o.ti на основе квадратурной формулы прямоугольников. Показано, что сигналы, описываемые зтими функцуияи', характерны для иаогочислонных измерительных задач, а данная квадратурная формула, являясь оптимальной для класса о,т] «"иная наа&ысиув тригонометрическую стсшнь точности.

обесточивает достаточную степень подавления случайных щумов в результатах измерения МЗС.

8. Разработан повыя подход к анализу методов аналого-цифрового преобразования МЗС, учзггывахщий спектральные и дифференциальные параметры преобразуемого сигнала и характеристики САЦ. В результате анализа установлены преимущества интегрирующих методов по сравнению с развертывающими относительно воспроизведения cnoirrpa прообразуемого сигнала, что очень важно для высокоточных динамических измерений.

7. Предложены и разработаны способы цифровых динамически* измерений МЗС с коррекцией результатов при палицам и отсутствии информационной обратной связи в САЦ. Проведен анализ продельных показателей эффективности разработанных алгоритмов корректирующей фильтрации в отношении подавления хэргттерных для практики нормальных случайных шумов н установлены их достаточно высокие потенциальные возмойносги по повыгенгсо петрологического качества результатов цифровых измерений .мгновенных значения я иятюгральшх параметров быстроизмвнягадасп сигналов. Рассмотрены характера» для САЦ практические ограничения на достюшмь» показатели и даны рекомендации для выбора их рациональных параметров.

а. Рассмотрены проблемы задачи повышения уровня качос i продукции а злетротэхническях и электроэнергетических отраслях плмш-ленкости. В числе наиболее важных и а1пуальша выделал/ и рэиэвы ш-тодолоппесхпэ к практические задачи создания и .внедрения: автсиата-зировапных коптрольно-изкэрйтольных и исштателчго-диагноспфующих систем (ВДС) для контроля параметров и управления качеством асинхронных двигателей общего назначения (АД) при .массовом производстве; шюгофутсциояалышх изкэртпельно-Бычислигельныз средств и систем контроля режимных параметров объектов злэктроэнзргеткки и показателей качества вырабатываемой злзктрознерг'ии.'

О. Разработанные в работа метода. модели, алгоритмы и технические рэшегшя водлсздны в современное аппаратно-программном исполнении, при создании конкретных средств я систем автоматизации эксперимента и испытаний, которые апробированы а лабораторных и натурных условиях в хода опытной и промышленной эксплуатации па Бзюшском и Яро- • славльском элеетромашиностроитаяьных заводах, в СКБ какашки и Математики АН Азербайджанской республики и в ПС "Азнефть". При этом установлены их достаточно высокие ПКЭ, отввчаадю поставленным требованиям. Экономический эффект от внедрения № на ззвсдэ сродней мощности составляет более IOO тыс.руб. в год.

Основное содержи© диссертации отражено в следующих публикациях: Монография

I. Гольдберг О .Д., Абдуллгеа U.M., Абиэв ¿¿.К, Автоматизация контроля параметров и диагностика асинхронных двигателей.- М.:Энерго-атомиздат, 1891.-160 с.

Вроддорь!

Z. Абдуляаав И.М., Дбдурашздв <5. А.» Ахмедов P.M. Современное состояшэ к порспээтивы применения мжро-ЭВМ и микропроцессоров в системах автоматического контроля и управления технологическими' процессами "Обзорная инфораацкя, серия "Автоматика и приборостроение". - Баку:АзШШТИ,, 1885.- 2S с.

3. Абдуллазз К.К., Айдурагкков Ф.&» я др. Современное состояние и шрсшкпгза развкшг. скстеа автоматического контроля электрических параметров проккатанных об гостов Обзорная информация, серия "Автоматика и гр5борострозниз*\- Баку: АзНЕИНТИ, ISS5.- 23 с.

Статьи к доклада

4. Абдуллаев H.H. Структурный кетод повышения точности суимо-разностных квадраиявых мвоаиталькых устройств "с цифровым выходом" Тез. дом. респ. науч. техн. конф."Структурные кзтода повышения точности и чувствительности измерите л: лих преобразователей".- Киев, 1875, С. 17-18.

Ь. Абдаляаэв й.й., ;ш.:адзв P.S.;. Функциональные аналого-цифровой преобразователь на интегральных ьакросхемах" Приборы и техника зкс-шрамзнта. IS7S, »2, С. 87-Ш.

6. Ксиаклов Ш.В., Абдуллазв И.М. Некоторые принципы построения универсальных функциональных ааэлого-дафросых преобразователей" Материалы взесоязн. синя. "Проблема создания прзобразователэз Форш информации".-- Киев, 1Э76, ЧЛ0 С. I28-I3I. .

7. Абддоеэз U.U., Абшв А.Н. Сайокоррвктируквдйся дискретный укношталь частота" Изв. Ш?Зоз Приборостроение". 1078, и 9, С.5-8.

8. Абдадлаев K.M., Ахкздоз P.M. Функциональный преобразователь "напралекиз-частота*'" Бркйора и техника эксшршэнта. 1878, 13 5, С. I08-1IG. *

9. Абдуллаев й.Ы. Прикакэккз метода внутридариодяых измерения для создания шкэржшъно-Бычислтшьних устройств с цифровой обра-ботгсоа параметров сигналов гюрег,энного тсча" 1ез. докл. конф. "При-кенениэ микропроцессорных вычислительных систем для управления технологическими процесса?®". - Смоленск, 1980, С. II&-I20.

10. Нзбков И.А., Абдуллаев И.Н., Абиев А.Н. Автоматизация контрольных испытаний асинхронных электродвигателей при серийном произ-

водстве// Механизация и автоматизация управления. 1930, к» 4, С.17-19.

11. Абдуллаев И.М., Мамэдов Н.Я, Анализ динаиической погрешности время-импульсных интегрирующих АЦП переменного тока// Изз. ВУЗов "Приборостроение". 1880, № 12, О. 8-13.

12. Исмаилов Ш.Ю., Абдуллаев H.a.» Маиэдов H.H. Исследований кетода внутришриодных измерения и обработки мгновенных значения сигналов// Метрология. 1881, ¡9 12„ С. 8-13.

13. Исмаилов И.Ю., Абдуллаев U.M., Мэмадов Н.Я. Способ спектрального анализа периодических сигналов ивфрашюкоя частоты/-' Измерительная техника. 1982, гз Б, с.10-21.

14. Абдуллаев И.М., Рзазв К.Г. Анализ погрешностей интерполя-тивпого АЦП// Элементы автоматики и измерительные информационные • систем. Темат. сб. научных трудов. - Баку: АзйНЕШЕШ, 1883,

С. 81-88.

15. Абдуллаев И.М., Абиев А.Н., Маагадов Н.Я. Аналого-цифровые устройства с внутрипериодаоа обработкой сигналов переменного тока// Элементы автоматики и измерительные информационные система. Тематич. сб. научных трудов.- Баку: АзИНЕФГЕЖМ, 1934, С. 25-30.

16. Исмаилов Ш.Ю., Абдуллаев И.М., Маквдов H.H. К проблеме дас-|{рэтизации при численном интегрировании сигналов// Изв. ВУЗов "Приборостроение". 1084, № 6, С. 7-12.

17. Айдуллаев И.М.. Абшв А.Н. Алгоритмические и структурные принципы построения системы управления качеством выпускаемой продукции в электро?йашш-эстроонии// Интегрированные с*л стены управления и , переработки информации. Тематич. сб. научных "рудов.- Баку: АзИНЕФТЕХИМ■ 1985. С, 17-28.

18. Абдуллаев И.И. Структурно-алгоритмический метод повышения точности цифровых измерений непрерывных сигналов// Тез. докл. респ. конф. "Структурные методы повышения точности, чувствительности и быстродействия измерительных приборов и систем".- Житомир, 1835,

С. 27.

19. Абдуллаев U.M., Рзаев Н,Г. Метод автоматической коррекции погрешностей при цифровом измерении интегральных характеристик непрерывных . сигналов-'/ Автоматизация экспериментальных исследования и испытания. Межвузовски* сб. научных трудов.- Рязань: РРГИ, 1085,

С. 18-23.

20. Абдуллаев И.М,, Орудаев А.Л., Хасмамедова Г.Ф., Аллахвер-диева K.P. Конечно-разностный способ повышения точности цифровых измерения непрерывных сигналов// ВИНИТИ: Депонированные научные труда 1Ш9, ж а(?лб).

ZI. Айдулльев K.M.-, Исмаллов А.Я., Аллахвордаов F.H. Машинный анализ оффоютоности фильтрации сигналов с использованием критериев отбраковки отсчетов по выбросан шумов измерительной системы-'«' ВИНИТИ: Дзпонированные научные труда 1У89, к 0(215).

22. Абдуллаев ü.M. Принципы построения кикрупрацзсссркых УСО с корректирующей фильтрацией непрорывных сигналов---' Тез. докл. всесоюз. научн. техн. ковф. "Микроэлектроника в машиностроении"- Ульяновск,

с. 32-зу.

23. Абдуллаев U.M. Особенности и достижимые показатели корректирующей фильтрации в измерительных каналах' измерительных информационных систем--''' Математическое, и техническое обеспечение средств измерения. тематич. сб. научных трудов.- Баку: АзШЕФГЕХИМ, I98R,

С. 3-8.

24. Абдуллаев U.M., Абиев А.Н., Ахмедов A.A., Джавадов H.A. Принципы построения автоматизированных систем контроля параметров и ' диагностирования асинхронных двигателей при массовом производствess ВИНИТИ: Депонированные научные труды, 1889, (у 12(2.17).

26. Абдуллаев И.М., ло'иев А.Н., Исмаклов А.Я., Ахмедов A.A. Регрессионная модель для оценки технического состояния асинхронных двигателей при приемо-сдаточных испытаниях'-'- ВИНИТИ: Депонированные научные труды 1839, да 11(217).

28. Абдуллаев И.И., Исмаилов А.Я., Аллахвордаов Р.Н., Алиев A.A. Восстановление сигналов с 'применением интериолирущих функций после их отьраковки по выбросам ¡¡¡умов измерительной системы^ ВИНИТИ: Депо-нировашшо научные работы 1891, № ¿(232). .

27. Гольдберг О.Д., Абдуллаев Й.М., Абиев А.Н . Ахмедов A.A. Контроль качества и диагностирование асинхронных дьдгателей при производстве^.-' Методы и системы технической диагностики. Межвузоъ-скиа научн. сборник "Мг. .-ематичаскио метода кибернетики и их приложение".- Саратов: Изц. Саратовского уют. 1900, С.327-329.

28. Абдуллзев И.М. К проблеме повышения точности статистических измерений^ Информатика и измерительная техника. Хемат. сб. научных трудов.- Баку: АзКНЕФТЕХЙМ. 1Ш, С. 78-82.

23. Абдуллаев И.М, Развитие методов и средств корректируюарй фильтрчции при цифровых измерен:«! технологических параметров в ИИС.'--Гез. докл. всесокган. научн. конф. "Проблемы создания, опыт разработки, внедрения авггоматизированных систем j.ipaBJiemui в нефтяной, газовой, нофтехимичоской цромшлвквоста и обглктов нефтесаабжения". - Сум-таят, 1990, С. ПО.

ЗО.Лбду.о.чев й.М., Зовнэлов P.A., Ахмадов A.A., Ибрагимов У.Э.

Вопросы автоматизации диагностирования в элэктротехническоа прошэ-лопности-'/ Вопросы создания АСДУ нового по колония. Cd. докладов все-союзя. семинара.- Баку, 1991, с. 156-167.

31. Абдуллаев H.H.» Дкавадов H.A. Автоматизированная система контроля качества электродвигатолеа {на базэ ПЭВМ)// Приборы я системы управления. 1992. is I, С. 10-11.

32. Abdullayev I.„ Xu Dianguo, Station. Optimization of the Measurement System // Journal of Harbin Institute oi technology.-Harbin, 1987, КЗ 2, p.115-118.

Изобретения

33. A.c. is 497726 (СССР). Преобразователь активной мощности в цифровой код/ йсрдаилов В) ю., Ммулязов И.М.- Опубл. з БИ 1875, ш 48.

34. A.c. в 499вв2 (СССР). Аналого-цифровой преобразователь модности и девствующего значения перошняого напряжения / Исмаилов Ш.0., Абдуллззв И.М., Ахмедов P.M. - Опубл. в БИ 1878, -з 2.

35. A.c. я 739738 <СССР>. Преобразователь зктивноа мопщости трех фазной электрической цепи в цвфровоа код/- Исяпилоз Я. О., Абдуллаев ПЛ., Алиев Н.М., Абиев А.Н. - Опубл. в БИ 1830, » 21.

зв. A.c. № 760420 (СССГ-', Угаокигаяь частота слэдовзг' > «пульсов^ Абдуллаев Ü.M., Дадзшвя w.D.» Абиэв А.Н. - Опубл. з Li »980, ii 32.

37. A.c. is 809563 (СССР). Преобразователь активной иощиоста в цифровой код'- Абдуллаев И.М., Дадзвевэ &.И., Зфэцднез С. Г. - Опубл. в БИ 1981» К 8.

38. A.c. 0 £55518 (СССР). Преобразовать актнвноа кощзоста трэхфазноа электрической дапм в цифровой код/ Исмзйлов 3.0., Абдуллаев И.М., Ахмедов P.M., Абвзв А.Н. - Опубл. в Ей IS3I, ¡3 30.

39. A.c. з II26889 (СССР). Преобразователь активной мсгцостл в ход/ Абдуллаев И.М.» Рзаев Н.Г. - Опубл. в БИ 1931, и 44.

40. A.c. м II50569 (СССР). Преобразователь актаззоа копзости трехфазной электрической цепи в цифровой код/ Яснаилов El.Б., Абдуллаев И.М., Ахмедов P.M. - Опубл. в БИ 1985, п 14.

41. A.c. .'3 1422168 (СССР). Способ цифрового измерения аналоговых вагачкн/ Дбдуляаов И.М. - Опубл. в ВИ IC83, а 33

42. A.c. в I520I40 (СССР). Преобразователь агегквпоа мощности в. код/ Айдуллгов И.М., Орудаэв А.Д. - Опубл. в БИ 1889, я 46.

43. A.c. 'о 1532145 (СССР).■ Преобразователь 1азтегрзльвых пзрамет ров сигналов пзронянного топа'в код/ Абдаывэа И.М.» Орудазв А. Д.

- Опубл. а БИ IS90, ¡3 28.

44. A.c. гз 1597759 (СССР) .Прзобргзовзтель активзэа мощности трех

фазной электрической цепи в цифровой код/ Абдуллаев И.М., Абиэв А.Н. Агаев ©.Г. - Опубл. в БИ 1890, е 37.

45. A.c. в I62II76 (СССР). Преобразователь активной мощности трехфазной электрической '©пи в цифровой код/ АЗдуллаов н.М., Зоана-лов P.A., Абиов А.Н., Асадов A.A., Макэдов Н.В. - Опубл. в БИ IS9I, Р 2.

48. A.c. а 1638650 (СССР) .Цифровой измеришь аналоговой величины/ Абдуллаев И.М., Исмаилов А.Я., Гладков Г.К,. Аллахверцшв Р.Н. - опубл. в БИ 1991, * 12.

47. A.c. К I6S47Q9 (СССР).Преобразователь активной мощности трехфазной электрической цэпи в цифровой код/ Абдуллаев И. 14., Абдав А.Н. Аггов Ф.Г. - Onyöi. в БИ 1891, 13 38.

48. A.c. К 1651220 (СССР). Способ измерения аналоговой величины/ Абдуллаев И.М., Орудаэв Л.Д. - Опубл. в БИ IS9I, в 10.

49. A.c. и 1672563 (СССР). Способ измерения аналоговой величины с коррекций результата-' Абдуллаев U.U., Орудаэв А.Д., Хасмакедо-

ва Г.О., Аллахвордиова н.Р., Салахова Л.М. - Опубл. в БИ Ш1, » 31.

50. A.c. с I670S34 (СССР). Устройство диагностирования асинхронного двигателя^ Абдуллаев И.М., лбиэв А.Н., Ахмедов A.A., Хзсмаме-дова Г.0. - Опубл. в Бй 1991, ю ¿* .