автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Методы и средства защиты информационно-управляющих систем от помех в сетях электропитания

На правах рукописи

ЮРИН Сергей Юрьевич

МЕТОДЫ И СТРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ОТ ПОМЕХ В СЕТЯХ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Автореферат диссертации «а соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2004

Работа выполнена на кафедре «Информационное обеспечение управления и производства» Пензенского государственного университета.

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор

Фионова Л. Р.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Бутаев М. М.;

кандидат технических наук, доцент Пикулин В. В.

Ведущая организация - ФГУП НИИ «Электронно-механические

приборы».

Защита состоится 30 сентября 2004 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.01 в Пензенском государственном университете по адресу: 440026,г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета.

Автореферат разослан «_» августа 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор

Шашков Б. Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Обеспечение высокой помехоустойчивости средств вычислительной техники (СВТ), входящих в состав информационно-управляющих систем (ИУС), - одна из основных проблем, решаемых разработчиками. Рост энерговооруженности производства, увеличение уровня возникающих помех, с одной стороны, и повышение степени интеграции электронных средств и снижение энергетической мощности полезных сигналов, с друюй стороны, приводит к тому, что полезные сигналы на фоне действующих помех подвержены искажению, поэтому защита полезного сигнала является весьма актуальной. Особую сложность задача защиты полезного сигнала от действующих на него помех приобретает при физическом удалении ИУС от управляемого объекта.

Работа управляющих устройств в составе мощных энергетических установок связана с неизбежным возникновением мощных помех, специфика которых определяется их незначительной частотой появления и узким собственным частотным диапазоном. Особую острогу проблема борьбы с помехами в сетях электропитания приобретает в промышленных условиях. Это связано с наличием большого количества перемещающихся двигателей, мощных реле и переключателей.

Средства управления энергоемкими установками совершенствуется в направлении перехода от релейно-контактной элементной базы к электронной. Нужно заметить, что энергия помехи, не приводящая к срабатыванию ранее применявшихся электромагнитных реле, превышает порог срабатывания современных больших и сверхбольших интегральных схем во много раз. Указанные обстоятельства вызывали и вызывают научные и практические интересы по решению задач помехозащищенности ИУС, что подтверждается большим количеством публикаций, например, С. Ф. Ахундова, И: С. Гурвича, Е. М. Жидомировой, В. А. Каширина, В. М. Песоцкого, Ю. Г. Кирю-хина, А. В. Печерского и др. В этом направлении работают организации, занимающиеся данной проблемой, такие, как: Schneider Electric; Siemens, Ленинградский электромеханический завод, ФГУП «НИИ ЭМП». ОАО НПП «Рубин» и др.

Таким образом, проблема обеспечения надежности и устойчивости работы ИУС в условиях многочисленных, разнообразных по фи-

зической природе, частотным характеристикам и энергетическому спектру помех, является актуальной и своевременной задачей, для решения которой требуется разработка специальных устройств для контроля уровня помех и разработка рекомендаций по построению помехозащищенных ИУС.

Наиболее опасными для СВТ и часто встречающимися видами помех следует отнести импульсные помехи и кратковременные провалы напряжения в сетях электропитания. Поэтому задачи контроля уровня импульсных помех и защиты от кратковременных провалов напряжения являются актуальными и требуют разработки специальных устройств.

Помехи в системе управления вызывают сбои и искажения передаваемой информации, что приводит к ухудшению экономико-технологических показателей. Недостаточная или чрезмерная защита от помех может привести к потере прибыли производством. Поэтому следует решить задачу оптимизации средств защиты ИУС от помех в промышленных сетях питания по экономическому критерию.

В связи с тем. что в настоящее время основу ИУС составляют персональные компьютеры (ПК), то целесообразно при решении поставленных задач использовать периферийные устройства ПК.

Цель работы: повышение помехозащищенности информационно-управляющих систем.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- исследование импульсных помех и кратковременных провалов напряжения в сетях электропитания;

- разработка системы выбора средств и методов защиты ИУС от помех по сетям электропитания;

- разработка аппаратно-программных комплексов на базе персонального компьютера для экспресс-анализа уровня импульсных помех и прогнозирования кратковременных провалов - напряжения в промышленной сети питания;

- разработка рекомендаций по построению помехозащищенных информационно-управляющих систем.

Методы исследования: теория надежности, теория вероятности и математической статистики, метод наименьших квадратов, метод медианы Кемени, аналитическая геометрия поверхностей второго порядка, модель прогнозирования Бокса-Джекинса (БД).

Основным методом экспериментальных исследований было выбрано физическое макетирование разработанных аппарагно-профам-мных комплексов на основе ПК для экспресс-анализа уровня импульсных помех и прогнозирования кратковременных провалов напряжения в промышленной сети питания, разработка системы выбора средств и методов защиты ИУС от помех по сетям электропитания, а также имитационное моделирование по исследованию методических погрешностей экспресс-анализа уровня импульсных помех в сети электропитания.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Предложен и обоснован критерий выбора средств и методов защиты ИУС от помех в сетях питания, что позволило разработать методику выбора средств и методов защиты от помех, которая позволяет назначить технические требования (коэффициент ослабления амплитуды помех) на используемые средства защиты ИУС. Критерий равен нормированной годовой экономии в результате применения данных средств и методов защиты ИУС от помех, и учитывает эффективность применения средств и методов защиты, их стоимость, а также их вероятностные характеристики надежности.

2. Впервые проведен сравнительный анализ методов измерения статистических значений функций (распределения, плотности вероятности) при использовании одноканальных или многоканальных устройств анализа импульсных помех в промышленных сетях электропитания по методическим погрешностям измерений. Это позволило определить метод измерения параметров закона распределения, обладающего наименьшей погрешностью.

3. Разработана методика определения параметров законов распределения амплитуды импульсных помех и установлена аналитическая зависимость погрешности определения параметров распределений от числа уровней анализа и коэффициента равного отношению верх-

него уровня анализа к математическому ожиданию исследуемого процесса.

4. Доказано, что при известном законе распределения амплитуды импульсных помех в сети питания и использовании одноканального интегрального анализатора наибольшая точность получения значений параметра достигается при определении значения функции распределения экспоненциального закона в одной точке. Это позволило синтезировать оптимальную структуру анализатора помех, по критерию минимальной методической погрешности, для экспресс-анализа уровня импульсных помех в сети питания.

5. Установлено, что при использовании модели Бокса—Джекинса для решения задачи прогнозирования- кратковременных провалов напряжения в сети питания точность прогноза составляет 90 %.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Критерий оптимизации выбора средств и методов защиты ИУС от помех в промышленных сетях питания.

2. Методика выбора средств и методов защиты ИУС от помех по сетям электропитания.

3. Методика экспресс-анализа параметров законов распределения амплитуды импульсных помех.

4. Методика использования модели Бокса-Джекинса для прогнозирования кратковременных провалов напряжения.

5. Аппаратно-программный комплекс на базе ПК для экспресс-анализа импульсных помех в промышленных сетях электропитания.

6. Аппаратно-программный комплекс на базе ПК для защиты ИУС от кратковременных провалов напряжения.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертационной работы обусловлена строгостью математической и электротехнической постановки задач, корректным применением математического аппарата; подтверждена результатами математического и физического моделирования, результатами эксперимента и внедрением результатов в промышленную эксплуатацию в Пензенском филиале ЗАО МПБК «ОЧАКОВО».

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработана система выбора средств и методов защиты ИУС от помех по сетям электропитания и методика ее применения.

2. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для защиты ИУС от кратковременных провалов напряжения и методика его применения.

3. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для экспресс-анализа импульсных помех в сетях электропитания и методика его применения.

Реализация результатов работы в промышленности;

Результаты работы в виде рекомендаций, схем алгоритмов и программного обеспечения переданы в филиал ЗАО МПБК «ОЧАКОВО», г. Пенза. Разработанные рекомендации, алгоритмы, программы внедрены на автоматизированной системе управления технологическим процессом линии розлива данного предприятия.

Апробация работы:

Материалы диссертационной работы докладывались на:

- Всероссийской научно-практической конференции «Электромагнитная совместимость (ЭМС) и безопасность при эксплуатации мобильных средств связи, телекоммуникаций и компьютерной техники», Пенза, 2001;

- Международной научно-практической конференции «Современные технологии документооборота в бизнесе, производстве и управлении», Пенза, 2001;

- Ш Международной научно-технической конференции «Информационные технологии и системы в образовании, науке, бизнесе», Пенза, 2002;

- Всероссийской научно-технической конференции «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов», Пенза, 2003;

- Международном симпозиуме «Надежность и качество», Пенза, 2003;

- VI Международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии и системы», Пенза, 2004;

- ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Пензенского государственного университета и семинарах кафедры «Информационное обеспечение управления и производства» университета.

Публикации: по результатам работы опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем работы:

Работа включает в себя введение, 4 главы, заключение, список литературы из 117 наименований, 2 приложения и содержит 156 страниц основного текста, 43 рисунка, 17 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована ее цель, определены научная новизна и практическая значимость результатов работы. Кратко изложены основные результаты выполненных научных и экспериментальных исследований.

В первой главе рассматриваются виды и структура наиболее используемых ИУС и проводится анализ помехозащищенности ИУС.

Проведен анализ всех видов помех, воздействующих на СВТ ИУС, в результате которого было установлено, что наиболее опасными являются помехи по сети электропитания, такие, как импульсные помехи и кратковременные провалы напряжения.

Результаты исследований импульсных помех, возникающих в сети питания, показали справедливость следующей статистической модели импульсных помех:

• поток помех пуассоновский;

• амплитуда и длительность помех статистически независимы;

• закон распределения амплитуды помех может быть: экспоненциальным, сдвинутым экспоненциальным или Релея.

Проведенные исследования импульсных помех также показали, что закон распределения импульсных помех в промышленных сетях, в конкретных условиях, является постоянным и, следовательно, требуется контролировать лишь параметры закона распределения.

Проведенный обзор существующих приборов, пригодных для анализа импульсных помех, показал, что в настоящее время промышленность серийно не выпускает устройств, способных проводить экспресс-анализ параметров закона распределения импульсных помех в промышленных сетях электропитания, поэтому возникает задача разработки подобного устройства.

Анализ существующих методов защиты ИУС от помех показал, что известны три основные группы борьбы с помехами в сетях питания:

• снижение уровня (амплитуды) помех;

• подавление помех общего вида;

• подавление помех нормального вида.

Для борьбы с провалами напряжения существует ограниченное количество методов и средств, как правило, дорогостоящих. Поэтому возникает задача разработки прибора, способного прогнозировать провалы напряжения, для уменьшения последствий воздействия данного вида помех на ИУС.

Опыт исследований ИУС показывает, что выбор способов защиты от помех должен производиться исходя из помеховой обстановки в сети питания ИУС, особенностей ее структуры и технических характеристик, требований по надежности функционирования системы и минимальных затрат на средства защиты для достижения требуемой надежности.

Вторая глава посвящена разработке методики выбора средств и методов защиты ИУС от помех в сетях электропитания. Анализ показал, что при разработке мероприятий по защите ИУС от помех одинаково нецелесообразны, с экономической точки зрения, как недостаточная помехозащищенность, когда велики убытки, обусловленные сбоями, так и чрезмерная помехозащищенность, когда затраты на ее создание не окупают экономии, полученной в результате уменьшения частоты сбоев. Поэтому в качестве критерия выбора, целесообразно предложить экономический критерий, равный нормированной годовой экономии в случае применения средств защиты от помех, который позволяет определить коэффициенты подавления помех для каждого из применяемых способов помехозащиты, и учитывает их вероятностные характеристики надежности.

Создание всех видов защиты требует затрат, поэтому годовая экономия в результате применения дополнительных средств и методов защиты от сбоев составит:

где уЦ — годовые убытки от сбоев без применения дополнительных мер защиты;

Уб1 — годовые убытки с применением дополнительных мер защиты;

П р (а по ) — убытки за счет уменьшения производительности ПК; Кн — нормативный коэффициент;

Зу — затраты на дополнительные средства и методы защиты.

Нормированная годовая экономия может быть определена формулой

где — нормированные убытки из-за

снижения производительности ПК;

4*10*1 )= 0<а! — нормированные затраты на ап-

паратные средства защиты от помех;

— нормированные затраты на

программные методы защиты от помех.

Функции <р(<Х2п), Т|(а|),4,2(а2П) могут быть получены либо экспериментальным либо расчетным путем для конкретных средств защиты. Таким образом, имеется набор точек, которые могут быть

аппроксимированы полиномом п-й степени по методу наименьших квадратов.

При использовании полинома 2-й степени функцию А геометрически можно трактовать как поверхность 2-го порядка, которая в зависимости от параметров может быть эллиптическим или гиперболическим параболоидом (рисунок 1).

а) эллиптический б) гиперболический

параболоид параболоид

Рисунок 1

При решении задачи оптимизации средств защиты от помех, функцию нормированной экономии удобно изображать линиями уровня. Если функция А изображается эллиптическим параболоидом, то линии уровня имеют вид эллипсов, а если гиперболическим параболоидом; - гипербол (рисунок 2).

а) линии уровня эллиптического б) линии уровня

параболоида гиперболического параболоида

Рисунок 2

В третьей главе проводится исследование погрешностей методов определения параметров распределений амплитуды импульсных помех. На основе полученных результатов предлагается методика анализа помех в сети питания, когда вид распределения амплитуды известен.

Первоначально проводятся исследования методических погрешностей методов определения параметра q экспоненциального распределения. При измерении амплитуды каждого импульса, согласно центральной предельной теореме, погрешность определения среднего арифметического х большой выборки распределена асимптотически нормально, и среднеквадратическое отклонение (СКО) оценки х

равно - количество импульсов помех.

СКО характеризует наибольшую достижимую точность (потенциальную точность) определения параметра экспоненциального распределения амплитуды помех.

С величиной 1/V/7 сравниваются относительные СКО других методов определения параметра экспоненциального распределения. При использовании многоканальных дифференциальных анализаторов получаются группированные выборки, так как анализ является одновременным. Поэтому, используя теорию группированных выборок для случая равноотстоящих уровней анализа, когда

при числе каналов получено

выражение относительного СКО определения параметра q :

(3)

где и(А,Р) - коэффициент влияния, показывающий, во сколько раз СКО оценки при рассматриваемом способе ее получения больше, чем при минимально возможной относительной погрешности, равной, как показано выше, \iyfN:

а(*,р) =

1-ехр|

(4)

где Р - коэффициент, равный отношению верхней границы к-го интервала хк к математическому ожиданию экспоненциально распределенной случайной величины; Р = — .

X

Результаты расчета а {к, Р) приведены на рисунке 3. а(*,Р) "т

\

х\

\

к=2 Л?=10

Рисунок 3

Для случая, когда Дх = уаг , были использованы результаты, полученные Хугесом, и показана нецелесообразность построения многоканальных дифференциальных анализаторов с Дх = уаг, так как точность определения параметра <; возрастает лишь на 0,5 %.

При использовании одноканального дифференциального анализатора для нахождения оценки параметра <; ^ применяя метод наименьших квадратов (МНК), а также учитывая, что дисперсия методической погрешности при статистической независимости определе-

ния / (хс. ) в каждом положении канала, согласно методу линеаризации функции случайных аргументов, равна

»1-Х

i=l

а;

>2

д/ (*,)

где хс = --—— середина интервала, получено выражение относительного СКО вычисления параметра с; для случая Ах = const, N = const формулы (3):

а (*.р) =

Результаты расчета а {к, Р) приведены на рисунке 4.

ct(*,P) 5

N

Ъ=20

Jt=10

к=2 IP

(5)

Рисунок 4

При использовании многоканальных интегральных анализаторов относительное СКО определения параметра q вычисляется по (4), т. е. используются результаты анализа, проведенного для многоканального дифференциального анализатора.

Используя одноканальный интегральный анализатор и находя оценку параметра q МНК, получено выражение относительного СКО определения параметра для случая

Анализ полученных результатов (см. рисунки 3—5) позволил сделать (с учетом сложности аппаратурной реализации каждого метода) следующие выводы:

- метод определения параметра с, по значениям амплитуды и длительности каждого импульса является более точным по сравнению с методами, основанными на группировании данных об амплитуде и длительности импульсов помех, однако применение этого метода для экспресс-анализа параметров распределений амплитуды и длительности помех нецелесообразно из-за больших инструментальных погрешностей;

- многоканальные дифференциальные и интегральные анализаторы обладают меньшей погрешностью (на 1 ...3 %) определения параметра <; по сравнению с одноканальными. Однако, учитывая более сложную аппаратурную реализацию, их использование для анализа импульсных помех в сети питания также нецелесообразно;

- одноканальный дифференциальный анализатор по точности определения параметра уступает одноканальному интегральному;

- степень ухудшения точности определения параметра <; с помощью одноканального интегрального анализатора по сравнению с методом, основанным на измерении амплитуды каждого импульса, зависит от числа уровней анализа к и коэффициента Р. Степень ухудшения имеет минимальное значение при некотором оптимальном значении

- в пределах от Рн= 0,5 до Рв= 3,8 при определении параметра экспоненциального распределения в одной точке обеспечивается более высокая точность, чем при к> 1, поэтому целесообразно для экспресс-анализа параметра использовать одноканальный интегральный анализатор в режиме определения статистической функции распределения в одной точке (к = 1), при этом уровень анализа должен выбираться таким, чтобы не превышало напередзаданного значения

Расчетная формула определения параметра <; имеет вид:

^---»

где т - число импульсов, амплитуда которых превысила уровень анализа.

При - использовании одноканалыюго интегрального анализатора для определения параметра и релеевского распределения амплитуды помех показано, что методическая относительная среднеквадратиче-ская погрешность равна

Оценка параметра и не распределена по нормальному закону, поэтому потенциальная точность определения и не равна 1/ л/Ы, этим и объясняется, чтоар(£, Р) < 1.

В работе исследованы инструментальные погрешности определения параметра и с помощью одноканального интегрального анализатора.

Инструментальная относительная среднеквадратическая погрешность имеет вид

(8)

где А - относительная погрешность установки уровней анализа.

Анализ результатов расчета методических и инструментальных погрешностей определения параметра релеевского распределения позволил сделать вывод о возможности использования одноканального инте-фальнош анализатора в режиме к - 1. При этом уровень X] выбирается с учетом получения Р —> Ропт. Параметр о при этом определяется как

В работе показано, что при определении параметров х и лтд сдвинутого экспоненциального распределения одноканальный интегральный анализатор необходимо использовать в режиме к = 2, если сдвиг экспоненциального распределения больше сдвига амплитудно-временной характеристики помехоустойчивости СВТ дг^ При этом параметры распределения равны:

где хн, хв - соответственно нижним и верхним уровни анализа;

тн тв - количество импульсов, амплитуда которых превысила соответственно нижний и верхним уровни анализа.

Применив метод линеаризации функций случайных аргументов, доказано, что относительные погрешности, обусловленные выборочном характером измерения, определяются по формулам:

стдГ _ ас (а> Р> т) . <4 =ДСо(а>М

* ' Х0

где ^

«с„ («-Р-у)-^—[{Р-г)2К"у -1)+(а-у)2 ; (10)

у(р-а)1

х х х У

(И)

- относительные погрешности, обусловленные неточностью установки уровней анализа (инструментальные погрешности), - по формулам:

°г1 =*сп(а,РЬ^-; пор х

где

°сп(а>Р) =

(4-1 Ао

пор

л.

р-а »

х

Г -

асп0(а> Р'7) = ^а)[(Р"т)2 +(а"'У)2Р' (12)

А

7(Р-а)1

Результаты расчета по (10)-(12) позволили разработать методику выбора уровней анализа с учетом минимизации методиче-

ских и инструментальных погрешностей определения параметров сдвинутого экспоненциального распределения.

Для ряда СВТ хо < .хп . В этом случае на входе прибора ставится ограничитель *01р > хо > не пропускающий импульсы, амплитуда которых меньше д-огр.

В работе проведено исследование возникающих методических и инструментальных погрешностей для рассматриваемого случая и обоснована методика выбора уровня анализа лв.

С учетом требуемой погрешности определения параметров распределений амплитуды и помех в работе получены выражения для нахождения минимального количества наблюдаемых импульсов.

Проведенные исследования методических погрешностей и методов определения параметров распределений позволили обосновать методику проведения испытаний, основанную на определении значения статистической функции распределения с помощью однока-нального интегрального анализатора в одной или двух точках в зависимости от вида распределения. Также получены выражения (4)- (6), (9)—(12), которые позволяют в зависимости от требуемой точности выбрать число каналов или уровней анализа и диапазон измерения прибора.

В данной главе проведен и анализ моделей прогнозирования, который показал, что в подавляющем большинстве случаев наилучший прогноз дают модели Бокса-Дженкинса (ARIMA или АРПСС); менее эффективным является метод Брауна. Метод Брауна применим не ко всем случайным процессам, но в тех случаях, когда справедлив он, модель БД автоматически с ним совпадает (метод Брауна является частным случаем более общей модели Бокса-Дженкинса). Поэтому для прогнозирования провалов напряжения целесообразно использовать модель АРПСС, а так как питающее напряжение имеет периодичный характер, то общая модель АРПСС преобразуется в частный случай - модель сезонных рядов.

На рисунке 7 приведены результаты математического моделирования поведения синусоидального сигнала питающего напряжения в момент

кратковременного провала напряжения и прогнозирования провала напряжения с помощью модели Бокса-Дженкинса с различной точностью.

Стал •шитиам

а) Провал напряжения в сети электропитания

604 400 *0О 2О0 • К» * • • •100 ООО 1 сод

"А "А "А ... - }А----М

V П \г £

— \7 Л7 4-=

-к» ) п ю и « а 60 в > - • о - г о ю м

б) Прогноз провала напряжения с точностью 80%

в) Прогноз провала напряжения с точностью 90%

Рисунок 7

В четвертой главе произведено исследование импульсных помех и кратковременных провалов напряжения в сети электропитания управляющих ЭВМ, имитационное моделирование определения методических погрешностей экспресс-анализа параметров закона распределения амплитуды импульсных помех, а также разработаны система выбора средств и методов защиты от помех, аппаратно-программные комплексы на базе ПК для экспресс-анализа импульсных помех в промышленных сетях электропитания и прогнозирования кратковременных провалов напряжения.

Структурная схема работы аппаратно-программного комплекса на базе ПК для прогнозирования кратковременных провалов напряжения показана на рисунке 8.

Аппаратно-программный комплекс для защиты от кратковременных провалов напряжения в сетях электропитания построен на базе ПК с архитектурой х86 (а именно на базе процессора Intel Pentium) под управлением операционной системы реального времени QNX Neutrino 6.20 Realtime Operating System. В качестве АЦП используется звуковая карта Creative SB Live 5.1 (или выше).

Сигнал из сети питания ослабляется через делитель напряжения (а в случае 3-фазной сети питания проходит через линию задержки) и подается на линейный вход звуковой карты. АЦП карты дискретизи-рует сигнал блоками в четверть периода и передает данные в буфер.

Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса на базе ПК для защиты от кратковременных провалов напряжения устанавливается на управляющую ЭВМ ИУС и работает в «фоновом» режиме.

Программное обеспечение аппаратно-программного комплекса на базе ПК для защиты от кратковременных провалов напряжения требует индивидуальной настройки для каждого конкретного вида производства.

Технологическое оборудование линии розлива ЗАО МПБК «ОЧАКОВО» построено на базе микроконтроллеров Siemens S7-300 с интерфейсом MPI (^5511/^5611), между которыми проложена шина аварийного сигнала (см. рисунок 8). В случае провала напряжения аппаратно-программный комплекс на базе ПК для защиты от кратковременных провалов напряжения формирует сигнал экстренной остановки, который через адаптер PC/MPI передается по данной шине, что приводит к остановке всех единиц технологического оборудования, с сохранением данных о состоянии технологического процесса на момент остановки. Сигнал к возобновлению работы может выдаваться автоматически, после того, как напряжение в сети питания стабилизируется, либо по команде оператора линии розлива.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

В приложениях.приводятся результаты проверки потока помех на стационарность и акт о внедрении результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложен и обоснован критерий выбора средств и методов защиты ИУС от помех в сетях питания, что позволило разработать методику выбора средств и методов защиты от помех, которая позволяет назначить технические требования (коэффициент ослабления амплитуды помех) на используемые средства защиты управляющих ЭВМ. Критерий равен нормированной годовой экономии в результате применения средств и методов защиты ИУС от помех, и учитывает эффективность применения средств и методов защиты от помех, их стоимость, а также их вероятностные характеристики надежности.

На основе данного критерия разработана автоматизированная система выбора средств и методов зашиты от помех в сетях электропитания.

2. Впервые проведен сравнительный анализ методов измерения статистических значений функций (распределения, плотности вероятности) при использовании одноканальных или многоканальных устройств анализа импульсных помех в промышленных сетях электропитания по методическим погрешностям измерений.

3. Разработана методика определения параметров распределения амплитуды импульсных помех и установлена аналитическая зависимость погрешности определения параметров распределений от числа уровней анализа и коэффициента р, равного отношению верхнего уровня анализа к математическому ожиданию исследуемого процесса.

4. Доказано, что при известном законе распределения амплитуды импульсных помех в сети питания и использовании одноканального интегрального анализатора наибольшая точность получения значений параметра достигается при определении значения функции распределения экспоненциального закона в одной точке. Это позволило синтезировать оптимальную структуру анализатора помех, по критерию минимальной методической погрешности, для экспресс-анализа уровня импульсных помех в сети питания.

5. Установлено, что при использовании модели Бокса-Джекйнса для решения задачи прогнозирования кратковременных провалов напряжения в сети питания точность прогноза составляет 90 %.

6. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для измерения параметров импульсных помех в сетях питания, который позволяет производить определение закона распределения амплитуды импульсных помех в сети питания, проводить, при известном законе распределения, экспресс-анализ параметров закона распределения амплитуды импульсных помех в сети питания, определять интенсивность импульсных помех в сети питания. Разработана методика применения комплекса.

7. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для защиты от кратковременных провалов напряжения, который позволяет прогнозировать возникновение данного вида помех в сети питаниями методика его применения.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Юрин С. Ю. Нормирование степени помехоустойчивости СВТ по сети электропитания / С. Ю. Юрин, Ю. Г. Кирюхин, А. В. Печер-ский, Г. М. Тростянский // Труды ВНПК «Электромагнитная совместимость (ЭМС) и безопасность при эксплуатации мобильных средств связи, телекоммуникаций и компьютерной техники». - Пенза, 2001. -С. 25-27.

2. Юрин С. Ю. Оптимизация способов защиты информации офиса / С. Ю. Юрин, Ю. Г. Кирюхин, А. В. Печерский // Труды МНПК «Современные технологии документооборота в бизнесе, производстве и управлении». - Пенза, 2001. - С. 42-44.

3. Юрин С. Ю. Компьютерные технологии в защите технологической информации / С. Ю. Юрин, Л. Р. Фионова // Труды Ш МНПК «Информационные технологии и системы в образовании, науке, бизнесе». - Пенза, 2002. - С. 77-78.

4. Юрин С. Ю. Аппаратно-программный комплекс защиты от помех по сетям электропитания / ВНТК «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов». - Пенза, 2003.-С. 73-74.

5. Юрин С. Ю. Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров импульсных сетевых помех // Международный симпозиум «Надежность и качество». - Пенза, 2003. - С. 472-473.

6. Юрин С. Ю. Аппаратно-программный комплекс защиты от провалов напряжения в сетях электропитания / С. Ю. Юрин, Л. Р. Фионова // Информационный листок. - Пензенский ЦНТИ, 2003. -№54-410-03-4 с.

7. Юрин С. Ю. Аппаратно-программный комплекс для измерения, параметров импульсных сетевых помех / С. Ю. Юрин, Л. Р. Фионова // Информационный листок. - Пензенский ЦНТИ, 2003. - № 54-414-03 - 4 с.

8. Юрин С. Ю. Программа оптимизации средств защиты от помех в сетях электропитания / С. Ю. Юрин, Л. Р. Фионова // Информационный листок. - Пензенский ЦНТИ, 2003. -№ 54-412-03 -4 с.

9. Юрин С. Ю. Аппаратно-программный комплекс на базе ПК для экспресс-анализа параметров закона распределения импульсных помех // VI МНТК «Новые информационные технологии и системы». -Пенза, 2004. - С. 153-156.

Юрин Сергей Юрьевич

Методы и средства защиты информационно-управляющих систем от помех в сетях электропитания

Специальность 05 13 05 —Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Редактор Т. В Веденеева Технический редактор Н А Вьялкова Корректор Н В Степочкина Компьютерная верстка Р Б Бердниковой

ИД №06494 от 26.12.01

Сдано в производство 19.07.04. Формат 60х84!/16. Бумага писчая Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16. _Заказ 523. Тираж 100_

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40. Отпечатано в типографии ПГУ

■15668

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПОМЕХИ И СБОИ МНОГОУРОВНЕВЫХ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

1.1 Вводные замечания.

1.2 Анализ видов помех.

1.3 Помехи в сети электропитания.

1.4 Анализ существующих методов и средств защиты многоуровневых ИУС от помех

1.5 Выводы.

2 ОПТИМИЗАЦИЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ОТ ВНЕШНИХ ПОМЕХ.

2.1 Разработка метода оптимизации средств защиты ИУС от помех в сетях электропитания.

2.2 Решение частной задачи оптимизации.

2.3 Исследование функции нормированной годовой экономии.

2.3.1 Вид поверхности, определяемой функцией нормированной экономии

2.3.2 Линии равной нормированной экономии.

2.5 Выводы.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ИМПУЛЬСНЫХ ПОМЕХ В СЕТЯХ ПИТАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ.

3.1 Методические погрешности определения параметра экспоненциального закона распределения.

3.1.1 Методические погрешности определения параметра экспоненциального закона распределения по статистическим значениям плотности вероятности.

3.1.2 Методические погрешности определения параметра экспоненциального закона распределения по статистическим значениям функции распределения.

3.2 Определение параметра закона распределения Релея по статистическим значениям функции распределения.

3.3 Определение параметров сдвинутого экспоненциального закона распределения.

3.4 Определение доверительных границ общей погрешности результатов косвенных измерений параметров законов распределения амплитуды помех.

3.5 Модель прогнозирования кратковременных провалов напряжения.

3.6 Выводы.

4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ПОМЕХ

В СЕТЯХ ПИТАНИЯ И АППАРАТНО ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ

ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ДАННОГО ВИДА ПОМЕХ.

4.1. Разработка системы оптимизации средств защиты ИУС от помех.

4.2 Исследование законов распределения амплитуды импульсных помех.

4.3 Исследование методических погрешностей экспресс-анализа параметров закона распределения импульсных помех.

4.4 Разработка аппаратно - программного комплекса на базе ПК для экспресс-анализа параметров импульсных помех в промышленных сетях электропитания.

4.3.1 Определение параметров законов распределений амплитуды импульсных помех.

4.4 Исследование кратковременных провалов напряжения в сети электропитания.

4.5 Разработка аппаратно-программного комплекса на базе ПК для защиты от кратковременных провалов напряжения в сетях электропитания.

4.6 Нормирование уровня импульсных помех в сети электропитания ИУС.

4.7 Выводы.

Обеспечение высокой помехоустойчивости средств вычислительной техники (СВТ), входящих в состав информационно-управляющих систем (ИУС) -одна из основных проблем, решаемых разработчиками. Рост энерговооруженности производства, увеличение уровня возникающих помех, с одной стороны, и повышение степени интеграции электронных средств и снижение энергетической мощности полезных сигналов с другой стороны, приводит к тому, что полезные сигналы на фоне действующих помех подвержены искажению, поэтому защита полезного сигнала является весьма актуальной. Особую сложность задача защиты полезного сигнала от действующих на него помех приобретает при физическом удалении ИУС от управляемого объекта.

Работа управляющих устройств в составе мощных энергетических установок связана с неизбежным возникновением мощных помех, специфика которых определяется их незначительной частотой появления и узким собственным частотным диапазоном. Особую остроту проблема борьбы с помехами в сетях электропитания приобретает в промышленных условиях. Это связано с наличием большого количества перемещающихся двигателей, мощных реле и переключателей.

Совершенствование средств управления энергоемкими установками происходит в направлении перехода от релейно-контактной элементной базы к электронной. Нужно заметить, что энергия помехи, не приводящая к срабатыванию ранее применявшихся электромагнитных реле, превышает порог срабатывания современных больших и сверхбольших интегральных схем во много раз. Указанные обстоятельства вызывали и вызывают научные и практические интересы по решению задач помехозащищенности ИУС. Это подтверждается большим количеством публикаций, например работами: С.Ф. Ахундова, И.С. Гурвича, Е.М. Жидомировой, В.А Каширина, В.М. Песоцкого, Ю.Г. Кирюхина, А.В. Печерского и др. В этом направлении работают организации, занимающиеся данной проблемой, такие как: Schneider Electric, 5

Siemens, Ленинградский Электромеханический Завод, ФГУП "НИИ ЭМП", ОАО НЛП "Рубин", и др.

Таким образом, проблема обеспечения надежности и устойчивости работы ИУС в условиях многочисленных, разнообразных по физической природе, частотным характеристикам и энергетическому спектру помех, является актуальной и своевременной задачей, для решения которой требуется разработка специальных устройств контроля уровня помех и разработка рекомендаций по построению помехозащищенных ИУС.

Наиболее опасным для СВТ, и часто встречающимся видам помех следует отнести импульсные помехи и кратковременные провалы напряжения в сетях электропитания. Поэтому задачи контроля уровня импульсных помех и защиты от кратковременных провалов напряжения, являются актуальными и требуют разработки специальных устройств.

Помехи в системе управления вызывают сбои и искажения передаваемой информации, что приводит к ухудшению экономико-технологических показателей. Недостаточная или чрезмерная защита от помех может привести к потере прибыли производством. Поэтому актуальной является задача оптимизации средств защиты ИУС от помех в промышленных сетях питания по экономическому критерию.

В связи с тем, что в настоящее время основу ИУС составляют персональные компьютеры (ПК), то целесообразно при решении поставленных задач использовать периферийные устройства ПК.

Пель работы: повышение помехозащищенности информационно-управляющих систем.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- исследование импульсных помех и кратковременных провалов напряжения в сетях электропитания;

- разработка системы выбора средств и методов защиты ИУС от помех по сетям электропитания;

- разработка аппаратно-программных комплексов на базе персонального компьютера для экспресс-анализа уровня импульсных помех и прогнозирования кратковременных провалов напряжения в промышленной сети питания;

- разработка рекомендаций по построению помехозащищенных информационно-управляющих систем.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Предложен и обоснован критерий выбора средств и методов защиты ИУС от помех в сетях питания, что позволило разработать методику выбора средств и методов защиты от помех, которая позволяет назначить технические требования (коэффициент ослабления амплитуды помех) на используемые средства защиты РТУ С. Критерий равен нормированной годовой экономии от применения средств и методов защиты ИУС от помех, и учитывает эффективность применения средств и методов защиты от помех, их стоимость, а также их вероятностные характеристики надежности.

2. Впервые проведен сравнительный анализ методов измерения статистических значений функций (распределения, плотности вероятности) при использовании одноканальных или многоканальных устройств анализа импульсных помех в промышленных сетях электропитания по методическим погрешностям измерений. Это позволило определить метод измерения параметров закона распределения, обладающего наименьшей погрешностью.

3. Разработана методика определения параметров законов распределения амплитуды импульсных помех и установлена аналитическая зависимость погрешности определения параметров распределений от числа уровней анализа и коэффициента р, равного отношению верхнего уровня анализа к математическому ожиданию исследуемого процесса.

4. Доказано, что при известном законе распределения амплитуды импульсных помех в сети питания и использовании одноканального интегрального анализатора наибольшая точность получения значений параметра достигается при определении значения функции распределения экспоненциального закона в одной точке. Это позволило синтезировать оптимальную структуру анализатора помех, по критерию минимальной методической погрешности, для экспресс-анализа уровня импульсных помех в сети питания.

5. Установлено, что при использовании модели Бокса-Джекинса для решения задачи прогнозирования кратковременных провалов напряжения в сети питания точность прогноза составляет 90%.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработана система выбора средств и методов защиты ИУС от помех по сетям электропитания и методика ее применения.

2. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для защиты ИУС от кратковременных провалов напряжения и методика его применения.

3. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для экспресс-анализа импульсных помех в сетях электропитания и методика его применения.

Реализация результатов работы в промышленности:

Результаты работы в виде рекомендаций, схем алгоритмов и программного обеспечения переданы в филиал ЗАО МПБК «ОЧАКОВО», г. Пенза. Разработанные рекомендации, алгоритмы, программы внедрены на автоматизированной системе управления технологическим процессом линии розлива данного предприятия.

Реализация результатов работы в промышленности:

Результаты работы в виде рекомендаций, схем алгоритмов и программного обеспечения переданы в филиал ЗАО МПБК «ОЧАКОВО», г. Пенза. Разработанные рекомендации, алгоритмы, программы внедрены на автоматизированной системе управления технологическим процессом линии розлива данного предприятия.

Апробация работы:

Материалы диссертационной работы докладывались на:

- Всероссийской научно-практической конференции «Электромагнитная совместимость (ЭМС) и безопасность при эксплуатации мобильных средств связи, телекоммуникаций и компьютерной техники», Пенза 2001;

- Международной научно-практической конференции «Современные технологии документооборота в бизнесе, производстве и управлении», Пенза 2001;

- III Международной научно-технической конференции «Информационные технологии и системы в образовании, науке, бизнесе», Пенза 2002;

- Всероссийской научно-технической конференции «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов», Пенза 2003;

- Международном симпозиуме «Надежность и качество», Пенза 2003;

- VI Международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии и системы» Пенза, 2004;

- Ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Пензенского государственного университета и семинарах кафедры «Информационное обеспечение управления и производства" названного университета.

Структура и краткое содержание диссертации:

Работа включает введение, 4 главы, заключение, список литературы из 118 наименований, 2 приложения и содержит 149 с. основного текста, 44 рисунка, 16 таблиц.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована ее цель, определены научная новизна и практическая значимость результатов работы. Кратко изложены основные результаты выполненных научных и экспериментальных исследований.

В первой главе рассмотрены виды и структура наиболее используемых ИУС, проведен анализ внешних помех, воздействующих на ИУС, и определены наиболее опасные помехи, проведено исследование устройств анализа импульсных помех, а также методов и средств защиты от помех в сетях электропитания.

Во второй главе выбран и обоснован критерий оптимизации и разработана методика оптимизации средств защиты ИУС от помех в сетях электропитания.

В третей главе рассмотрены методические погрешности методов определения параметров распределения амплитуды импульсных помех, получены аналитические выражения, позволяющие с учетом требований точности оптимизировать структуру приборов анализа случайных импульсных процессов, разработаны рекомендации по определению параметров закона распределения, когда вид закона распределения известен.

В четвертой главе произведено исследование импульсных помех и кратковременных провалов напряжения в сети электропитания ИУС, имитационное моделирование определения методических погрешностей экспресс-анализа параметров закона распределения амплитуды импульсных помех, а также разработаны система выбора средств и методов защиты от помех, аппаратно-программные комплексы базе ПК для экспресс-анализа импульсных помех в промышленных сетях электропитания и прогнозирования кратковременных провалов напряжения.

В приложениях приводится проверка потока помех на стационарность и акт о внедрении результатов работы.

4.7 Выводы

1. Разработана система оптимизации средств и методов защиты от помех в сетях электропитания, с учетом затрат на их приобретение, которая позволяет оптимально выбирать конкретные способы защиты, избегая лишних затрат на повышение помехозащищенности управляющих электронных систем.

2. Экспериментальные исследования импульсных помех в сети питания ИУС полностью подтвердили принятые ранее допущения о стационарности потока помех, статистической независимости амплитуды и длительности импульсов, о том, что амплитуда помех распределены по следующим законам: экспоненциальному, сдвинутому экспоненциальному и закону Релея.

3. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для измерения параметров импульсных помех в сетях питания который позволяет производить определение закона распределения амплитуды импульсных помех в сети питания, проводить, при известном законе распределения, экспресс-анализ параметров закона распределения амплитуды импульсных помех в сети питания, определять интенсивность импульсных помех в сети питания.

Внедрение разработанных инженерных методик и аппаратно-программного комплекса анализа импульсных помех в сетях питания на производстве показали их высокую эффективность, за счет сокращения времени испытаний, упрощения математической обработки полученных экспериментальных данных и уменьшения погрешностей косвенных измерений.

4. Исследование кратковременных провалов напряжения в сети электропитания показало, что совершенно очевидно невозможно обеспечить даже весьма посредственные показатели помехозащищенности управляющих электронных систем, если не принять специальных мер для защиты от помех такого типа.

Разработан аппаратно-программный комплекс защиты от кратковременных провалов напряжения, который позволяет своевременно

146 выявлять помехи данного типа в сети питания.

Внедрение аппаратно-программного комплекса защиты от провалов напряжения в сетях питания и методики его применения на производстве показало его высокую эффективность при борьбе с кратковременными провалами напряжения.

5. Проведенное нормирование уровня помех и помехозащищенности ИУС позволило сократить сроки пуска техпроцесса на объектах эксплуатации, т.к. заранее были приняты различные меры по повышению помехозащищенности ИУС и снижения уровня помех в сети питания. Все эти мероприятия позволили получить экономический эффект.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложен и обоснован критерий выбора средств и методов защиты ИУС от помех в сетях питания, что позволило разработать методику выбора средств и методов защиты от помех, которая позволяет назначить технические требования (коэффициент ослабления амплитуды помех) на используемые средства защиты управляющих ЭВМ. Критерий равен нормированной годовой экономии от применения средств и методов защиты ИУС от помех, и учитывает эффективность применения средств и методов защиты от помех, их стоимость, а также их вероятностные характеристики надежности. На основе данного критерия разработана автоматизированная система выбора средств и методов защиты от помех в сетях электропитания.

2. Впервые проведен сравнительный анализ методов измерения статистических значений функций (распределения, плотности вероятности) при использовании одноканальных или многоканальных устройств анализа импульсных помех в промышленных сетях электропитания по методическим погрешностям измерений.

3. Разработана методика определения параметров распределения амплитуды импульсных помех и установлена аналитическая зависимость погрешности определения параметров распределений от числа уровней анализа и коэффициента р, равного отношению верхнего уровня анализа к математическому ожиданию исследуемого процесса.

4. Доказано, что при известном законе распределения амплитуды импульсных помех в сети питания и использовании одноканального интегрального анализатора наибольшая точность получения значений параметра достигается при определении значения функции распределения экспоненциального закона в одной точке. Это позволило синтезировать оптимальную структуру анализатора помех, по критерию минимальной методической погрешности, для экспресс-анализа уровня импульсных помех в сети питания.

5. Установлено, что при использовании модели Бокса-Джекинса для решения задачи прогнозирования кратковременных провалов напряжения в сети питания точность прогноза составляет 90%.

6. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для измерения параметров импульсных помех в сетях питания который позволяет производить определение закона распределения амплитуды импульсных помех в сети питания, проводить, при известном законе распределения, экспресс-анализ параметров закона распределения амплитуды импульсных помех в сети питания, определять интенсивность импульсных помех в сети питания. Разработана методика применения комплекса.

7. Разработан аппаратно-программный комплекс на базе ПК для защиты от кратковременных провалов напряжения, который позволяет прогнозировать возникновение данного вида помех в сети питания и методика его применения.

1. Арутюнов В.О. Электрические измерительные приборы и измерения. -M.-JL: Госэнергоиздат, 1958.

2. Ахундов С.Ф., Жидомирова Е.М., В.А Каширин. Анализатор помех. // Приборы и системы управления. 1971. - № 1. - С. 31-33.

3. Беляев Ю.К. Предельные теоремы для редеющих потоков. // Теория вероятностей и её применения. 1963. - Т.8, № 2. - С. 18-23.

4. Бендат Д., Пирсол И. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974.

5. Бердичевский Б.Е. Вопросы обеспечения надежности РЭА при разработке. М.: Сов. радио, 1977.

6. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов. — М.: Мир, 1989.-448 с.

7. Бодин Н.А. Оценка параметров распределений по группированным выборкам. Л.: Наука, 1970. - с.110-154.

8. Болыпев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1965.-464 с.

9. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.: Наука, 1967. - 608 с.

10. Будянский А.Я. Классификация помех по качественным признакам // Помехи в цифровой технике-71: Сб. Вильнюс, 1971. - С. 61-62.

11. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964. - 576 с.

12. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Сов. радио, 1972. - 552 с.

13. Гольденберг Л.М., Левчук Ю.П., Поляк М.Н. Цифровые фильтры. М.: Связь, 1974.-160 с.

14. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник. М.: Радио и связь, 1985. - 312 с.

15. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость техническихсредств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в150системах электроснабжения общего назначения.

16. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

17. ГОСТ Р 50628-2000. Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость машин электронных вычислительных персональных к электромагнитным помехам. Требования и методы испытаний.

18. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: ГИФМП, 1962. - 1100 с.

19. Григелионис Б.И. О сходимости ступенчатых случайных процессов к пуассоновскому // Теория вероятностей и её применения, 1963. Т.8, № 2. — С. 42-50.

20. Авт. свид. № 278268. Цифровой вольтметр переменного тока / Губарь В.И., Туз Ю.М., Циделко В. Д., Серпилин K.JL, Гапченко J1.M, опубл. 1970, Бюлл. изобретений № 26.

21. Гурвич И.С. Защита электронных вычислительных машин от внешних помех. М; Энергия, 1986. - 160 с.

22. Гурвич И.С. Об электромагнитной совместимости средств вычислительной техники и внешней среды // Качество и надежность, М.: ЦНИИТЭИ приборостроения, 1978. (ТС-1 «Обмен передовым опытом в приборостроении» Вып. 2).

23. Гурвич И.С., Корнеев Б.А., Самуйтис В.П. Комплект аппаратуры для измерения помехозащищенности цифровых устройств. // Приборы и системы управления. 1977. - № 1. - С. 26-31.

24. Давиденко К.Я., Левин А.А., Шенброт И.И. Децентрализованные системы управления технологическими процессами. // Измерения, контроль, автоматизация. 1979. - №2.

25. Демидович Б.П., Мерон И.А. Основы вычислительной математики. — М.: Наука, 1970. 664 с.

26. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных / Пер. с англ. под ред. Э.Н. Лецкого. М.: Мир, 1980.-610 с.

27. Долинский Е.Ф. Обработка результатов измерений. М.: Изд-во стандартов, 1973.

28. Дрейрер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Статистика, 1973.-312 с.

29. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. М.: Энергия, 1977.30. Ёсикадзу Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство / Под редакцией Ёсифуми Амэмия. М.: Издательский дом «Додэка XXI» 2002. - 255 с.

30. Жидомирова Е.М. Исследование помех в информационных каналах и сетях питания АСУТП. // Качество и надежность. М.: ЦНИИТЭИ приборостроения, 1978. - С. 30-35. - (TC-I «Обмен передовым опытом в приборостроении», Вып. 2).

31. Зиновьев А.Л. Введение в теорию сигналов и цепей. М.: Высшая школа, 1975.-261 с.

32. Измерение помех и определение помехоустойчивости элементов и устройств систем управления. (Методические материалы). М: Институт проблем управления, 1978. - 86 с.

33. Патент США № 688441, НКИ 324/77А. Измеритель вероятности распределения амплитуд.

34. Иордан Г.Г., Курносов Н.М., Козлов Н.Г., Певзнер В.В. Микропроцессорноераспределенное управление новый принцип структурной организации1Уг

35. АСУ ТП. // Приборы и системы управления. 1980 — №1.

36. Каган Б.М., Воителев А.И., Лукьянов Л.М. Системы связи УВМ с объектом управления в АСУ ТП. — М.: «Советское радио», 1978. — 303 с.

37. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем / Пер, с англ. под ред. И.А. Ушакова. М.: Мир, 1980. - 604 с.

38. Карпюк В. Б., Казачок А. Г. Основы информационно-измерительной техники. Новосибирск: НЭТИ, 1975.

39. Кендал М., Стьюарт А. Теория распределений. М.: Наука, 1966. - 587 с.

40. Обоснование требований к помехоустойчивости элементов и узлов ЭВА. / Кирюхин Ю.Г. // Тезисы докладов к областному семинару«Автоматизация конструкторского проектирования РЭА и ЭВА» (4-5 октября). Пенза,1982. С.64-65.

41. Кирюхин Ю.Г., Печерский А.В., Власов В.П. Анализатор импульсных помех в сети питания // Информ. листок № 204-83. Пензенский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды. - 1983. - 4 с.

42. Кирюхин Ю.Г., Комаров В.И. ,Печерский А.В., Сапожков К.А.

43. Аппаратурный метод анализа помех в сети питания ЭВМ АСУТП.:

44. Производственно-технический сб. «Организация производства,прогрессивная технология в приборостроении». 1983. - № 10. - С. 47-48.153

45. Князев А.Д. Элементы теории и практики обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. М.: Радио и связь, 1984. — 336 с.

46. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1968. - 720 с.

47. Коршунов Ю.М., Бобиков А.И. Цифровые сглаживающие и преобразующие системы. М.: Энергия, 1969. - 128 с.

48. Котельников В.А. Теории потенциальной помехоустойчивости. М.: Госэнергоиздат, 1956.

49. Котюк А.Ф., Ольшевский В.В., Цветков Э.И., Методы и аппаратура для анализа характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1967. - 240 с.

50. Крамер Г. Математические основы статистики. М.: Мир, 1975. - 648 с.

51. Кудряшова Ж.Ф., Рабинович С.Г. Методы обработки результатов наблюдений при косвенных измерениях. // Методы обработки результатов наблюдений при измерениях (Тр. метрологических институтов СССР). JL: ВНИИМ им. Д.И.Менделеева. - 1975. - вып. 172(234)

52. Куллдорф Г. Введение в теорию оценивания по группированным и частично-группированным выборкам. М.: Наука, 1966. - 176 с.

53. Курочкин С.С. Многомерные статистические анализаторы. М.: Атомиздат, 1968.-443 с.

54. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и. основы математикостатистической теории обработки наблюдений. М.: ГИФМЛ, 1962. - 549 с.

55. МИ 1317-86 ГСИ. Результаты и характеристики погрешности измерений.

56. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1967. - 432 с.

57. А.с. по заявке А 515072. Устройство для определения среднего значения амплитуды импульсов / Мирский Г.Я., Фукалов В.А.

58. Михайлов Е.В. Помехозащищенность информационно-измерительных систем, -М.: Энергия, 1975.

59. Надежность и эффективность АСУ / Под редакцией Ю.Г. Заренина. -Киев: Техника, 1975. 286 с.

60. Наумов Ю.Е., Аваев Н.А., Безрековский М.А. Помехоустойчивость устройств на интегральных логических схемах. — М.: Сов. радио, 1975. — 215 с.

61. Невдяев Л. Теория и практика цифровой обработки сигналов (по материалам международной конференции DSPA'98) // Сети. 1998. - № 7-8.

62. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. -М.: Энергия, 1968.

63. Нуссбаумер Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления свертки. М.: Радио и связь, 1985. - 248 с.

64. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. Киев: Высшая школа, 1976. - 432 с.

65. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы аналоговые и цифровые. Киев: Высшая школа, 1973.

66. Орнатский П.П., Скрипник Ю.А., Туз Ю.М. Развитие структур измерительных устройств : Сб. Информационно-измерительные системы. Киев: Высшая школа, 1973.

67. Орнатский П.П., Шляндин В.М., Рыжевский А.Г. Об основных терминах и определениях в цифровой измерительной технике // Приборы и системы управления, 1972. № 4.

68. Песоцкий В.М., Кузнецов В.Н. Оценка влияния импульсных помех на характеристики бессбойной работы технических средств АСУТП.: Научно-производственный сборник «Механизация и автоматизация управления». — Киев. -1979.-№3.

69. Песоцкий В.М. Об одном подходе к количественному описанию и оценке помехоустойчивости АСУТП и их компонентов. Техническая диагностика, эксплуатация управляющих и вычислительных машин. Киев, 1980.

70. Песоцкий В.М. Аппаратурное обеспечение исследований помехоустойчивости АСУТП // Качество и надежность. М.: ЦНИИТЭИ приборостроения. - 1978. - (ТС-1 «Обмен передовым опытом в приборостроении», Вып. 2).

71. Помехи в цифровой технике 71.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. - Вильнюс, 1971.

72. Помехи в цифровой технике / Отв.ред. И.С. Гурвич. Вильнюс: Республиканский институт научно-технической информации, и пропаганды, 1969. - 256 с.

73. ГОСТ Р 50.1.033-2001. Рекомендации по стандартизации. Прикладная статистика. Правила проверки согласия опытного распределения с теоретическим.

74. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978. - 262 с.

75. Рао С. Линейные статистические методы и их применение. М.: Наука, 1968.-547 с.

76. РТМ 2593-72. Рекомендации по защите средств цифровой вычислительнойтехники от помех из сети питания переменного тока.-М.:МПСА и СУ.-40 с.156

77. Сверхбольшие интегральные схемы и современная обработка сигналов / Под ред. С. Гуна, X. Уайтхауса, Т.Кайлата. М.: Радио и связь, 1989. — 472 с.

78. Секунов Н. Обработка звука на PC. СПб.: БВХ-Петербург, 2001. - 1248 с.

79. Семеняк А.Ю., Сарнисов A.M., Гутник Б.И. Регистратор импульсных помех // Приборы и системы управления. 1979. - № 10. - 14-15 с.

80. Системы управления промышленными роботами и манипуляторами.: Учебное пособие / Отв. ред. проф. Е.И. Юревич. JL, 1980. - 282с.

81. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. — М.: Наука, 1969.-511 с.

82. Солодов Ю.С. Помехозащищенность измерительных цепей систем обегающего контроля // Измерительная техника 1965. -№11.

83. Стандарт МЭК. Организация связей между устройствами числового программного управления (УЧПУ) и производственными машинами. Публикация 550. Издание первое. - 1977. - 28 с.

84. Статистические методы в экспериментальной физике / Пер. с англ. под ред. А.А. Тяпкина. М.: Атомиздат, 1976. - 335 с.

85. Травкин С.А. и др. К вопросу защиты цепей питания от внешних помех // Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая. вып.7. - 1978. — С. 31-38.

86. Туз Ю.М. Структурные методы повышения точности измерительных приборов. Киев: Высшая школа, 1976.

87. Туз Ю.М., Серпилин K.JL, Гапченко JI.M. Электронные вольтметры переменного тока. Киев: Техника, 1970.

88. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир, 1973.-957 с.

89. Цифровая обработка сигналов и ее применения // 1-я Международная Конференция. 30 июня — 3 июля 1998 г.: Доклады. М.: МЦНТИ. - Т.1-Т.7. - 1998.

90. Чуев Ю.В., Спехова Г.П. Технические задачи исследования операций. М.: Сов. радио, 1971. - 244 с.

91. Шляндин В.М. Цифровые измерительные приборы и преобразователи. М.: Высшая школа, 1973.

92. Шрамков Е.Г. и др. О структуре и некоторых основных характеристиках современных электроизмерительных устройств // Электричество. 1962. -№8.

93. Щубинский И.Б., Пивень Е.Н. Расчет надежности ЭВМ. К.: Техника, 1979.-231 с.

94. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1968. - 344 с.

95. Abraham, В., & Ledolter, J. (1983). Statistical methods for forecasting. N. Y.: Wiley.

96. Bails, D. G., & Peppers, L. C. (1982). Business fluctuations: Forecasting techniques and applications. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.

97. Blackman, R. В., & Tukey, J. (1958). The measurement of power spectral from the point of view of communication engineering. New York: Dover.

98. Box, G. E. P., & Jenkins, G. M. (1970). Time series analysis. San Francisco: Holden Day.

99. Box, G. E. P., & Jenkins, G. M. (1976). Time series analysis: Forecasting and control. San Francisco: Holden-Day.

100. Brigham, E. O. (1974). The fast Fourier transform. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.

101. Hoff, J. С. (1983). A practical guide to Box-Jenkins forecasting. London: Lifetime Learning Publications.

102. Makridakis, S. G., Wheelwright, S. C., & McGee, V. E. (1983). Forecasting: Methods and applications (2nd ed.). New York: Wiley.

103. Montgomery, D. C., Johnson, L. A., & Gardiner, J. S. (1990). Forecasting and time series analysis (2nd ed.). New York: McGraw-Hill.

104. Pankratz, A. (1983). Forecasting with univariate Box-Jenkins models: Concepts and cases. New York: Wiley.

105. Юрин С.Ю. Аппаратно-программный комплекс зашиты от помех по сетям электропитания // Всероссийская научно-техническая конференция «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов»: Сборник статей. Пенза. - 2003. - С. 73-74.

106. Юрин С.Ю. Аппаратно-программный комплекс для измерения параметров импульсных сетевых помех // Международный симпозиум «Надежность и качество»: Сборник трудов. Пенза. - 2003. - С. 472-473.

107. JI.P. Фионова, С.Ю. Юрин. Аппаратно — программный комплекс защиты от провалов напряжения в сетях электропитания // Информационный листок № 54-410-03. Пензенский ЦНТИ. - 2003. - 4 с.

108. JI.P. Фионова, С.Ю. Юрин. Аппаратно программный комплекс для измерения параметров импульсных сетевых помех // Информационный листок № 54-414-03. - Пензенский ЦНТИ. - 2003. - 4 с.

109. JI.P. Фионова, С.Ю. Юрин. Программа оптимизации средств защиты от помех в сетях электропитания // Информационный листок № 54-412-03. — Пензенский ЦНТИ,. 2003. - 4 с.