автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Модели и алгоритмы разработки знакосинтезирующих автоматов для документирования информации в рельефно-точечной форме

кандидата технических наук
Онуфриева, Татьяна Александровна
город
Москва
год
2011
специальность ВАК РФ
05.13.05
цена
450 рублей
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Модели и алгоритмы разработки знакосинтезирующих автоматов для документирования информации в рельефно-точечной форме»

Автореферат диссертации по теме "Модели и алгоритмы разработки знакосинтезирующих автоматов для документирования информации в рельефно-точечной форме"

На правах рукописи

Онуфриева Татьяна Александровна

Модели и алгоритмы разработки знакосинтезирующих автоматов для документирования информации в рельефно-точечной форме

Специальность: 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и

систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2011

4852583

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана.

Научный руководитель: Мазин Анатолий Викторович,

кандидат технических наук, доцент

Официальные оппоненты: Красовский Александр Борисович,

доктор технических наук, профессор Филимонков Андрей Александрович, кандидат технических наук

Ведущая организация: ОАО Калужский научно-

исследовательский институт телемеханических устройств

30

Защита диссертации состоится « Ж м 2011 г. в v ' часов на заседании диссертационного Совета Д 212.141.02 при Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана, по адресу 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э. Баумана

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета университета.

Автореферат разослан «» ФУ 2011 г.

Ученый секретарь Л

диссертационного Совета ^М/Ф-- ~к.т.н., доц. Муратов Нл5.

Обшаи характеристика работы

Актуальность проблемы. Неотъемлемой частью современной системы управления шляется аппаратура документального обмена информацией по различным каналам связи, уществует большое разнообразие форм документирования информации на различных юсителях.

Особую актуальность приобретает представление документированной информации случаях, когда отсутствует возможность ее визуального восприятия что, как правило, фоисходит у людей с ограниченными возможностями по зрению.

В таких случаях наиболее распространенным способом представления окументированной информации является рельефно-точечная печать, при которой съем нформации осуществляется тактильным способом. Наибольшее распространение в жровой практике получила система письма Брайля. На сегодняшний день эта система вляется наиболее совершенной, т.к. за 180 лет существования ни одна попытка ее овершенствования не увенчалась успехом.

Технические средства, обеспечивающие документирование информации в ельефно-точечной форме шрифта Брайля относятся к научно-техническому тправлению - тифлотехника.

Это направление развивалось как за рубежом, так и у нас в стране, дним из ведущих предприятий России, занимающихся проблемой создания ифлоинформационной техники, является Калужский НИИ телемеханических устройств. 1аибольший вклад в развитие этого направления был внесен отечественными учеными: ухаревым А.Д., Гришиным Ю.К., Шабановым А.К., Коноваловой М.П., Соловьевым i-Г. и зарубежными учеными: Koehler В., Reder Н.

Был проведен сравнительный анализ характеристик, принципов функционирования, труктур существующих тифлотехнических средств. Устройства характеризуются ысокой сложностью изготовления, требующей настройки, подготовки к печати и начителыюго количества профилактических работ.

Анализ патентных источников и исследование зарубежных аналогов показало:

• При изготовлении зарубежных аналогов используется высокоточная оснастка для зготовления элементов и узлов точной механики, что значительно увеличивает тоимость устройства.

• При печати символа требуется высокая точность позиционирования печатающего зла, для обеспечения которой необходимы дополнительные регулировки перед началом ечати.

• При длительной эксплуатации в течение дня происходит накопление ошибки озициопирования, что приводит к некачественному восприятию информации, ребовапия по надежности ЗСА для документирования информации выдвигаются на ервый план, т.к. эти устройства эксплуатируются людьми с ограниченными озможностями по зрению.

Отсюда следует, что необходимо решить актуальную научно-техническую задачу по роектированию и изготовлению социально-важного устройства для документирования нформации в рельефно-точечной форме, исключающего перечисленные выше едостатки.

Цель - исследование и обеспечение рациональных эксплуатационных и надежностных показателей при проектировании систем управления знакосинтезируюших автоматов (ЗСА), сопрягаемых с ПЭВМ и обеспечивающих документирование информации в рельефно-точечной форме в шрифте Брайля на стандартных листах специальной бумаги.

Научная задача состоит в разработке моделей, методик и алгоритмов, обеспечивающих надежность и контроль функционирования элементов и устройств системы управления ЗСА.

В рамках решения указанной задачи в диссертации:

1. Исследованы и определены рациональные параметры рельефообразующей поверхности элементов документируемых символов.

2. Разработан алгоритм функционирования исполнительного механизма для формирования символов.

3. Исследованы методы построения моделей отказа.

4. Разработаны и реализованы методы построения параметрических моделей ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

5. Разработана методика прогнозирования показателей надежности ЗСА с учетом параметров исполнительных устройств.

6. Проведены экспериментальные исследования и испытания.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в данной работе использовался математический аппарат теории множеств, теории графов, теории вероятностей и математической статистики, теории массового обслуживания и статистического моделирования на ЭВМ.

Научная новизна:

1.Сформированы и обоснованы критерии выбора определяющих параметров ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

2.Впервые предложен и исследован метод построения параметрических моделей ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

3.Впервые исследованы и предложены методы выбора рациональной рельефообразующей поверхности элементов символов.

4.Разработаны методики, позволяющие проверить адекватность предложенных моделей.

Практическая новизна:

1.Разработаны модели, алгоритмы и методики расчета и проектирования ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

2.Разработаны структурные и структурно-электрические схемы и схемные решения, повышающие достоверность и надежность доведения информации до потребителя и обеспечивающие создание социально значимой тифлотехники.

3. На основе результатов диссертационной работы созданы принципиально новые технические решения ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

4. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение для исследования надежности и прогнозирования состояния элементов и системы управления ЗСА.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Новый алгоритм печати, позволяющий упростить структуру исполнительного

устройства за счет жесткого закрепления пуансонно-матричных элементов и

позиционирования электромагнита.

2. Новая методика принципов функционирования системы управления ЗСА.

3. Метод построения параметрических моделей ЗСА для документирования

информации в рельефно-точечной форме.

4. Методика проверки адекватности предложенных моделей.

5. Методика прогнозирования состояния элементов и системы управления ЗСА.

Материалы диссертации соответствуют 1 и 4 пунктам паспортам специальности

05.13.05.

Внедрение результатов работы:

- Акт внедрения в ФГУГТ «Калужский НИИ телемеханических устройств» (ФГУП «КНИИТМУ»),

- Акт внедрения в Калужской областной специальной библиотеке для слепых им. Н.Островского.

-Акт внедрения в специализированной школе-интернате г. Мещовск.

- Акт внедрения в учебный процесс КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана в курсе «Организация ЭВМ и систем».

Апробация работы. Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено:

1) на VII всероссийской научно-технической конференции «Новые информационные технологии в системах связи и управления» 2008 г. ФГУП КНИИТМУ (Калуга 2008 г.,);

2) на VIII и IX всероссийской научно-технической конференции «Новые информационные технологии в системах связи и управления» ФГУП КНИИТМУ (Калуга 2009 г., Калуга 2010 г.);

3) на семинарах и заседаниях кафедры «Компьютерные системы и сети» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, отражающих основные результаты работы, в том числе 2 работы в журналах, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 113 наименований и приложений. Работа содержит 169 страниц машинописного текста содержательной части, 33 рисунка, 21 таблицу и 6 страниц библиографии.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность научной задачи, сформулированы цель и задачи диссертационного исследования, основные положения, выносимые на защиту. Показана новизна исследований, проведенных автором, их практическая ценность, приведена структура диссертации.

В первой главе выполнен обзор устройств, предназначенных для печати шрифтом Брайля и проведен сравнительный анализ их характеристик, принципов функционирования, структур. Рассмотрены требования ГОСТ для тифлопечати.

Практика построения знакосинтезирующих автоматов для документирования информации в рельефно точечной форме показывает, что существующий стандарт не в полной мере учитывает особенности формирования элементов символа на носителях с различной плотностью.

По результатам исследований произведен выбор рациональной формы поверхности элемента символа в виде шарового сегмента, обеспечивающий исключение появления тактильных помех за счет плавности переходов в котурах сопряжения; величину деформации бумажного носителя в соответствии с требованиями нормативных документов; исключение прорыва бумажного носителя; относительную простоту изготовления.

Высота деформируемого участка носителя при заданных требованиях рассчитывается по следующей формуле:

где а - высота деформируемого участка носителя (шрифта); Л- радиус пуансона; /г- ширина шрифта В зависимости от исходных данных, используя выражение (1) можно получить необходимые данные для дальнейшей разработки устройства

Проведенные статистические исследования по восприятию рельефных форм людьми с ограниченными возможностями по зрению позволили уточнить и подтвердить правильность решения (рис. 1).

Рис. 1. - Форма поверхности шарового сегмента

В результате экспериментов и расчетов была разработана конструкция пуансона и матрицы (рис.2) и пуансонно-матричного блока для односторонней печати (рис.3), которые позволяют сформировать рельефную точку с требуемыми параметрами.

Исследование стандартных способов печати и алгоритмов, позволили предложить новый алгоритм печати рельефно-точечного шрифта Брайля, основанный на ударном способе печати и модифицированной баллистической технологии, позволяющей упростить структуру исполнительного устройства за счет жесткого закрепления пуансонно-матричного блока и позиционирования электромагнита. Обобщенный алгоритм печати представлен в виде блок-схемы на рисунке 5. Алгоритм характеризуется поэлементно-построчным формированием шрифта Брайля на носителе данных. При этом строка символов печатается за три горизонтальных рабочих хода электромагнита, как в прямом, так и в обратном направлении. На рис. 4 представлена схема расположения элементов символа шрифта Брайля в строке с указанием расстояний между элементами символов в шагах (ш).

(1)

,0 1.8|

Матрица

сфера Р1.12*'

Пуансон

Рис. 2. Конструкция пуансона и матрицы

бумага

8 - ширина символа т - шаг печати

электромагнит

Рис. 3.- Пуансонно-матричный блок для односторонней печати

„ 16ш. ГСш

гп

• • • •

1-ая строка

2-ая строка

Рис. 4 - схема расположения элементов символа шрифта Брайля Для управления исполнительным механизмом разработана обобщенная структура функционально замкнутого контура управления, которая взята за основу при разработке новой ЗСА. Структурная схема принтера Брайля, включенного в замкнутый контур управления, приведена на рисунке 6.

Рис.5.- Алгоритм печати строки.

Для обеспечение качества печати и надежности знакосинтезирующей аппаратуры, исследованы характеристики исполнительного механизма.

Исполнительное устройство составляет значительную часть общего объема механизмов аппарата и требует высокой точности изготовления и регулировки. Основу исполнительного механизма (узла печати) составляет знакопечатаюшая головка, представляющая собой линейку пуансонов (игл), имеющих ширину печати, соответствующую 80 символам. Для расчета количества пуансонов, расположенных на одной линейке, необходимо учесть: размер знакоместа по горизонтали: отношение 5

ширины зоны печати к числу символов в строке; размер знакоместа по вертикали:

Рис. 6- Структурная схема принтера Брайля.

Применение двух эле ктро магнита в, совершающих укороченный цикл движения на половину длины строки приводит к уменьшению времени выполнения служебных операций, в два раза уменьшается время возврата каретки шаговым двигателем. Рациональные методы конструирования позволяют повысить среднюю производительность печатной головки, уменьшить массогабаритные характеристики устройства. В основу печати символов положено условие выполнения контура символа, в котором расстояния между линиями центров точек по горизонтали и вертикали различно и определяется требованиями ГОСТ. Важной характеристикой является расстояние между решетками соседних знаков, которое выражается определенным количеством шагов по горизонтали. Для правильного формирования матрицы символов предложена методика расчета рациональных параметров печати: процессов перевода каретки и перевода строки.

Показан пример расчета параметров перевода каретки: номинальная приемистость шагового двигателя - не менее чем 600 шаг/с; рабочая частота 500 Гц; количество знаков в строке - 38; расчет на работу при частоте 500 ш/с.

Линейное перемещение каретки на 1 шаг шагового двигателя составляет:

ST..11 3.UU-6.684-1.84 -

е = —--:-= 0.21мм, (2)

ISO L80 ' '

где гд - радиус шкива; п- угловой шаг.

Диаметр шкива рассчитывается по формуле:

J, = 13.37мм. (3)

Количество шагов на знак, равный 2.5 мм, составляет 12 (т.к. 0.2116 * 12 = 2.539). Количество шагов на интервал, равный 6 мм, составляет 28 (т.к. 0.2116 • 28 = 5.925). Количество шагов 1/2 строки равно 28* 18+ 12 = 516.

От датчика 28 шагов - Разгон - Торможение. Время отработки одного шага составляет 1/500 = 2 мсек. Время отработки строки 516 • 2 = 1032 мсек, т.е. приблизительно 18 (1/3 знака)/сек или приблизительно 6 знаков/сек (затри прохода без учета разгонов и торможений).

При печати на носителе остается знак в виде выпуклостей, необходимо обеспечить такой характер рельефа, чтобы прорыва не произошло и имелась возможность для разработке принтера необходимо найти такую оптимальную величину энергии удара, чтобы прорыва носителя не произошло и характер рельефа обеспечивал максимальную достоверность для тактильного восприятия.

Таким образом, необходимо определить величину ударного импульса Р(е,м>) и оптимальную величину кинетической энергии (№ор1), где е - величина остаточной деформации. Пуансон 1 массой т, имея кинетическую энергию \У, бьет по матрице 2 через бумагу 4 (рис. 7). В системе возникают затухающие колебания. Учитывая небольшие размеры площади контакта по сравнению с общей поверхностью соударяющихся тел, для эквивалентной системы, уравнение малых упругих колебаний в комплексном виде имеет следующий вид:

Л t . t FCl)

- f - м = —-

аг у* г

F(t) = ^ (lJut - Г'*" ),

1С,

ш = I— гк

С„ = -

с„ ■ с«

(4)

(5)

(6)

tiCCw+Q) '

где f = у + joiy - комплексная величина скорости системы; со- угловая частота колебаний; j- момент инерции; С„ -динамическая жесткость системы; С„ -динамическая жесткость бумага-матрица; / - длина системы; F(t) - внешнее воздействие на систему; <it — угловая скорость; F - амплитуда силы сжатия; п - толщина листа.

Рис. 7. - Определение оптимальной энергии удара В результате экспериментов была получена зависимость энергии \У от остаточной деформации е. График зависимости показан на рис.8.

\\'=;УПШ1, + Кт%. (7)

где \Vmin | - начальная потенциальная энергия на ¡-ом участке характеристики; б,^ -статочная деформация на (¡-])-ом участке; К„, - коэффициент восстановления. Этот оэффициент зависит от скорости и размеров соударяющихся тел и может быть получен олько экспериментально.

График соотношения оптимальной энергии печати и остаточной деформации на юсителях различной плотности приведен в на рис.8.

ис. 8 - Соотношения оптимальной энергии печати и остаточной деформации

Во второй главе исследованы особенности построения моделей ЗСА, читывающие основные технические параметры, определяющие его качество.

Определены основные особенности научного аспекта проблемы надежности стройств ЗСА. Обоснован математический подход построения модели отражающей аботоспособность ЗСА. Исследованы различные модели отказов.

Процесс потери системой ЗСА работоспособности представлен в виде изменения лучайной функции Х(0 в п-мерном фазовом пространстве.

Фазовая траектория описана вектор-функцией Х(0 с составляющими по осям оординат Х|(1), Х2(1:),...ХП(1) и начальными координатами системы (в момент времени I =

)х0,(о,х02а),...х0„а).

Границы множества определяются предельно допустимыми значениями параметров

I тах, Х2тах, — Хитах-

Предлагаемая модель надежности изделия, как эволюция системы во времени в азовом пространстве для оценки в общем виде показателей надежности использует юнятие функционала Ф.

Считается, что функционал Ф определен на процессе, если каждой траектории (I) ставится в соответствие некоторое число Ф [Х(0]. Это число характеризует роль аанной траектории в потере изделием работоспособности. Показатель надежности ф пределяется как математическое ожидание этого функционала, т.е. ф = М{Ф[Х(.0]}.

Если же функционал Ф принимать равным единице при нахождении траектории роцесса в области работоспособности и равным нулю, при попадании в область

отказов, то математическое ожидание данного функционала будет равно вероятности безотказной работы Р(1) в интервале [0; 0], т.е. <р = Р(1:).

Совокупность реализаций фазовой траектории случайного процесса Х(1) и анализ возможного характера протекания процесса во времени определит такую область в фазовом пространстве, в которую попадают все значения параметров за данный промежуток времени 1=Т. Если эта область является частью области работоспособности , то изделие будет устойчиво по отношению к отказам, так как вероятность его возникновения = 0. Это условие можно определить как любые значения параметров Хь Х2; ...; Хп, определяющие случайный вектор X в пределах

периода времени I = Т будут принадлежать множеству, которое является подмножеством области работоспособности

Основными особенностями научного аспекта проблемы надежности ЗСА являются:

• учет фактора времени эксплуатации, поскольку оценивается изменение начальных характеристик устройства в процессе ее эксплуатации;

• сочетание вероятностных методов с закономерностями физических процессов;

• прогнозирование возможного изменения состояния объекта при его использовании;

• установление связи надежности устройства и работоспособности.

Уравнение, описывающее случайный процесс изменения выходных параметров,

контролируемых через равные промежутки времени (интервалы наработки), запишется в виде: и=а + к • 1" , (10)

где II — текущее значение критериального параметра; а — начальное значение критериального параметра; к — показатель, характеризующий скорость изменения критериального параметра; п ■— показатель степени функции, аппроксимирующий процесс изменения критериального параметра^— текущее время наработки.

При и=итах наступает предельное состояние, которое определяет наработку изделия до отказа 1=Т. Эта наработка является функцией двух случайных аргументов а и

(И)

Начальное значение параметра а и показателя скорости к зависят от большого числа случайных факторов, поэтому во многих случаях они подчинены нормальному закону распределения с плотностями:

•¿2п<?а I 2о£

' 1 2 о* .

(13)

По этим исходным данным, используя теорию функций случайных аргументов, была определена функция распределения наработки до отказа

рст) = ф ^ -Фрт^], (И)

а

где а„ и ак — среднеквадратичные отклонения соответственно начального значения ритериального параметра и показателя, характеризующего скорость изменения этого араметра Без учета начальных значений критериального параметра, т.е. когда а = 0 и а, 0:

Р(Т) = 0.5- фРэа-1]. (15)

Формула получена выводом с использованием теории функций случайных ргументов при одном случайном параметре, распределенном по нормальному закону.

В третьей главе выполнен аналитический расчет надежности, который дает озможность определять ресурс по результатам испытаний деталей и элементов, что аиболее важно на стадии проектирования.

В качестве параметров, по которым осуществляется оценка надежности, обычно ыбираются обобщающие (определяющие) параметры — такие выходные параметры накосинтезирующих устройств, которые, во-первых, должны характеризовать ыполнение функций согласно целевому назначению устройства, и, во-вторых, должны бобщать данные о работоспособности устройства по каждому из выходных параметров единый критерий качества работоспособности. Чорядок обработки результатов исследования следующий: образцы устройств спытывались в нормальном режиме. Перед началом и в процессе испытаний через авные промежутки времени измерялись значения определяющих работоспособность араметров. Промежутки времени, точность измерений определяются скоростью роцесса изменения параметров и областью возможных значений этих параметров, беспечивающих требуемую достоверность оценки. По накопленным данным с 1ОМОЩЫО метода наименьших квадратов определялась функция, аппроксимирующая юведение параметров в процессе наработки. Экстраполяция полученных функций озволила прогнозировать выход значений параметров за допустимую область, а спользование моделей работоспособности, адекватных данным, полученным в езультате испытаний, прогнозировать показатели надежности. В диссертации ыполнены экспериментальные оценки работоспособности исполнительного устройства о функциональным параметрам (величина рабочего хода, величина хода якоря лектромагнита). По результатам экспериментов (представлены в таблицах 1,2)рассчитан фоцесс потери работоспособности устройства по определяющим параметрами пределена вероятность безотказной работы. Анализ графика позволяет определить орядок проведения регламентных работ, заключающийся в регулировке параметров.

диссертации выполнены экспериментальные оценки работоспособности сполнительного устройства с учетом различных параметров:

-Оценка работоспособности исполнительного устройства по функциональным траметрам. По результатам экспериментов рассчитан процесс потери аботоспособпости устройства по определяющим параметрам и определена вероятность езотказной работы по предложенной модели. Используя полученные в результате ^следовании конкретные значения параметров, можно получить зависимости.

определяющие процесс потери работоспособности устройства.

- по выходному параметру — вылет стержней из направляющей: и=а-к I "=0.5974-0.0307*4 [мм], (16)

- по степени повреждения - величина смятия головки опорного винта, приведенная к концу якоря (ход конца якоря электромагнита):

и=а+к 1П=0.6251-0.0347^°32 [мм]. (17)

Прогнозирующий расчет вероятности безотказной работы по каждому из этих параметров в отдельности произведен по функции распределения по модели отказа:

Р(Г) = Ф

ктп-в

-•[-а

(18)

где ст а ,<т к- среднеквадратичное отклонение значения начального параметра и значения скорости изменения параметра. Анализ графика временной зависимости вероятности безотказной работы(рис.9) позволяет определить порядок проведения регламентных работ. После регулировки изменение вероятности происходит по пунктирной линии. Также были выполнены расчеты вероятности безотказной работы по энергетическому криггерию(энергия удара, величина хода пуансона) в зависимости от наработки (износ пуансона), от конструктивных особенностей деталей(материал деталей). _

В2-0,375мм . В1 -0.297мм

Рис. 9- График временной зависимости вероятности безотказной работы По результатам исследований и испытаний определяющие параметры и их предельные значения представлены в таблице 1.

Таблица!. Определяющие параметры исполнительного устройства

Основные функции

Определяющие параметры

Критерии отказов (предельных состояний)

Преобразование ектрической комбинации, ступающей на вход, пространственную.

Соответствие комбинации дешифрированного для печати символа электрической комбинации, поступающей на вход печатающего устройства.

Несоответствие отпечатанного символа поступившей на вход печатающего устройства кодовой комбинации.

Печатание символа

Качество печати(величина энергии удара, силы и времени соударения и др.)

Недопустимое ухудшение качества печати (Р=0.2838н,Е=3629эрг,1 ш-2мсек, ширина символа-2.5мм)

Продвижение каретки вдоль оки

Величина шага печати

Недопустимое изменение шага печати (12ш)

Перевод строки

Величина межстрочного интервала

Недопустимое изменение величины межстрочного интервала (16ш)

Рельефообразование символов

Качество отпечатка(величина зазора между пуансоном и матрицей)

Недопустимое ухудшение качества, прорыв носителя (U= 0.04мм)

Продвижение носителя

Величина шага перевода каретки

Недопустимое изменение шага (32ш)

Применение методов прогнозирования надежности устройств дает большой ономический эффект, т.к. еще на стадии проектирования будет возможен выбор птимального конструктивного решения, сократятся затраты времени и средств на ительные и трудоемкие испытания, а также станет возможным более рациональное спользование потенциальной долговечности устройства за счет рационального остроения системы, ее ремонта и технического обслуживания.

При совместном действии постепенных Рп (0 и внезапных отказов Р„ (I) значение ероятности безотказной работы может быть определено по теореме умножения ероятностей: Р(1)=Р„ (0 ■ Рв(1) (19)

Если постепенные отказы подчиняются нормальному закону распределения, а незапные - экспоненциальному, формула модели работоспособности изделия примет ид:

Я'(т"-Тп)

Р(Т) = пг^ U - ф

i^^sl 1 _ >т, (20)

_,. Ф j. ехр _ XT'

где: /=7,2...т - количество определяющих параметров, X - интенсивность внезапных отказов, начальный период работы изделия основное влияние на P(t) оказывают внезапные тказы. а затем все большее значение приобретают постепенные отказы.

Для проверки адекватности модели проведены следующие исследования. Статистическая обработка результатов испытаний исполнительного устройства показала, что закон распределения показателя, характеризующего скорость изменения определяющего параметра (зазор между пуансоном и матрицей- а), аппроксимируется распределением Вейбулла с коэффициентом формы, равным двум, т.е. законом Релея. В случае при степенной зависимости процесса потери работоспособности

I/= <!+*• Г", (21)

При плотностях распределения начального значения параметра и показателя, характеризующего скорость его изменения соответственно:

.ехрГ-ЦгЭ!], (22)

' У2я-о-„ I 2(7Д J

/(АО = 2А0 • к ■ ехр[-Л0 ■ к2!

Функция распределения наработки на отказ до отказа, определенная с помощью математического аппарата теории случайных аргументов [31], будет иметь вид:

'(т) " •Г т^тд [ф 1—^---т^ШЛ)+

\<гаЧ/Г:п+2Дс. сЦ\ (23)

Было выполнено прогнозирования вероятности безотказной работы по двум моделям, результаты представлены в таблице 2.

Таблица2 Прогнозирование вероятности безотказной работы

Кол. про к Т, ч Модель норм- Релея а Модель норм-норм(обобщенная) а

ы*ю6 =0,0146мм =0,005мм =0,0146мм =0,005мм

Р(Т) Р(Т) ИСТ) Р(Т) Р(Т) Р(Т) Р(Т) Р(Т)

48 1000 0 1 0 1 0,00 0,99 0,0000 0,9999

72 1500 0,00004 0,9999 0 1 0,01 0,98 0,0014 0,9986

144 3000 0,00760 0,9924 0,000 0,999 0,14 0,86 0,0430 0,9580

288 6000 0,13000 0,8700 0,021 0,979 0,34 0,66 0,2100 0,7900

576 1200 0,45400 0,5460 0,217 0,783 0,50 0,50 0,4000 0,6000

Анализ этих результатов показывает, полученные вероятности безотказной работы при малых ресурсах практически совпадают, при увеличении ресурсов они значительно отличаются. Сравнение результатов дает возможность определить критерии использования моделей.

1а ранних стадиях проектирования, когда статистические данные еще не накоплены, т.е. остоверно не определены законы распределения, проводить прогнозирование елесообразно только по обобщенной модели.

На стадии технического и рабочего проектирования, когда можно определить аконы распределения, прогнозирование надо вести по моделям отказов, оответсгвующим выявленным закономерностям.

Методика построения модели параметрической надежности состоит ледующих этапов:

.Исследования структуры узла, принципа действия и анализ зависимости выходного араметра узла от параметров деталей и элементов:

У\ =Р| (XI, х2„... х„, гьг2,... гт). (24)

.Исследования скорости изменения выходных параметров узла в зависимости от зменения аргументов модели функционирования, обусловленных процессами овреждений. у((I) =Р8; [х! (г), х2 (1), .. х „(г), г, (0,г2(0,... гт(г)]. (25) .Исследование вероятностных характеристик, входящих в деградационную траметрическую модель отказа. В общем виде модель может быть представлена

ыражением: [х, (I)..... Г [х „ (1)], Г г, [г, (1)],..^ 2т [ гт(1)]}=>^ [У1 (I)], (26)

де ^ [х(0] и ^ [г(0] - плотности вероятности соответственно параметров элементов и еталей, характеризующих режим и условия работы для наработки I.

В 1 ИС.ХОДН1.1Х

Й|ШМ«)ННЫК рядоя

-*-- Е»«мк ЛММММХ ИСКО^ДШ.'Й ХА проможу гоч» юй миформацми Общая мсилч»г*»> Д«ГрИД«11ИИ

птпп:

:1 гЛ Р Ь И р у «I» VI»»

Подго гонка до лнкон распри;«

т.

и'» I рации <и«*м

Рис.10- Алгоритм модели надежности.

Алгоритм состоит из алгоритма синтеза модели деградации(блоки 1-6) и алгоритма имитации испытаний и расчета показателей надежности(блоки 7-10). Испытания на снове деградационных моделей отказа позволяют: решать задачи надежности устройств ез проведения больших объемов натурных испытаний; исследовать процессы появления тказов и изменения свойств при эксплуатации; рассматривать последствия озникновения отказов; проводить выбор определяющих параметров и границы эксплуатационных допусков. При этом метод пе требует проведения исследования !ыборки изделий; можно ограничиться изучением единственного образца.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационной работы.

Обоснованы критерии выбора определяющих параметров ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме, позволяющие найти рациональные параметры при проектировании элементов и системы управления ЗСА

Разработан новый алгоритм печати, позволяющий упростить исполнительное устройство. Предложена методика построения параметрической модели ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме, учитывающая основные параметры системы управления и накопленные статистические данные. Предложена методика, позволяющая проверить адекватность модели.

Разработана методика прогнозирования состояния элементов и системы управления ЗСА.

Обоснованные критерии выбора определяющих параметров ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме, позволяют найти рациональные параметры при проектировании элементов и системы управления ЗСА. Методика оценки работоспособности исполнительных устройств по различным функциональным параметрам, позволяет определить техническое состояние устройств в период эксплуатации и порядок проведения регламентных работ.

Список публикаций т>о теме диссертации

¡.Гришин Ю.К., Онуфриева Т.А. Способ формирования рельефно-графического изображения на носителе данных устройствами для печати шрифтом Брайля. // Новые информационные технологии в системах связи и управления: Тез. докл. Всерос. конф. Калуга, 2008. С. 184-186.

2.Гришин Ю.К., Онуфриева Т.А. Вопросы построения устройств для документирования информации в рельефно-точечной форме. //Новые информационные технологии в системах связи и управления: Тез. докл. Всерос. конф. Калуга, 2008. С. 187-188. З.Онуфриева Т.А. Основные этапы построения моделей отказов разрабатываемой аппаратуры. // Новые информационные технологии в системах связи и управления: Тез. докл. Всерос. конф. Калуга, 2010. С. 446-449.

4.0нуфриева Т.А, Гришин Ю.К. Проблемы построения устройств документирования информации в рельефно-точечной форме. // Вопросы радиоэлектроники. 2010. Выпуск 4. С. 117-128.

5.Онуфриева Т.А. Некоторые вопросы расчета параметров устройств документирования информации в рельефно-точечной форме. //Новые информационные технологии в системах связи и управления: Тез. докл. Всерос. конф. Калуга, 2009. С. 302-305. б.Мазин A.B., Гришин Ю.К., Онуфриева Т.А. Вопросы обеспечения требований к параметрам технических систем по заданным показателям надежности. // Вопросы радиоэлектроники. 2010. Выпуск 4. С. 77-85.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Онуфриева, Татьяна Александровна

Введение.

1 Анализ и исследование параметров ЗСА.

1.1 Анализ ЗСА.

1.1.1 Обзор устройств, предназначенных для печати шрифтом Брайля.

1.1.2 Патентные исследования.

1.1.3 Особенности формирования символов с помощью шрифта Брайля.

1.1.4 Исследование и оптимизация рельефообразующей поверхности элементов символов.

1.2 Исследование основных параметрических факторов элементов ЗСА.

1.2.1 Разработка алгоритма реализации поэлементно-построчного синтеза рельефно-точечной информации.;.

1.2.2 Методика расчета механических параметров схемы \ управления исполнительными узлами.

1.3 Исследование закона изменения параметров ЗСА, влияющих на надежность.

1.3.1 Определение оптимальной энергии удара.

1.3.2 Определение оптимальной энергии печати.

1.3.3 Исследование характеристик электромагнита.

Выводы по главе 1.

2.1 Математический аппарат исследования характеристик.

2.1Построение моделей для задач исследования.

2.2 Обоснование математической основы.

2.3 Модели отказов.

2.4 Параметрическая модель ЗСА.

2.5 Обобщенная модель параметрического отказа.

2.6 Выбор основных показателей (определяющих параметров) для построения моделей работоспособности знакосинтезирующей аппарату.

Выводы по главе 2.

3 Результаты экспериментальных исследован.

3.1 Алгоритм выбора рационального параметра.

3.2 Оценка работоспособности исполнительного устройства по функциональным параметрам.

3.3 Изменение выходного параметра во.времени оценка работоспособности по энергетическому критерию)

3.4 Оценка работоспособности в зависимости от наработки.

3.5 Оценка работоспособности в зависимости от конструктивных особенностей исполнительного устройства.

3.6 Оценка'показателей надежности устройств на основе моделей работоспособности

3.7 Алгоритмы расчета элементов ЗСА.

Выводы по главе 3.

4 Применение методик и алгоритмов прогнозирования надежности.

4.1 Модель работоспособности для оценки надежности составных частей ЗСА.

4.2 Повышение точности прогнозирования показателей надежности.

4.3Прогнозирование показателей надежности с учетом изменения характера процесса потери работоспособности.

4.4 Методика прогнозирования надежности ЗСА.

Выводы по главе.

Введение 2011 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Онуфриева, Татьяна Александровна

Все наши чувства используются для связи с окружающим нас миром, потому что любое впечатление, которое мы получаем, дает нам часть информации относительно нашей среды. Однако большинство связей осуществляется с помощью звука или изображения. Оптический канал может нести самое большое количество информации. Миллионы нервов отправляют символы к нашему мозгу, так, чтобы приблизительно 15 изображений могли быть различимы в одну секунду. Если мы принимаем во внимание, сколько информации может быть в одном изображении, мы поймем, какой большой ввод информации мы получаем через наши глаза.

Акустический канал также хорош, потому что мы можем получить одновременно много шумов и сформировать их в "звуковую картину". Теоретически этот канал может передавать до 20 ООО информационных бит в секунду, но в действительности аналоговые сигналы, воспринимаемые нашими ушами, несут в наш мозг намного меньше информации.

Конечно, невербальная связь может быть также активирована через осязание, но это обычно играет меньшую роль в повседневной жизни. Однако эта схема изменяется, когда одно из наших чувств дефектно и должно быть заменено другими чувствами. Тогда люди должны читать слова по губам, разговаривать с помощью знаков, исследовать формы с помощью рук, или читать пальцами, как это делают слепые.

В настоящее время существует только, сравнительно небогатый выбор книг и несколько периодических изданий изготовленных шрифтом Брайля. Использование данного шрифта важно не только для приема информации (чтения). Очень важный фактор коммуникации - способность писать. Написание сообщений (писем и т.д.) для передачи информации другим людям -только один незначительный аспект. Это может сделать и слепой человек, использующий пишущую машинку. Намного более важный аспект - это возможность записывать примечания, адреса, заметки и т.д. для собственного использования. Слепые люди без знания шрифта Брайля сталкиваются с большими трудностями при необходимости, например, хранить номера телефонов и адреса друзей, записать, что они должны купить, сделать заметки для речи, написать статью и т.д.

В наши дни, когда положение культуры, образования и науки в России оставляет желать лучшего, определенно падает внимание и к письменности слепых. В России за последние полтора десятилетия количество незрячих, владеющих рельефно-точечной системой Луи Брайля, упало в пять-шесть раз. По этой причине не только катастрофически снижается уровень грамотности среди слепых, но, что самое опасное, большая часть инвалидов по зрению становятся полностью неграмотными, теряя доступ к значительным фондам книг, выпущенных в России рельефно-точечным шрифтом Брайля, а также к целому ряду материалов образовательного, общественно-политического и медицинского характера, включая предупредительные таблички и надписи на лекарствах.

В то же время рельефно-точечная система чтения и письма для незрячих остаётся одним из самых основных и важных средств общения и доступа к информации, которое в обозримом будущем не сможет заменить ничто другое. Только на основе системы Брайля как наиболее доступной и удобной для восприятия информации посредством осязания может строиться вся многоступенчатая система образования незрячих, а также многие важнейшие направления. реабилитации, интеграции и социализации инвалидов по зрению, включая трудоустройство, которое сегодня невозможно без овладения различными технологиями и методами информационного обеспечения (такими, как брайлевские дисплеи к компьютерам, текстовые телефоны, печатные издания и др.), не говоря уже о приобщении к сокровищам науки, литературы и искусства.

Брайль - это неотъемлемая часть всеобщей культуры. Его роль и место в реабилитации, интеграции и социализации незрячих людей прочно закреплена не только в российском, но и в международном законодательстве, в частности, в Конвенции ООН о правах инвалидов, под которой в 2008 году была поставлена подпись Президента Российской Федерации», из резолюции Участников научно-практической конференции «Брайль: история и современность». Москва, 12 марта 2009 г.

Исполнилось более 180 лет создания системы записи и кодирования текстовой информации для слепых и слабовидящих людей с помощью выпуклых точек. Эту систему разработал и впервые предложил шестнадцатилетний слепой юноша Луи Брайль (Louis Braille, 1809 - 1852 гг.) в 1825 году. В 1829 г. Л. Брайль опубликовал небольшой труд с изложением своей системы. Окончательно же его рельефно-точечный шрифт был закончен в 1837г.

Была придумана простая и удобная система из 6 рельефных точек, кодирующих буквы алфавита, цифры, знаки препинания и арифметических действий и даже ноты, которая используется и в наши дни. Всего в этой системе можно закодировать 64 символа (2 в 6 степени). Но для кодирования всей текстовой информации этого мало. И Брайль впервые ввел так называемые коды-переключатели (выражаясь современным языком, shift- и escape-коды). Наличие shift-кода перед знаком означает, что все последующие знаки надо читать определенным образом (например, как цифры, а не буквы) до тех пор, пока не встретится другой подобный знак. Escape-код действует только на один знак после такого кода. Такие системы кодирования с переключением получили в дальнейшем широкое распространение в компьютерной технике (например, принцип устройства языка HTML).

Расстояние между двумя точками Брайля составляет 2 - 2,5 мм, и для прочтения текста необходимо водить кончиками пальцев по выдавленным строчкам, читая с помощью осязания.

Позже предлагались другие системы выпуклого письма вместо системы Брайля, например, система Уильяма Муна (W.Moon, 1818-1894 гг.), который в 1847 разработал систему осязательного шрифта на основе латинского алфавита, упростив форму букв. Кроме того, делались многочисленные попытки модернизировать саму систему Брайля, однако все эти попытки были малоуспешны.

Ни одна сфера деятельности человека немыслима без его информационного взаимодействия с окружающей его средой. Природа наделила человека способностью многоканального восприятия информации об окружающем мире. На сегодня официальной наукой признаны пять информационных каналов поступления информации в мозг для обработки: зрительный, слуховой, осязательный, обонятельный и вкусовой.

В повседневной жизни человек редко задумывается над тем, как попадает к нему та или иная информация о среде обитания и жизнедеятельное! и и ее текущем состоянии. Все свои действия в определенные моменты времени он определяет на основе интегральной характеристики - результата обработки мозгом информации, поступившей по всем каналам. Но статистика распределения объемов информации по каналам поступления показывает: более 90 процентов всей информации человек получает по зрительному каналу [55]. Поэтому трудно представить в какое положение попадает человек, лишенный зрения.

Это обстоятельство меняет всю жизнь такого человека, резко влияет на его социальное положение, отводя ему, как правило, низшие ступеньки социальной лестницы. Несмотря на достижения современной науки, в полной мере скомпенсировать потерю человеком зрения она не может, пока нет таких средств ни природных, ни технических.

Но зависимость незрячего человека от окружающей среды, от зрячих людей настолько велика и тяжела, что даже частичная компенсация этой зависимости существенно облегчает жизнь. И если полная компенсация потерь, связанных с утратой зрения, невозможна, то во многих случаях жизнь незрячего человека можно облегчить, используя сохранившиеся информационные каналы. По быстродействию и пропускной способности эти каналы существенно слабее зрительного. Для формирования через них квазизрительного восприятия требуется больше времени, нужна соответствующая тренировка мозга. И, тем не менее, это реальный путь адаптации незрячего человека по многим процессам в отдельных сферах жизни.

Современные информационные технологии позволили создать достаточно эффективные комплексы технических средств, с помощью которых уже сейчас можно существенно облегчить незрячему человеку выполнение ряда бытовых и производственных операций [42,53]. Исключительно сложна для слепого человека задача получения текущей каждодневной информации и изучения современной профессиональной литературы из печатных источников. За последнее время, в связи с бурным развитием микропроцессорной техники, появилась возможность разработки Брайлевских дисплеев, Брай-левских принтеров, читающих машин. Выпускаемые сегодня Брайлевские дисплеи позволяют оперативно представлять информацию с плоскопечатных носителей в шрифте Брайля [59]. Разработанные читающие машины позволяют переводить текстовые файлы, полученные с плоскопечатного носителя, в речевую форму.

Настоящее время — это время глобальной информатизации общества и резкого увеличения числа путей получения человеком информации о состоянии внешнего мира. Широкое распространение 1п1егпе1;-технологий предоставляет каждому человеку возможность оперативного получения большого количества информации, отображаемой на экране компьютера. К сожалению, без специальных технических средств незрячему человеку этот путь получения информации недоступен. Поэтому все большую актуальность приобретает задача по созданию тифлотехнических средств, обеспечивающих доступ людей с ограниченными возможностями по зрению к информационным ресурсам.

Тифлотехника, отрасль приборостроения специального назначения, относящаяся к разработке технических средств для обучения, производственной подготовки, трудовой деятельности и культурно-бытового обслуживания слепых, слабовидящих и слепоглухих, а также для коррекции, развития, восстановления зрения.

При разработке терминальных устройств для тифлоинформационной техники необходимо создавать условия для быстрого и правильного восприятия тактильной информации людьми с ограниченными возможностями. Возникает необходимость документирования информации в рельефно-точечной форме.

Основополагающим документом, использованным при выполнении данной работы, является ГОСТ Р 50917-96 "Устройства, печатающие шрифтом Брайля". Данный стандарт регламентирует работу устройств, обеспечивающих печать шрифтом Брайля и предназначенных для документирования алфавитно-цифровой информации, выводимой из электронно-вычислительных машин.

Одним из таких средств является устройство, обеспечивающее документирование информации, записанной на электронных носителях, в рельефно' точечной, форме в кодах шрифта Брайля.

Несмотря на актуальность поставленной проблемы, количество печатных изданий, освещающих данную тему, на сегодняшний день очень мало.

Одним из ведущих предприятий России, занимающихся проблемой создания тифлоинформационной техники, является Калужский НИИ телемеханических устройств. В ходе выполнения данной работы был изучен и проанализирован целый ряд научных работ, созданных на базе этого предприятия:

• Кухарев А.Д., Коновалова М.П., Гришин Ю.К. "Новые принципы в тифло-технике для развития графической грамотности у людей с ограниченными возможностями по зрению", М. ГПНТБ России, 1998 г. В данном издании собраны материалы международной конференции, проходившей в г. Судак Автономной республики Крым в 1998 году; Кухарев А.Д., Шабанов А.К., Гришин Ю.К. "Новые подходы к обеспечению адаптации инвалидов по зрению в современную информационную среду". Данное издание представляет собой сборник тезисов докладов, прозвучавших на научно-практической конференции, посвященной дню Науки и проводившейся в г. Обнинск в 1999 г.;

• Кухарев А.Д., Гришин Ю.К. "Комплекс технических средств для реабилитации инвалидов с нарушенными функциями зрения", Калуга, 1999 г. - тезисы докладов межрегиональной научно-практической конференции "Реабилитация инвалидов: опыт, проблемы, перспективы".

Кроме того, был проведен детальный анализ материалов патентной библиотеки КНИИТМУ (патентов, заявок на изобретение и т.д.), имеющих отношение к тифлоинформационной технике.

Несмотря на актуальность поставленной проблемы, количество печатных изданий, освещающих данную тему, на сегодняшний день очень мало.

Целью работы является исследование и обеспечение рациональных эксплуатационных и надежностных показателей при разработке ЗСА, сопрягаемых с ПЭВМ и обеспечивающего документирование информации в рельефно-точечной форме в шрифте Брайля на специальных носителях информации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать методы построения параметрических моделей для ЗСА.

2. Разработать и реализовать методы построения параметрических моделей ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

3. Исследовать и определить методы выбора рациональных параметров рельефообразующей поверхности элементов символов.

4. Разработать методику прогнозирования показателей надежности ЗСА с учетом параметров исполнительных устройств.

5. Провести экспериментальные исследования и испытания.

Методы исследований Перечисленные задачи решены методами дифференциального исчисления, теории множеств, алгебраическими методами, прикладного программирования.

Научная новизна

1. Сформированы и обоснованы критерии выбора определяющих параметров ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

2. Впервые предложен и исследован метод построения параметрической модели ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

3. Впервые исследованы и предложен метод выбора рациональных параметров рельефообразующей поверхности элементов символов.

4. Разработаны методики, позволяющие проверить адекватность предложенных моделей.

Практическая значимость работы

Разработанные модели, алгоритмы и методики расчета и разработки ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме, структурные и структурно-электрические схемы и схемные решения, повышают достоверность и надежность доведения информации до потребителя и обеспечивают создание социально значимой тифлотехники.

На основе результатов диссертационной работы созданы принципиально новые технические решения ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались на ежегодных Всероссийских конференциях «Новые информационные технологии в системах связи и управления». - Калуга, 2007, 2008, 2009,2010 гг. — 6 докладов.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе: 2 статьи - в журналах рекомендованных ВАК.

Внедрение результатов работы

I Результаты работы внедрены в: i

-ФГУП «Калужский НИИ телемеханических устройств» (ФГУП «КНИИТ-МУ»),

-Калужской областной специальной библиотеке для слепых им. Н.Островского,

-учебный процесс КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана в курсе «Организация ЭВМ и систем».

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов заключения и списка литературы.

Заключение диссертация на тему "Модели и алгоритмы разработки знакосинтезирующих автоматов для документирования информации в рельефно-точечной форме"

Выводы по главе 4

1. Разработанная методика реализует подход к прогнозированию показателей надежности.

2. Методология предполагает замену аналитического исследования численным анализом математических моделей. И хотя аналитические модели отказов, получаемые методами преобразования функций случайных аргументов, являются решениями в общем виде, однако сложность получаемых выражений делает их применение целесообразным для сравнительно простых моделей отказов.

3. Для вычисления плотности вероятности выходного параметра, определяемой сложной функцией, а также при громоздкости или невозможности проведения аналитических преобразований предпочтителен метод численного анализа.

4. Разработан алгоритм прогнозирования показателей надежности по данным кратковременных натурных испытаний, представленных для целей моделирования процессов деградации выборок.

5. Применение «машинных» испытаний на основе деградационных моделей отказа позволяет: решать задачи надежности устройств без проведения больших объемов натурных испытаний; исследовать процессы появления отказов и изменения свойств при эксплуатации; рассматривать последствия возникновения отказов; проводить выбор определяющих параметров и границы эксплуатационных допусков. При этом метод не требует проведения исследования выборки изделий; можно ограничиться изучением единственного образца.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы получены следующие результаты:

На основе выполненных патентных исследований, требований ГОСТ для тифлопечати, разработан алгоритм поэлементно-построчного синтеза рельефно-точечной информации.

Для, обеспечения качественного тактильного восприятия документированной информации, что обеспечивает комфортность условий труда инвалидов по зрению, разработана методика расчета характеристик электромагнита, исследованы законы изменения параметров исполнительного механизма.

Предложено усовершенствование тифлопринтера, позволяющее автоматически определять плотность бумажного носителя.

Исследование особенностей построения параметрических моделей, позволили определить критерии выбора, определяющих параметров ЗСА и разработать методику построения параметрической модели для документирования информации в рельефно-точечной форме.

Показаны оценки работоспособности исполнительных устройств по функциональным параметрам, по энергетическому критерию.

Определена зависимость работоспособности устройства от наработки и конструктивных особенностей исполнительного механизма.

На основе экспериментальных данных обоснованы алгоритмы расчета элементов ЗСА.

Разработанная методика реализует подход к прогнозированию показателей надежности.

Разработан алгоритм прогнозирования показателей надежности по данным кратковременных натурных испытаний, представленных для целей моделирования процессов деградации выборок.

Применение «машинных» испытаний на основе деградационных моделей отказа позволяет: решать задачи надежности устройств без проведения больших объемов натурных испытаний; исследовать процессы появления отказов и изменения свойств при эксплуатации; рассматривать последствия возникновения отказов; проводить выбор определяющих параметров и границы эксплуатационных допусков. При этом метод не требует проведения исследования выборки изделий; можно ограничиться изучением единственного образца.

Внедрение результатов диссертационной работы и достигнутый при этом эффект подтверждены соответствующим актом внедрения. Диссертация в целом представляет собой научно-квалификационную работу, в которой впервые решаются задачи прогнозирования надежности ЗСА для документирования информации в рельефно-точечной форме на этапе проектирования.

Библиография Онуфриева, Татьяна Александровна, диссертация по теме Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

1.В. Параметрический синтез систем с учетом требований надежности. - М.: Наука, 1992. - 176 с.

2. Баврин И.И., Матросов В.А. Общий курс высшей математики: Учеб. для студентов физ.-мат. спец. пед. вузов.-М.: Просвещение, 1995. -464с.

3. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Проектирование информационно-управляющих систем. — М.: Радио и связь, 1987. 256 с.

4. Барлоу Р., Прошан Ф. Математическая теория надежности.- М.: Советское радио, 1968. -488с.

5. Барлоу Р., Прошан Ф. Статистическая теория надежности и испытания на безотказность. М.: Наука, 1984. -328с.

6. Бахтурин Ю.А. Основные структуры современной алгебры. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1990. — 320 с.

7. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. -312с.

8. Вопросы математической теории надежности / Е.Ю. Борзилович и др.: Под ред. Б.В. Гнеденко.- М.: Радио и связь, 1983. 376 с.

9. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1979. -976 с.

10. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Наука, 1989. - 275 с.

11. Герцбах И.Б., Кордрнский Х.Б. Модели отказов. М.: Сов. радио, 1966.-168с.

12. Гнеденко Б.В. и др.. Математические методы в теории надежности.-М.: Наука, 1965.-524с.

13. Гнеденко Б.В. Математика и контроль качества продукции.- М.: Знание, 1978. -64с.

14. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности. М.: Высшая школа, 1977.-160 с.

15. Гордон А. В., Сливинская А. Г. Электромагниты постоянного тока М.

16. JI. : Госэнергоиздат, 1960 . 446 с.

17. ГОСТ-26656-85.Техническая диагностика. Контролепригодность. Общие требования. М.: Издательство стандартов, 1986. -16 с.

18. ГОСТ Р 50917-96 .Устройства, печатающие шрифтом Брайля. М.: Издательство стандартов, 1996. -14 с.

19. ГОСТ Р 50918-96 Устройства отображения информации по системе шрифта Брайля. Общие технические, условия. М.: Издательство стандартов, 1996. -15 с.

20. ГОСТ 27.004-85. Системы технологические. Термины и определения. -М.: Издательство стандартов, 1986.- 60 с.

21. ГОСТ 9095-89. Бумага для печати типографская. Технические условия. -М.: Издательство стандартов, 1986.- 10 с.

22. Горский JI. К. Статистические алгоритмы исследования надежности. -М.: Наука. 1970. 400 с.

23. Глазунов А.П., Грибовецкий В.П., Щербаков О.В. Основы теории надежности автоматических систем управления. JL: Энергоатомиздат, 1984.-330 с.

24. Гришин Ю.К., Онуфриева Т.А. Вопросы построения устройств для документирования информации в рельефно-точечной форме // Новые информационные технологии в системах связи и управления: Тез. докл. Все-рос. конф.- Калуга, 2009. С. 107-109.

25. Гусенков А.П., Нахапетян Е.Г. Методы и средства обеспечения надежности машин: Прочность, долговечность, диагностика. М.: Наука, 1993-237с.

26. Гуськов. A.B., Милевский. К.Е. Надежность технических систем и техногенный риск. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. -152с.27