автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Измерительные цифровые преобразователи параметров синусоидальных сигналов с применением вычислительных операций

На правах рукописи

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПАРАМЕТРОВ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ

.13 05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□03 161146

Пермь, 2007

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пермский государственный технический университет»

Научный руководитель -

Официальные оппоненты -

кандидат технических наук, доцент Белоусов Владимир Васильевич, ГУ БР по Пермскому краю

доктор технических наук, профессор Тюрин Сергей Феофентович Пермская государственная сельскохозяйственная академия,

кандидат технических наук Березняков Сергей Вадимович ОАО «Стар»

Ведущее предприятие -

ОАО «Научно-исследовательский институт управляющих машин и систем»

Защита состоится «30» октября 2007 г в 1600 на заседании Диссертационного совета Д 212 188 04 при Пермском государственном техническом университете по адресу

614990, г Пермь, Комсомольский проспект, 29, ауд. 4236

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Пермского государственного технического университета

Автореферат разослан «2Я> 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А А Южаков

Общая характеристика работы

Актуальность темы и состояние проблемы

При создании современных систем автоматического управления, автоматизированных систем управления технологическими процессами должны быть решены задачи, связанные со сбором, преобразованием информации, поступающей от первичных источников - датчиков Растущие требования к точности, быстродействию определяют необходимость в использовании для целей преобразования измерительных преобразователей различных сигналов, среди которых значительную долю занимают синусоидальные сигналы, характерные для датчиков скоростей вращения, вибраций, усилий, перемещений и тд Поэтому разработка и создание новых способов, алгоритмов и структурных измерительных преобразователей параметров синусоидальных сигналов, отличающихся повышенной точностью и быстродействием, является актуальной задачей

Исследования по обеспечению высоких метрологических и эксплуатационных характеристик измерительных преобразователей выполнены в работах известных отечественных и зарубежных ученых В Б Смолова, Э И Гитиса, П В Новикова, Э И Цветкова, Ч Дрейпера, Ж Макса, М Краузе и ДР

В последнее время одним из развивающихся направлений исследований является создание преобразователей, использующих в процессе преобразования вычислительные операции, применение которых позволяет достичь удовлетворения требований по быстродействию и точности преобразований Однако в известных работах Б Я Авдеева, Н И Гаранина, О М Перевертки-на, А.А Южакова и др находят рассмотрение вопросы организации вычислительных процедур применительно к аналого-цифровым преобразователям с использованием методов преобразования, не ориентированных на особенности алгоритмов функционирования и системное сочетание с вычислительными процедурами

С другой стороны попытки применить в процессах измерительных преобразований традиционные методы вычислений, направленные на восстановление сигналов, влекут за собой усложнение алгоритмов и структур преобразователей, а также характеризуются повышенной вычислительной сложностью, препятствующей зачастую их использованию в условиях жестких ограничений времени преобразования

Решение проблемы следует искать в создании новых алгоритмов и структур измерительных преобразователей, которые были бы разработаны с учетом выполнения вычислительных операций Вместе с тем в известной литературе не нашли должного развития и освещения вопросы, связанные с проектированием быстродействующих и высокоточных измерительных преобразователей, основанных на использовании вычислительных операций и учитывающих специфику преобразования параметров синусоидальных сигналов Отсутствие в настоящее время известных разработок в области построения алгоритмических и структурных решений измерительных преобра-

зователей этого класса требует создания способов преобразований, алгоритмов и структур преобразователей синусоидальных сигналов, основанных на применении вычислительных процедур

Цель работы

Целью работы является разработка и исследование структур и алгоритмов цифровых преобразователей параметров синусоидальных сигналов с применением вычислительных операций

Указанная цель предполагает решение следующих научных задач

- проведение классификации и анализа измерительных преобразований, основанных на применении вычислительных операций,

- разработка способов преобразования амплитуды и частоты синусоидальных сигналов, ориентированных на использование вычислительных операций,

- выполнение исследований функциональных моделей преобразователей параметров синусоидального сигнала,

- разработка алгоритмов преобразования для различных способов реализации механизмов адаптации к частоте синусоидального сигнала,

- построение структур преобразователей параметров синусоидального сигнала

Методы исследования

В работе использована методология структурного анализа и проектирования, математический аппарат теории вероятностей, алгебры логики, теории автоматов и математического моделирования

Научная новизна работы заключается в следующем

- исследование способов преобразования, основанных на применении вычислительных процедур, с учетом особенностей процесса преобразования параметров синусоидального сигнала,

- предложен способ развертывающего преобразования и исследована функциональная модель преобразователя амплитуды синусоидальных сигналов,

- предложен способ двойного развертывающегося преобразования, обеспечивающий совместное преобразование амплитуды и частоты синусоидального сигнала и исследована функциональная модель совместного преобразователя,

- получены новые алгоритмы широкодиапазонного адаптивного преобразования частоты синусоидальных сигналов, обеспечивающие повышение быстродействия преобразователя и сокращение информационной избыточности формируемого кода,

- предложены способы формирования механизмов адаптации по отношению к изменяющейся частоте синусоидального сигнала и проведены исследования моделей широко диапазонного адаптивного преобразователя частоты

Практическая ценность работы

Практическая ценность работы, заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы при проектировании современных системных преобразователей параметров синусоидальных сигналов Практическая значимость состоит также в предложенных способах и алгоритмах преобразования, разработанных типовых структурах преобразователей, обеспечивающих выполнение требований по точности и быстродействию, способах реализации механизмов адаптации по частоте измеряемого сигнала

Реализация работы

Результаты, полученные в работе, были использованы при проектировании аппаратно-программного комплекса, выполняющего сбор и преобразование информации от первичных источников (датчиков), в составе системы автоматизации испытаний сложных изделий, разработанной для ОАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания» совместно с ЗАО «ИВС-сети» Научно-практические результаты работы были использованы в учебном процессе по специальным дисциплинам специальности 220101 Управление и информатика в технических системах Пермского государственного технического университета

Основные положения, выносимые на защиту

- способы развертывающего преобразования параметров синусоидальных сигналов,

- алгоритмы преобразования на основе использования вычислительных операций,

- способы реализации механизмов адаптации к частоте синусоидальных сигналов,

- структурная модель адаптивного системного преобразователя параметров синусоидальных сигналов,

- сравнительный анализ эффективности предложенных преобразователей параметров синусоидальных сигналов

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-технических конференциях

• Дурновцев С Н , Кулагина М М Анализ надежности функционирования деградирующей системы измерительных преобразователей // Тезисы докладов XXXII международной конференции «Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе 1Т + Б&Е'Об» -Украина,Крым,Ялта-Гурзуф,2005 -С 81-82

• Белоусов В В , Дурновцев Д Н Измерительный преобразователь параллельной вибрации на основе датчика КД // Тезисы докладов XXXIII международной конференции, IV международной конференции молодых ученых «Информационные технологии в науке, об-

разовании, телекоммуникации и бизнесе IT + S&E'06» - Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2006 - С 356 • Белоусов В В , Дурновцев С H Преобразователь амплитуды синусоидального сигнала в цифровой код // Тезисы докладов XXXII международной конференции «Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе IT + S&E'05» - Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2005 -С 79-80

Публикации

. Белоусов В В , Дурновцев С H Аналого-цифровые преобразователи амплитуды синусоидального сигнала в цифровой код // Информационные измерительные системы Сб науч трудов - Пермь ПермГ-ТУ, 2005 - С 172-176

Андриевская H В , Байдаров А А , Дурновцев С H Измерение амплитуды гармонических сигналов // Информационные управляющие системы / Пермь, ПермГТУ, 2005 - С 153—166 Дурновцев С H Мультиплицированный преобразователь угловых и линейных перемещений на основе датчиков БСКТ // Системы мониторинга и управления /Пермь, ПермГТУ, 2006 -С 18-22 Дурновцев С H Измерительный преобразователь параметров вибрации на основе датчика КД // Системы мониторинга и управления / Пермь, ПермГТУ, 2006 - С 23-31

Дурновцев С H Адаптивный преобразователь частота - код // Вестник Казанского государственного университета имени А H Туполева // 2007г - №2 - С 35-37

Andnevskaja N V , Baidarov А А , Durnovtsev S N Measurement ob amplitude of harmonious signals // International scientific journal «Acta umversitatis pontica enxinus», vol IV, number 2, 2005 - P 88-92

Основные положения и результаты опубликованы в шести печатных работах

Объем работы

Диссертация содержит 106 страниц машинописного текста, 35 рисунков, 16 таблиц, список литературы из 54 наименований, 39 листов приложений и состоит из введения, пяти глав и заключения

Содержание работы

Во введении

Обоснована актуальность применения в системах сбора и преобразования информации от первичных источников преобразователей синусоидальных сигналов, определена необходимость реализации цифровых преобразо-

вателей синусоидальных сигналов в классе системных преобразователей, использующих в процессе преобразования вычислительные операции Сформулированы цель работы, задачи, определены научная новизна и практическая значимость результатов

В первой главе содержится постановка основных проблем высокоточного и быстрого преобразования параметров синусоидальных сигналов и делается обзор существующих способов их решения

Определены требования к методам преобразования параметров синусоидальных сигналов в современных системах сбора и преобразования информации от первичных источников - датчиков Анализ показывает, что применяемые достаточно широко для целей преобразования амплитуды синусоидального сигнала методы прямого цифрового преобразования, обладают существенными недостатками в части обеспечения требований по точности, помехоустойчивости

Это обстоятельство определило развитие цифровых преобразователей, основанных на применении методов косвенного измерения, обеспечивающих вычисление параметров синусоидального сигнала по временному ряду дискретных отсчетов мгновенных значений При этом выдвигаются повышенные требования к быстродействию алгоритмов обработки отсчетов временного ряда, удовлетворение которых приводит к снижению точности результатов В настоящее время значительное число алгоритмов определения амплитуды синусоидального сигналов базируется на вычислительных операциях, различающих обработки отсчетов с использованием преобразования Фурье Наибольшее применение находит быстрое преобразование Фурье, обеспечивающее существенное сокращение времени вычислений Однако анализ показывает, что использование вычислительных операций, основанных на преобразовании Фурье, требует значительного времени на вычисления Кроме того, при выполнении мгновенных отсчетов требуется высокая частота преобразования прямого аналого-цифрового преобразователя (на 4-5 порядков выше частоты преобразуемого синусоидального сигнала) Отсюда возникают ограничения на использование этого метода в случае необходимости измерения параметров синусоидального сигнала частотой несколько килогерц Кроме того, метод, основанный на преобразовании Фурье, становится неприемлемым при требованиях к измерению параметров за время, не превышающее значение одного периода синусоидального сигнала

Известные методы и преобразования, обеспечивающие реализацию быстрых алгоритмов обработки, основаны на применении теоремы Михотина для формирования интегральных выборок Вместе с тем, анализ показал, что точность алгоритма вычислений параметров синусоидального сигнала существенно зависит от точности значений интегральных выборок Более того, приемлемые по быстродействию расчетов результаты достигаются при использовании аналого-цифровых процессоров

Получившие в последнее время определенное распространение методы измерения амплитуды синусоидального сигнала с использованием К-

отсчетов обеспечивают более простые и быстрые вычислительные операции, однако, требуют эталонного уравновешивающего сигнала, что в свою очередь снижает их возможности по обеспечению высокой точности

Сопоставление методов преобразования параметров синусоидального сигнала с использованием вычислительных процедур осуществлено с использованием предложенного обобщенного критерия эффективности функционирования (Е ), представляющего в общем виде сепарательную функцию вида

Р = ще + а23А + аъЗв, (1)

где а1,а2> аз ~ весовые коэффициенты,

е - приведенная погрешность преобразования, Зл - приведенные аппаратурные затраты, Зв- приведенная сложность вычислительных операций Выполненное сопоставление методов преобразования с использованием критерия (1) показало, что предпочтительным является метод, основанный на интегральных выборках Однако указанные выше его недостатки не позволяют достичь его эффективного применения в современных преобразователях параметров синусоидальных сигналов Фактически в известных отечественных и зарубежных публикациях на сегодняшний день отсутствуют разработки, обеспечивающие высокоточное и быстрое цифровое преобразование основных параметров синусоидальных сигналов — амплитудное значение, частота, фаза

Проведенный анализ преобразователей параметров синусоидального сигнала построенных по известным методам с выполнением вычислительных операций показал, что актуальным является разработка алгоритмов функционирования и структур системного преобразователя с применением вычислительных операций, обеспечивающего высокую точность преобразования, малые аппаратурные затраты, обладающего большим быстродействием и не требующего уравновешивающего гармонического сигнала

В заключении главы формируются задачи диссертационной работы

Во второй главе выполнены разработки алгоритма и функциональной структуры цифрового преобразователя амплитуды синусоидального сигнала

В основе предлагаемого алгоритма преобразования максимального значения амплитуды синусоидального сигнала в код положен метод получения мгновенных отсчетов с использованием развертывающего преобразования Нахождение амплитуды сводится к решению уравнения вида

К^=их вш(2п/хь), (2)

где их- амплитудное значение синусоидального сигнала, Кх - коэффициент наклона линейно изменяющегося развертывающего сигнала, Ц - момент равенства во времени развертывающего и преобразуемого сигналов

Функциональная структура цифрового преобразователя, реализующая предложенный метод представлена на рис 1

Рис 1 Функциональная структура цифрового преобразователя амплитуды синусоидального сигнала

Процесс преобразования осуществляется циклически, в течение полупериода преобразуемого сигнала В момент и(()= 0 блок запуска (БЗ) обнуляет счетчик (СЧ), запускает генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) - К^, открывает ключ (КЛ) и импульсы частотой /эт начинают под-считываться СЧ При достижении равенства КХ1Х =11х 8т(2к //) сравнивающее устройство (СУ) закрывает КЛ Состояние СЧ в момент Ц определяется как N - /эт Ц = / tэr Вычислительное устройство выполняет операции по вычислению кода 7*/(?7х) в соответствии с функцией преобразования вида

Лт(п)= Н Гэт (3)

Положительные свойства предложенного метода- малое время преобразования (Т1й <0,5ТХ), невысокая вычислительная сложность операций по определению М(их), малые аппаратурные затраты и возможность реализации в стандартном аппаратурном базисе

Предложена и реализована методика определения системных характеристик предложенного цифрового преобразователя, основанная на использовании метода цифрового моделирования Выполненные на цифровой модели преобразователя исследования позволили установить зависимость относительной погрешности преобразования (е) от воздействия различных возмущающих факторов Определено, что при увеличении частоты (/ж) и амплитуды (Ух) сигнала е возрастает Установлено также, что при возрастании Ту: относительная погрешность увеличивается Вместе с тем при практических диапазонах изменения их и /эт требуемое для обеспечения ограничений вида Е<едоп значение /эт не превышает нескольких МГц, что позволяет не предъявлять повышенные требования к аппаратурному базису реализации преобразователя

Исследования составляющих погрешности преобразования, вызванных присутствием в преобразуемом сигнале высших гармоник, было проведено на математической модели преобразователя имитационным моделированием

изменения частоты fx fx ± Л/ Установлено, что девиация /х на интервале Т в диапазоне Af = ±ИТу приводит к возрастанию е на 0,005, что приемлемо при использовании преобразователя в широком классе промышленных систем автоматизации Проведенные исследования по упрощению вычислительных процедур, обеспечивающих реализацию функции преобразования (3), позволили установить, что замена функции синуса разложением в ряд делает возможным сокращение числа операций, обеспечивая выполнение требований по точности (при едоп= 0,01, число членов ряда составляет 4)

В третьей главе выполнены исследования по разработке алгоритма и структуры преобразователя, выполняющего совместное преобразование амплитуды и частоты синусоидального сигнала на основе предложенного способа двойного развертывающего преобразования и выполнения вычислительных операций

В основу предлагаемого способа совместного преобразования U х и fx синусоидального сигнала Ux(t) = Ux sm(2nfxij положено использование временного развертывания, при котором уравновешивающие величины U3 и

Ч

иэ2 формируются в соответствии с выражениями U3j = \КХ dt и

о

«2

иъ = \К2 dt, где К[ = const, Кг = const и Кх (рис 2) Определение о

амплитуды и частоты синусоидального сигнала сводится к решению системы уравнений вида (4)

Шг = Ux яп(2т&Г,), (4)

[K2t2=Ux sm(2nfxt2)

С учетом процедур кодирования временных интервалов tx и t2, tl = Л'"] Гэт, t2=N2 7ЭТ Вычислительное устройство обеспечивает решение системы уравнений (5)

K1N1Tam = Ux sm(2nfxN

эт ) »

K2N2T5m=Ux sm(2TcfxN2T3m).

С использованием модели совместного преобразователя и произведено исследование его системных характеристик С целью выявления рационального способа решения системы (5) выполнено моделирование работы совместного преобразователя с использованием различных численных способов метода Ньютона, градиентного метода и модифицированного метода Ньютона Установлено, что при сопоставимых значениях приведенных погрешностей преобразования и модифицированный метод Ньютона требует существенно большего времени на выполнение вычислительных операций Отсюда при ограничениях на время преобразования использование этого метода становится неприемлемым при Применение как метода Ньютона, так и

градиентного метода обеспечивает сокращение времени вычислений более чем на порядок, что обеспечивает возможность преобразования синусоидальных сигналов с

Рис 2 Процесс совместного преобразования амплитуды и частоты синусоидального сигнала

В результате исследований на моделях выявлена зависимость точности преобразований их и /х от отношения К1 / К2 Показано, что рациональное отношение Кх /К2 обеспечивается с учетом принятых значений Тэт, а также диапазонов изменения преобразуемых параметров 17хи /х

В четвертой главе содержатся постановка и решение задачи разработки алгоритма и структуры адаптивного преобразователя частоты синусоидального сигнала

Выполненный анализ показал, что выполнение для преобразователей ограничений вида Ттм < Ткш лоп и е < едоп в широком диапазоне изменения преобразуемых параметров составляет значительную проблему Решение может найдено в классе адаптивных системных преобразователей В основу преобразования положен метод временного преобразования, основанный на подсчете числа периодов эталонной частоты (Гэт) в течение р периодов ТХ(ТХ =1//х) измеряемой частоты В общем виде функция преобразования имеет вид N = р Тх /эт = р Тх/Тэт Для традиционных решений характерно постоянство р и /эт во всем диапазоне изменения /х Однако при этом ограничение вида 8 < вдоп должно быть выполнено на верхней границе диапазона изменения /х Поэтому /эт должно быть выбрано, исходя из обеспечения заданной точности при Тхша Отсюда код, формируемый на нижней границе диапазона изменения /х будет содержать значительную избыточность Оценки показывают, что при диапазоне изменения /х 1 500 длина ко да N на нижнем пределе содержит практически двойную избыточность В то же время необходимые значения /эт составляют десятки МГц

Предложенный метод временного преобразования частоты, меняющейся в широком диапазоне, основан на введении адаптации по отношению к вели-

чине Тх В качестве зависимой переменной должна приниматься /эт, что позволяет выполнить условие Гизм < Тх Установлено, что формирование текущих значений /у6 целесообразно проводить на основе некоторого вспомогательного параметра К, определяемого в процессе преобразования /эт = Рассмотрены возможные способы формирования значений К

Определено, что предпочтительным является вспомогательный параметр Кх, который может быть вычислен, исходя из следующего выражения

где /эт „р - промежуточная эталонная частота, причем /эт > /эт 1ф

Значение К} максимально при /х = /хшти равно величине В = fx тах / /гтт При этом значение Кх может быть определено на интервале одного периода - Тх Предложены способы определения значений /эт по формируемым значениям К Установлено, что при использовании промежуточного параметра Кх предпочтительным является мультипликативный способ, при котором /эт формируется из /эттт в соответствии со следующим преобразованием

т е формируемое значение Кх позволяет оценить величину интервала Тх и сформировать /эт При /х = тш, Тх = Тх тах, К = £> и /ЭТ = 1 /эттш Вид

функции преобразования преобразователя предложенным способом формирования параметра адаптации представлен на рис 3

Приведем необходимые пояснения начального фрагмента функции преобразования, полагая (для определенности), что /х изменяется от 20 Гц при £> = 256 Пусть/х возрастает от 20 Гц Если 20 </х < 40 Гц, то на этом интервале К\ = 256, гоипё|-^-|== 1, следовательно, из (6) = /этт1П Формирование кода N в этом диапазоне осуществляется в соответствии с выражением

В точке Ъ\ Тх = Тх max /2, round = 2 и /эт = 2 /эт mm, т е начиная с

точки й2 (/х = 40 Гц) формирование кода N12 в диапазоне от 40 Гц до 60 Гц производится удвоенной эталонной частотой

(б)

(6)

Nq /эт mm TXl • Тх max/2 <ТХ ¿Тх

В точке ¿2 Т.г = 71

х/3, значение гоипск — I становится равным 3 На-№)

чиная с точки а3, формирование кода N^ производится утроенной /Эттт и т д В итоге функция преобразования представляет собой кусочно-составную зависимость = Р(/х ) Число участков у = 1,й, те определяется диапазоном измеряемого параметра

Рис 3 Функция преобразования адаптивного преобразователя частоты синусоидального сигнала

Характерно, что с возрастанием /х (уменьшением Тх) значения Л^ (конечные точки участков) асимптотически стремятся к значению /эттт Тх тах

За основу логической схемы алгоритма (ЛСА), описывающей процессы в рассматриваемых преобразователях, может быть взята ЛСА, характеризующая процесс в неадаптивных измерительных преобразователях

С учетом специфических особенностей функционирования адаптивных преобразователей частоты синусоидального сигнала ЛСА в общем виде может быть представлена следующим образом

XV МхОФ^эхпрМ1

зд*Т3

->С{К )Ф(РЭТ(К))ЕВ ,

где Ео- установить в исходное (нулевое) состояние счетчики подсчета К, и

Я»

Рзт- формировать импульсы

Si, S2 - добавить единицу младшего разряда к ранее полученному коду (выполняется счетчиками Сч^К,) и C42(iV;)), Е - считать двоичные коды со счетчиков Сч\(К,) и Счг(.N¡), В - вычислить по соответствующей формуле N =ДСч ¡ (К,), C42(N¡)), Рр- логический оператор старт-импульса (начало временного интервала Тх), Рр = 1 соответствует началу временного интервала,

Ра. ь Ро2~ логические операторы стоп-импульсов (конца временного интервала), Pai = Ра2= 1 соответствует концу временного интервала <t>(F„ ир) - оператор формирования импульсов промежуточной эталонной частоты^ „р,

С(К) - оператор считывания значения вспомогательного параметра К„ Ф(РЭТ (К)) - оператор формирования значения эталонной частоты f3m¡

Следует отметить, что полученный алгоритм преобразования рассматриваемого класса адаптивных преобразователей частоты синусоидального сигнала обеспечивает достаточно простую реализацию в аппаратурном базисе Преобразователи реализуются на типовых узлах (счетчики, регистры, схемы сравнивания и т д )

Особенности функции преобразования N = F(fx) рассматриваемого класса преобразователей, адаптивных к параметрам входного сигнала, выражаются в неоднозначности формируемых на интервале Гизмер; значений кода

(Щ Поэтому полученный при завершении измерения отсчет является составным и включает значения К, и N, (код измеренного Tx¡ ) При этом необходимо по известным К, и N, найти некоторое N, однозначно соответствующее Tx¡ во всем диапазоне измерения Тх Значение N определяется посредством выполнения операции приведения

где К0 - значение К для последнего участка диапазона (в приведенном примере Ко = 256) Операция приведения осуществляется вычислителем

Рассчитанные для случая 8Д0Л= 0, 1, О = 256, Тхтях = 0,05с,/х= (20 —5000 Гц) технические характеристики адаптивного и неадаптивного преобразователей приведены в таблице Их сопоставление позволяет оценить преимущества адаптивного преобразователя

№ Технические характеристики Неадаптивный Адаптивный

1 Максимально допустимое Ттм 0,05 с 0,05 с

2 Относительная погрешность 0,1 % 0, 1 %

3 Диапазон изменения /х 20-5000 Гц 20-5000 Гц

4 Эталонная частота/-п 5 10б Гц 2 104 - 5 10б Гц

5 Макс значение кода Аг, 250 103 1 103

6 Время измерения 0,05-0,0002 с 0,05-0,0002 с

В целом для предложенного адаптивного преобразователя характерно отсутствие избыточности кода М, (на нижней границе О), что сокращает затраты на аппаратурную реализацию

В пятой главе нашли отражение вопросы, связанные с практической реализацией рассматриваемых преобразователей и проведения исследований их характеристик в составе системы автоматизации испытаний На основе полученных в работе теоретических результатов разработаны аппаратурно-программные модули основных измерительных каналов скорости вращения, давления, вибраций При этом использование предложенных алгоритмов и структур адаптивного преобразователя частоты синусоидальных сигналов позволило обеспечить для каналов частоты вращения абсолютное значение погрешности в диапазоне 0,1-2,0 об/мин в диапазоне частот от 50 до 25 1 03 Гц Для каналов вибрации погрешность измерения амплитуды составляет 0,1 % в частотном диапазоне 50-3000 Гц Для каналов угловых и линейных перемещений измерение амплитуды сигналов с датчиков типа БСКТ производится с погрешностью 0,01 % В процессе практической реализации выполнено расширение полученных алгоритмов преобразования амплитуды для мультиплицированных преобразователей амплитуды синусоидального сигнала датчиков угловых и линейных перемещений Мультиплицированный преобразователь выполнен в виде функционально законченного модуля, имеет 3 входных канала Погрешность преобразования составляет 0,01% Выполнена разработка и осуществлена реализация совместного преобразователя амплитуды и частоты синусоидальных сигналов датчиков вибраций Исследования модуля указанного преобразователя в составе измерительных каналов вибраций САИ подтвердили его высокие метрологические и эксплуатационные показатели (величина относительной погрешности преобразования амплитуды и частоты составляет 0,01 %)

В заключении сформулированы основные результаты работы

В приложении содержатся данные исследований на моделях и результаты практических исследований предложенных алгоритмов функционирования и структурных решений преобразователей параметров синусоидальных сигналов

Основные результаты и выводы

С учетом тенденций развития методов и средств реализации современных измерительных преобразователей в работе решается актуальная научно-техническая задача создания комплекса алгоритмов и структурных решений высокоточных и быстродействующих преобразователей параметров синусоидальных сигналов в код на основе использования в процессе преобразования вычислительных операций

В работе получены следующие основные результаты

1 На основе проведенного анализа и классификации способов измерительных преобразований параметров синусоидальных сигналов установлено, что известные преобразователи основываются на использовании вычисли-

тельных процедур, базирующихся на применении преобразований Фурье и теоремы Михотина, характеризующихся высокой вычислительной сложностью, значительным временем выполнения, что создает ограничения на их применение для осуществления преобразований в реальном времени

2 Предложен и разработан способ развертывающего преобразования, на основе которого создана модель преобразователя амплитуды синусоидального сигнала Особенностью предложенного преобразователя является возможность выполнения измерительных преобразований в течение полупериода синусоидального сигнала, а также относительная простота вычислительных операций в сочетании с невысокими аппаратурными затратами на реализацию Проведенные на модели исследования позволили определить основные характеристики предложенного преобразователя и оценить рациональные трансформации функции преобразования, направленные на упрощение и ускорение вычислительных процедур

3 Предложен и разработан способ двойного развертывающего преобразования, на основе которого создана модель совместного преобразователя амплитуды и частоты синусоидального сигнала, обеспечивающего преобразование на время менее полупериода На моделях исследованы возможности использования различных методов численного решения системы исходных зависимостей и определены рекомендации по их рациональному применению Разработаны алгоритмы преобразования и структура измерительного преобразователя совместного преобразования амплитуды и частоты синусоидального сигнала Определены основные характеристики преобразователя

4 Предложен и разработан способ адаптивного по отношению к изменяющемуся периоду преобразуемого сигнала преобразования «частота-код», обеспечивающий возможность преобразований частоты синусоидального сигналов, меняющей в широком диапазоне Исследованы и реализованы различные механизмы адаптации эталонной частоты к меняющемуся значению периода синусоидального сигнала Получены алгоритмы и структурные решения преобразователя Исследования на моделях позволили установить отсутствие избыточности кода при изменении частоты в широком диапазоне и возможности выполнения преобразований за время, не превышающее половину периода синусоидального сигнала

5 Разработанные способы измерительных преобразований, алгоритмы и структуры преобразователей параметров синусоидальных сигналов были положены в основу проектирования и реализации модулей измерительных каналов в составе системы автоматизации испытаний сложных объектов В процессе практической реализации на основе теоретических разработок были реализованы оригинальные решения по созданию мультиплицированных преобразователей амплитуд синусоидальных сигналов от датчиков угловых и линейных перемещений На основе алгоритмов совместного преобразования реализованы преобразователи параметров сигналов от датчиков вибраций В целом экспериментальные исследования и опытная эксплуатация САИ под-

твердили реальность и эффективность предложенных в работе теоретических

положений

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Белоусов В В , Дурновцев С.Н Аналого-цифровые преобразователи амплитуды синусоидального сигнала в цифровой код//Информационные управляющие системы сб науч трудов -Пермь. ПермГТУ, 2005 -С 172-176

2 Андриевская Н В , Байдаров А А, Дурновцев С Н Измерение амплитуды гармонических сигналов//Информационные управляющие системы сб науч трудов -Пермь ПермГТУ, 2005 - С 153-166

3 Дурновцев СН Мультиплицированный преобразователь угловых и линейных перемещений на основе датчиков БСКТ // Системы мониторинга и управления / Пермь, ПермГТУ, 2006 - С 18-22

4 Дурновцев С Н Измерительный преобразователь параметров вибрации на основе датчика КД // Системы мониторинга и управления / Пермь, ПермГТУ, 2006 - С 23-31

5 Дурновцев С Н Адаптивный преобразователь частота — код // Вестник Казанского государственного университета имени А Н Туполева //2007г - №2-С 35-37

6 Andrievskaja N V, Baidarov А А , Durnovtsev S N Measurement ob amplitude of harmomous signals // International scientific Journal «Acta uni-versitatis pontica enxurus», vol IV, number 2,2005 - P 88-92

Подписано в печать 26 09 07. Формат 60X90/16 Набор компьютерный Тираж 100 экз Объем 1,00 уч-изд пл Заказ № 1306/2007

Издательство

Пермского государственного технического университета 614600, г Пермь, Комсомольский пр , 29, к 113 тел (342)219-80-33

Введение.

1. Современные тенденции развития преобразователей параметров синусоидальных сигналов.

1.1. Кодирующие измерительные преобразователи амплитуды синусоидального сигнала.

1.2. Методы обработки временного ряда измерений амплитуды синусоидального сигнала.

1.2.1. Измерение амплитуды синусоидального сигнала с использованием преобразования Фурье.

1.2.2. Метод измерения амплитуды гармонических колебаний с использованием вычислительных операций на основе мгновенных отсчетов.

1.2.3. Метод измерения амплитуды синусоидальных сигналов на основе интегральных выборок.

1.2.4. Метод измерения амплитуды синусоидального сигнала с использованием отношения К отсчетов амплитуд.

1.3. Сопоставление методов измерения амплитуды синусоидального сигнала с применением вычислительных процедур.

1.3.1. Выбор целевой функции.

1.3.2. Анализ методов измерения амплитуды синусоидального сигнала.

1.4. Выводы.

2. Разработка и исследование алгоритма и структуры преобразователя амплитуды синусоидального сигнала.

2.1. Алгоритм преобразования и структура преобразователя амплитуды синусоидального сигнала.

2.2. Исследование преобразователя

2.2.1. Исследование модели ИПр для случая постоянной частоты измеряемого сигнала.

2.2.2. Исследование модели ИПр при меняющейся частоте исследуемого сигнала.

2.2.3. Исследование модели измерительного преобразователя по упрощению вычислительных процедур.

2.3. Выводы.

3. Разработка алгоритма и структуры преобразователя амплитуды и частоты синусоидального сигнала.

3.1. Алгоритм измерения и структура совместного преобразователя амплитуды и частоты синусоидального сигнала.

3.2. Исследование модели совместного преобразователя.

3.2.1. Решение системы уравнений методом Ньютона.

3.2.2. Решение системы уравнений градиентным методом.

3.2.3 Решение системы уравнений модифицированным методом Ньютона.

3.3. Решение системы уравнений с использованием разложения функции синуса в ряд.

3.4. Сопоставление методов выполнения вычислительных операций совместного определения амплитуды и частоты синусоидального сигнала.

3.5. Выводы.

4. Разработка алгоритма функционирования и структуры адаптивного преобразователя частоты синусоидального сигнала.

4.1. Принципы построения и функционирования адаптивных частотных преобразователей.

4.1.1. Способы измерения значений вспомогательного параметра^.

4.1.2. Способы формирования значений параметра адаптации.

4.1.2.1. Аддитивный способ формирования значений параметра адаптации.

4.1.2.2. Мультипликативный способ формирования значений параметра адаптации.

4.1.2.3. Сравнительная оценка способов формирований значения параметра адаптации.

4.2. Алгоритмическое описание процесса преобразования адаптивного преобразователя частоты синусоидального сигнала.

4.3. Алгоритмы вычисления измеренного значения кода.

4.4. Сравнительная оценка технических характеристик адаптивных и неадаптивных преобразователей частоты

4.5. Выводы.

5. Разработка и реализация преобразователей параметров синусоидальных сигналов в составе системы автоматизации испытаний.

5.1. Описание аппаратурного и программного обеспечения системы автоматизации испытаний.

5.1.1. Характеристика объекта автоматизации.

5.1.2. Назначение системы.

5.1.3. Структура системы.

5.1.4. Функционирование системы.

5.1.5. Результаты опытной эксплуатации САИ.

5.2. Разработка мультиплицированного преобразователя амплитуды датчиков угловых и линейных перемещений.

5.3. Разработка совместного преобразователя амплитуды и частоты сигналов датчика вибрации.

5.4. Выводы.

Информационные технологии играют возрастающую роль практически во всех сферах деятельности современного общества. С их помощью решается огромный круг задач, связанных главным образом с автоматизированным сбором, обработкой, передачей, хранением, поиском и представлением информации. При этом особое место в этом ряду занимает процесс измерения, предназначенный для получения количественно определенной информации об объектах материального мира. Это определяет актуальность создания и совершенствования измерительных преобразователей (ИПр), предназначенных для измерения параметров сложных динамических объектов и быстротекущих процессов. Таким образом, создание современных ИПр - важная, перспективная и актуальная задача.

Постоянное повышение требований к точности, быстродействию, информативности и другим характеристикам процессов сбора, измерения и обработки информации обусловливает необходимость создания и развития современных средств измерения и преобразования информации. Широкое применение средств цифровой вычислительной техники при построении ИПр ориентировано на обеспечение высоких метрологических и эксплуатационных характеристик ИПр. Указанные задачи нашли отражение в работах ведущих отечественных и зарубежных ученых: Смолова В.Б., Гитиса Э.И., Новикова П.В., Цветкова Э.И., Дрейпера Ч., Макса Ж., Крауза М., Вошни О. и др.

В настоящее время широкое применение нашли цифровые преобразователи параметров гармонических сигналов, базирующихся на методах цифровой обработки сигналов с применением преобразования Фурье и интегральных выборок на основе теоремы Михотина. Следует отметить, что основными недостатками подобных структур ИПр являются большие временные задержки на получение выборок, что уменьшает частотный диапазон и увеличивает вычислительную сложность алгоритмов, предъявляющих высокие требования к быстродействию используемой элементной базы.

При этом одной из основных по важности и сложности проблем является создание современных преобразователей параметров гармонического сигнала, использующих новые эффективные алгоритмы и структуры, ориентированные на применение вычислительных процедур. Указанная проблема применительно к аналого-цифровым преобразователям широко представлена в работах Авдеева Б.Я., Гаранина Н.М., Переверткина О.М., Южакова А.А. и др. Однако, поиск адаптивных алгоритмов измерения параметров синусоидального сигнала и разработка соответствующих структур ИПр не нашли достаточного отражения в литературе. В диссертационной работе эту проблему предполагается решать за счет применения совместных и адаптивных методов преобразования в реальном масштабе времени.

В работе решается актуальная научно-техническая задача разработки и исследования устройств преобразования параметров синусоидального сигнала и, в частности, алгоритмов измерения и структур преобразователей. Однако в известной нам литературе отечественных и зарубежных исследователей вопросы теоретического и экспериментального исследования преобразователей параметров синусоидального сигнала не получили достаточной проработки.

Целью работы является разработка и исследование структур и алгоритмов цифровых преобразователей параметров синусоидальных сигналов с применением вычислительных операций.

Указанная цель предполагает решение следующих научных задач:

- проведение классификации и анализа способов измерительных преобразований, основанных на применении вычислительных операций;

- разработка способов преобразования амплитуды и частоты синусоидальных сигналов, ориентированных на использование вычислительных операций;

- выполнение исследований функциональных моделей преобразователей параметров синусоидального сигнала;

- разработка алгоритмов преобразования для различных способов реализации механизмов адаптации к частоте синусоидального сигнала;

- построение структур преобразователей параметров синусоидального сигнала.

Методы исследования. В работе использована методология структурного анализа и проектирования, математический аппарат теории вероятностей, алгебры логики, теории автоматов и математического моделирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выполнен анализ способов преобразования, основанных на применении вычислительных процедур, с учетом особенностей процесса преобразования параметров синусоидального сигнала;

- предложен способ развертывающего преобразования и исследована функциональная модель преобразователя амплитуды синусоидальных сигналов;

- предложен способ двойного развертывающегося преобразования, обеспечивающий совместное преобразование амплитуды и частоты синусоидального сигнала и исследована функциональная модель совместного преобразователя;

- получены новые алгоритмы широкодиапазонного адаптивного преобразования частоты синусоидальных сигналов, обеспечивающие повышение быстродействия преобразователя и сокращение информационной избыточности формируемого кода; - предложены способы формирования механизмов адаптации по отношению к изменяющейся частоте синусоидального сигнала и проведены исследования моделей широкодиапазонного адаптивного преобразователя частоты.

Корректность полученных результатов теоретически обусловлена приведенными доказательствами и утверждениями. Адекватность полученных расчетных значений доказана на основании экспериментальных данных.

Диссертация выполнена в рамках НИОКР «Разработка алгоритмов преобразования амплитуды сигналов в составе аппаратно-программного обеспечения системы автоматизации испытаний авиационных изделий» (договор № 55/6Д), осуществляемой ЗАО «ИВС-сети» в течение 2003-2005 г.г. с ОАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания». Разработанная система автоматизации испытаний внедрена в опытную эксплуатацию в ОАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания».

Основное содержание изложено в 9 печатных работах [5, 24-27, 47, 52-54] и докладывалось на ряде международных и региональных научно-технических конференциях.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения.

5.4. Выводы

1. Разработана и внедрена в опытную эксплуатацию многоуровневая адаптивная система автоматизации испытаний, обеспечивающая адаптивное преобразование с заданной точностью, индикацию, регистрацию и хранение текущих параметров авиационных агрегатов в процессе регулирования, доводки и проверки функциональных характеристик. Опытная эксплуатация подтвердила практическую реализуемость, достоверность, корректность принятых структурных решений преобразователей и эффективность применения для рассматриваемого класса систем предложенных алгоритмов измерения амплитуды и частоты синусоидального сигнала и основных теоретических результатов, полученных в настоящей работе.

2. Предложена аппаратурно-программная реализация преобразователя амплитуды синусоидального сигнала.

3. Апробация разработанных алгоритмов и архитектур в составе САИ в процессе эксплуатации:

- подтвердила полученные теоретические результаты о возможности создания преобразователя амплитуды синусоидального сигнала, обеспечивающего погрешность измерения не хуже 0,1 %;

- показала возможность применения для целей преобразования синусоидальных сигналов мультиплицированного алгоритма преобразования, что повысило пропускную способность в 3 раза по сравнению с многоканальными преобразователями;

- продемонстрировала практическую целесообразность построения адаптивных преобразователей частоты синусоидального сигнала в частотном диапазоне 50-3000 Гц при заданной погрешности преобразователя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный в работе анализ и классификация методов преобразования, основанных на использовании вычислительных операций позволил сформулировать специфику функционирования современных преобразователей амплитуды и частоты синусоидальных сигналов в составе систем автоматизации испытаний. Показано, что для реализации сформулированных требований к преобразователям амплитуды и частоты необходимо использовать сложные вычислительные процедуры, реализуемые в реальном масштабе времени. Поэтому значительную актуальность приобретают теоретические и прикладные исследования, связанные с разработкой алгоритмов преобразователей амплитуды и частоты синусоидальных сигналов, позволяющих обеспечить достижение высокого быстродействия и точности.

Анализ показал, что для построения преобразователей амплитуды адаптивных по частоте синусоидального сигнала целесообразно использовать метод временного преобразования, т.к. процесс адаптации совмещен с основным процессом преобразования, что позволило обеспечить рост и улучшение характеристик преобразователя амплитуды, а также возможность адаптации его структуры к решаемым задачам и состоянию измеряемого процесса.

Показано, что особое место в создании преобразователей амплитуды синусоидального сигнала представляет реализация преобразователей на основе методов развертывающего преобразования.

Исследование моделей рассматриваемого класса преобразователей амплитуды и частоты синусоидального сигнала показало, что проблема реализации алгоритмов преобразования в режиме реального времени имеет принципиальное значение, а ее решение определяет дальнейший прогресс в теоретических исследованиях и практической реализации.

Проведен анализ и разработка вычислительных процедур преобразователя совместного преобразования амплитуды и частоты, использующих метод Ньютона, модифицированный метод Ньютона, градиентный метод полиномиального разложения функции синуса в ряд. Для указанных вычислительных процедур определены их практические характеристики, определяющие область рационального использования; исследованы ограничения на применение и разработана программная реализация.

Предложены и исследованы структуры преобразователей амплитуды и частоты синусоидального сигнала. Осуществлена их аппаратурно-программная реализация в составе системы автоматизации испытаний. В качестве практического использования результатов приведена реализация структуры системы автоматизации испытаний на современной программно-технической базе, использующей для измерения амплитуды и частоты синусоидальных сигналов разработанные автором преобразователи.

Учитывая вышеизложенное, в диссертационной работе получены следующие результаты:

1. На основе проведенного анализа и классификации способов измерительных преобразований параметров синусоидальных сигналов установлено, что известные преобразователи основываются на использовании вычислительных процедур, базирующихся на применении преобразований Фурье и теоремы Михотина, характеризующихся высокой вычислительной сложностью, значительным временем выполнения, что создает ограничения на их применение для осуществления преобразований в реальном времени.

2. Предложен и разработан способ развертывающего преобразования, на основе которого создана модель преобразователя амплитуды синусоидального сигнала. Особенностью предложенного преобразователя является возможность выполнения измерительных преобразований в течение полупериода синусоидального сигнала, а также относительная простота вычислительных операций в сочетании с невысокими аппаратурными затратами на реализацию. Проведенные на модели исследования позволили определить основные характеристики предложенного преобразователя и оценить рациональные трансформации функции преобразования, направленные на упрощение и ускорение вычислительных процедур.

3. Предложен и разработан способ двойного развертывающего преобразования, на основе которого создана модель совместного преобразователя амплитуды и частоты синусоидального сигнала, обеспечивающего преобразование на время менее полупериода. На моделях исследованы возможности использования различных методов численного решения системы исходных зависимостей и определены рекомендации по их рациональному применению. Разработаны алгоритмы преобразования и структура измерительного преобразователя совместного преобразования амплитуды и частоты синусоидального сигнала. Определены основные характеристики преобразователя.

4. Предложен и разработан способ адаптивного по отношению к изменяющемуся периоду преобразуемого сигнала преобразования «частота-код», обеспечивающий возможность преобразований частоты синусоидального сигналов, меняющей в широком диапазоне. Исследованы и реализованы различные механизмы адаптации эталонной частоты к меняющемуся значению периода синусоидального сигнала. Получены алгоритмы и структурные решения преобразователя. Исследования на моделях позволили установить отсутствие избыточности кода при изменении частоты в широком диапазоне и возможности выполнения преобразований за время, не превышающее половину периода синусоидального сигнала.

5. Разработанные способы измерительных преобразований, алгоритмы и структуры преобразователей параметров синусоидальных сигналов были положены в основу проектирования и реализации модулей измерительных каналов в составе системы автоматизации испытаний сложных объектов. В процессе практической реализации на основе теоретических разработок были реализованы оригинальные решения по созданию мультиплицированных преобразователей амплитуд синусоидальных сигналов от датчиков угловых и линейных перемещений. На основе алгоритмов совместного преобразования реализованы преобразователи параметров сигналов от датчиков вибраций. В целом экспериментальные исследования и опытная эксплуатация САИ подтвердили реальность и эффективность предложенных в работе теоретических положений.

1. Кнорринг В.Г., Солопченко Г.Н. // Измерительная техника. Теория измерений как самостоятельная область знаний: характеризационные цели и задачи - 2003. - №6. - с. 13-17.

2. Цифровые адаптивные информационно-измерительные системы / Б.Я. Авдеев, В.В. Белоусов, И.Ю. Брусаков и др.; под ред. Б.Я. Авдеева и Е.А. Чернявского. СПб.: Энергоатомиздат, 1997. - 368 с.

3. Михотин В.Д., Шахов Э.К, Дискретизация и восстановление сигналов в информационно измерительных системах. Пенза: Пенз. политех, ин-т, 1982.

4. Гельман М.М. Аналого-цифровые преобразователи для информационно-измерительных систем. М.: Изд-во Стандартов, 1989. - 320 с.

5. Белоусов В.В., Дурновцев С.Н. Аналого-цифровые преобразователи амплитуды синусоидального сигнала в цифровой код // Информационные измерительные системы: Сб. науч. трудов. Пермь: ПермГТУ, 2005. -С. 172-176.

6. Цифровые электроизмерительные приборы / Под ред. В.М. Шлян-дина. М.: Энергия, 1972. - 335 с.

7. Гельман М.М. Дискретное преобразование и кодирование широкополосных сигналов // М.М. Гельман, Б.М. Степанов, В.Н. Филиппов. -М.: Радио и связь, 1985. 160 с.

8. Мартяшин А.И. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения / А.И. Мартяшин, Э.К. Шахов, В.М. Шлян-дин. М.: Энергия, 1976. - 106 с.

9. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Определения, теоремы, формулы. 6-е изд., стер. -СПб.: Издательство «Лань», 2003. 832 с.

10. Хофманн Д. Техника измерений и обеспечение качества: Справочная книга / Пер. с нем. Под ред. Л.М. Закса, С.С. Кивилиса. М.: Энергоатомиздат, 1983. -472 с.

11. Цыпин Б.В. // Машиностроитель. Измерение параметров гармонических колебаний с помощью персонального компьютера 2001. - № 8. -С. 17-19.

12. Угольков В.Н. // Измерительная техника. Методы измерения сдвига фаз и амплитуды гармонических сигналов на основе интегральных выборок 2003. - №5. - С. 52-55.

13. А.С. 966889 СССР. Преобразователь амплитуды переменного напряжения в цифровой код / Кое E.JL, Матушкин Н.Н., Южаков А.А. // Открытия. Изобретения. 1982. № 38.

14. А.С. 2089919 Россия. Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик гармонических сигналов / Б.Г. Калесхаев // Открытия. Изобретения. 1997. № 9.

15. Шастова Г.А., Коскин А.И. Выбор и оптимизация структуры информационных систем. М.: Энергия, 1972. - 256 с.

16. Цветков А.Г. Принципы количественной оценки эффективности радиоэлектронных средств. М.: Сов. радио, 1971.-201 с.

17. Мизин И.А., Уринсон JI.C., Храмешин Г.К. Передача информации в сетях с коммутацией сообщений. М.: Связь, 1972. - 319 с.

18. Девис Д., Барбер Д., Прайс У., Соломонидес У. Вычислительные сети и сетевые протоколы. М.: Мир, 1982. - 563 с.

19. Моисеев B.C. Системное проектирование преобразователей информации. JL: Машиностроение, 1982. - 255 с.

20. Lawrie D.H. Access and alignmeht of data in an array processor // IEEE Trans. Comput. 1975, v. C-24, No 12, p. 1145-1155.

21. Pease M.C. The indirect binari n-cube microprocessr array // IEEE. Trans. Comput. 1977, v.C-26, No 2, p. 458-473.

22. Patel J.H. Performance of processor-memory interconnections for multiprocessors // IEEE.Trans. Comput. 1981, v.C-30, No 10, p. 771-780.

23. Кондалев А.И., Багацкий B.A., Романов B.A. и др. Преобразователи формы информации для малых ЭВМ. Киев: Наукова думка.- 1982.312 с.

24. Andrievskaja N.V., Baidarov А.А., Durnovtsev S.N. Measurement ob amplitude of harmonious signals // International scientific journal «Acta univer-sitatis pontica enxinus», vol. IV, number 2, 2005. P. 88-92.

25. Андриевская Н.В., Байдаров А.А., Дурновцев С.Н. Измерение амплитуды гармонических сигналов // Информационные управляющие системы / Пермь, ПермГТУ, 2005. С. 153-166.

26. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. - 632 с.

27. Вержбицкий В.М. Численные методы (линейная алгебра и нелинейные уравнения): Учеб. Пособие для вузов. М. Высш. шк., 2000. - 266 с.

28. Бахвалов Н.С., Лапин А.В., Чижонков Е.В. Численные методы в задачах и упражнениях. Учеб. Пособие. / Под. Ред. В.,А Садовничего М.: Высш. шк. 2000.- 190 с.

29. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad. Учебный курс. -СПб.: Питер, 2003. 448 с.

30. Матушкин Н.Н. Автореферат докторской диссертации «Методологические и теоретические основы проектирования адаптивных информационно-управляющих систем автоматизации испытаний средств управления газотурбинными двигателями». Пермь, 1997.

31. Матушкин Н.Н., Южаков А.А. Вопросы построения высоконадежных интеллектуальных преобразователей с перестраиваемой архитектурой // Тез. докл. XYIII школы-семинар по техн. диагностике. Пермь, 1994.-С. 37-39.

32. Кон Е.Л., Матушкин Н.Н., Южаков А.А. Адаптивный многоканальный преобразователь измерительной информации // Тез. докл. Всесоюзной НТК "Методы и микропроцессорные устройства цифрового преобразования и обработка информации". -М.: 1985. С. 34-35.

33. Орнатский П.П. Автоматические измерения и контроль. К.: Высш. шк., 1986. - 465 с.

34. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А. Измерительная техника. М.: Высш. шк., 1991.-384 с.

35. Адаптивные информационно-измерительные системы потоковой динамической архитектуры. Рук-ль работы Матушкин Н.Н. Программа "Технические университеты": Отчет о НИР / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 1985.-56 с.

36. Киселев В.А., Кон Е.Л., Матушкин Н.Н., Южаков А.А. Измеритель цифровой скорости. Ас. СССР, № 1007009, БИ № 13, 1983.

37. Идентификация систем управления авиационных газотурбинных двигателей. Под ред. Д.В. Дедина. М.: Машиностроение, 1984. - 200 с.

38. Гитис Э.И., Пискулов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. М.: Энергоиздат, 1981. - 350 с.

39. Протокол Profibus DIN 19245, часть 1,2.

40. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М.: Энергия, 1970. - 400 с.

41. Филиппов В.Г. Цифраторы перемещений. Воен. изд-во, 1965.

42. Южаков А.А. Автореферат кандидатской диссертации «Многоуровневая адаптивная информационно-измерительная система для стендовых испытаний топливно-регулирующей аппаратуры газотурбинного двигателя.-Л., 1987.

43. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. М.: Энергия, 1974.-320 с.

44. Темников Ф.Е. Теория развертывающих систем. М.: Госэнерго-издат, 1963.

45. Дурновцев C.H. Мультиплицированный преобразователь угловых и линейных перемещений на основе датчиков БСКТ // Системы мониторинга и управления / Пермь, ПермГТУ, 2006. С. 18-22.

46. Шкаликов B.C. Измерение параметров вибраций. М.: Машиностроение, 1970.

47. Дмитриев Ю.Н., Моисеев Т.А., Пестов Н.Н., Суханов Е.Е. Измерительная виброустановка для снятия характеристик и градуировки датчиков вибрации // Информационные управляющие системы. Сб. науч. тр. / Перм. гос. техн. ун-т, Пермь, 2003. С. 167-170.

48. Быховский И.И. Основы теории вибрационной техники. М.: Машиностроение, 1968. - 362 с.

49. Дехтяренко Л.И., Турчаковская Л.Н., Турчаковский А.Н. и др. Теория выбрационных измерений. Киев: Наук. Думка, 1988. - 168 с.

50. Дурновцев С.Н. Измерительный преобразователь параметров вибрации на основе датчика КД // Системы мониторинга и управления / Пермь, ПермГТУ, 2006. С. 23-31.

51. Дурновцев С.Н. Адаптивный преобразователь частота код // Вестник Казанского государственного технического университета имени А.Н.Туполева // 2007г. - №2 - С.35-37.