автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Теоретические основы построения и способы технической реализации частотно-импульсных устройств с пуассоновским распределением информационных потоков

МИНИСТЕРСТВО НЛЛ01, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ политики РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТАГАНРОГСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им.В.Д.Калмыкоза

На правах рукописи

ХЛСЬЯНЕНКО АНАТОЛИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

УДК 62 -50

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ И СПОСОБЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ УСТРОЙСТВ С ПУАССОНОВСКИМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ?.! ИНФОРМАЦИОННЫХ; ПОТОКОВ

Специальность: 05.13.05 - элементы и устройства вычислительной

техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Таганрог - 1992

Работа выполнена в Таганрогском радиотехническом институте им. В.Д.Калмыкова 7, Российском Университете Дружбы Народов

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Лебедев А.Т. еокто.) те-шических наук, профессор Балим Г.У., доктор технических наук, профессор Камынин 10.Н.

Зод^пее предприятие - Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робото техники и технической кибернетики, г. Санкт-Петербург

■.-аиглта состоится " 19^2 г. в 14 час.

нэ заседании специализированного Совета Д063.13.01 при Таган рогском радиотехническом институте им.В.Д.КолмыкоЕа по адрес г. Таганрог, ул. Чехова. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан ■ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета Уу Г.В.Горелов

д.т.д., профессор . ~~

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Создание современ-ых производственных технологий требует применения высококачест-еиких систем управлении, систем сбора и обработки информации, ьктродействущих и высокоточных преобразователей контролируемых араметров в информационные сигналы, необходимых для обеспечения ориального хода процессов и функционирования производственных аг-егатов и устройств. Решение всего комплекса проблем управления опряжено с широким спектром исследовательских, поисковых, расчетах, конструкторских и экономических задач. Наряду с этим, в усло-иях технического прогресса, с целью сохранения трудового пртенци-ла и уменьшения экономических потерь должное внимание должно быть делено проблемам обеспечения безопасных условий труда и охраны кружающэй среды.

Особое значение имеет рассмотрение ряда задач, связанных с роблемами синтеза иементов и устройств систем управления и истем сбора и обработки информации, в которых информационные сиг-алы представлены частотно-импульсными потоками с пуассоновским аспределением. К указанному классу устройств, относятся ионизаци-кные преобразователи контролируемых- параметров. Возникает настоя1 ?льная необходимость в обобп?знии результатов теоретических иссле-эваний достаточно широкого класса устройств и систем, объединяют признаком которых является пуассоновское распределение инфор-ационных потоков.

Актуальность разработки проблем синтеза элементов и ует-эйств, систем управления и информационных систем указанного ласса обусловлена возросшими требованиями практики к качеству роцессов управления, в том числе к точности, быстродействию, на-гжности. безопасности, необходимостью разработки аналитических эдходов к сиитезу'структур элементов и систем, выбора их лара-этров. Весьма существенной в этом плане" является утвердивпаяся гнденция разработки методов и алгоритмов синтеза,- ориентировак-ых на применение как больших ЭВМ. ' так и персональных комрьюге-

ров. С другой стороны, широкое распространение микропроцессоров, микроконтроллеров и микро-ЭВМ, цифро-аналоговых и аналого-цифровых .преобразователей и других элементов, созданных в последние годы на.основе интегральной технологии, открыло реальные предпосылки для практического применения развитых алгоритмов преобразования и обработки сигналов, ориентированных на включение таких элементов в контур систем контроля и управления, систем сбора и обработки информации.

Резкое повышение уровня требований а САУ приводит к необходимости применения более сложных законов и алгоритмов управления, с одной стороны, и более компактных и экономичных дискретных и непрерывных элементов вычислительной техники и автоматики для их реализации. с другой.,

Применение ионизационных устройств преобразования контролируемых параметров позволяет решить задачи управления многими процессами. которые не могут быть решены с помощью каких-либо други> известных методов измерения. Вместе с тем, синтез таких устройст! и систем на их основе выдвигает комплекс дополнительных физико-технических и схемотехнических проблем и задач их практическо! реализации.

Работа выполнялась в рамках Постановления Совета Министро! СССР N 229-89 от 15.04.71; в соответствии с отраслевым плана) комплексной автоматизации производства Ыинэнергомаша СССР на период 1970-1975 и 1975-1980 гг.; в связи с выполнением госбюджетно! НИР "Синтез нелинейных систем управления" (ГР N 76011956); хоздо говорной научно-исследовательской работы "Исследование, разработке и опытно-промышленная проверка пылезащитных покрытий на хвостохра нилищах ГОК-ов" для Полтавского ГОК. г. Комсомольск.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка принципов построения : методов синтеза структуры и аналитического расчета параметров ра диацконкых преобразователей с информационными пуассоновскими пото каш для систем автоматического управления, а также систем сбора обработки инормации.

Эта центральная проблема имеет вадное народно-хозяйственно значение и включает ряд самостоятельных теоретических и прикладны

1адач, а именно:

- обобщение известны* результатов и исследование характе->истик и свойств частотно-ишульсных информационных потоков с пу-ссоновским распределением и закономерностей, связанных с пресбра-ованием таких потоков и их использованием в технических устройствах; ,

- анализ совместимости информационных характеристик пуассо-овского сигнала с пропускной способностью устройств, воспринимаю-их этот сигнал; -

- исследование реализуемости динамических характеристик истем управления с пувссоновскими сигналами структурой минималь-ой слояноети:

- разработку формализуемых, ориентированных на применение ЭВМ гтодов синтеза структур и расчета параметров реализуемых уст-эйств и систем;

- разработку ориентированных на применение ЭВМ методов расче-1 ■ физико-технических параметров радиационных преобразователей и гтодов компенсации влияния внешних факторов на точность преобра->вателей исследуемого класса;

- разработку основ проектирования радиационных преобразователи на базе соврешнных дискретных и аналоговых1 элементов высокой «епени' интеграции; < ,

- разработку методов оптимизаций структуры информационно-из-¡рительных систем я/ систем сбора информации с' пуассоновеким расп-!делением входных потоков.

Реиение проблей, при разработке рассматриваемого класса гатем и устройств связано с рядом принципиальных трудностей и тривиальных задач, шеодих самостоятельное-значение. Среди них «но упомянуть' следупще:

- противоречивость условий быстродействия и точности, харак-рная для устройств и систем со стохастическим пуассоновеким ин-рмационным потоком, вытекающая из того, что для уменьшения ста-стической погрешости необходима увеличение времени накопления формации или времени преобразования, а его увеличение ухдшает нами^еские характеристики; -

- задача обеспечения физической реализуемости управляющих

устройств систем управления, в контур которых включается преобразователь с луассоновским информационным потоком;

г задача синтеза структур систем сбора и обработки информации со статистическим пуассоновскии характером входного потока информации;

- трудности, связанные с выбором структуры устройства обработки радиационного преобразователя, обусловленные влиянием многочисленных факторов на результат процесса взаимодействия излучения с веществом и на процесс регистрации излучения,. определяющие пуассоновеких характер импульсного потока, а также нелинейный характер связи между регистрируемым потоком и контролируемым параметром;

- противоречивость требований точности требованиям минимального веса радиационной защиты и обеспечения безопасности персонала; :

- задача разработки эффективных вычислительных процедур синтеза, ориентированных на применение современных ЭВМ.

Перечисленные задачи и трудности в значительной мере осложняют проектирование и расчет элементов и систем управления на их основе, а также систем сбора и обработки информации с пуассо-новскими потоками, приводят к необходимости изучения большого числа вариантов, что затрудняет проектирование и удлиняет сроки внедрения новых систем управления.

Методика исследования указанных задач включает теоретический анализ, математическое моделирование и экспериментальные исследования реальных устройств и систем управления, сбора и обработки информации, разработанных с использованием полученных в работе результатов.

Обслй анализ задачи аналитического синтеза радиоизотопного преобразователя проводится с использованием уравнений нелинейного фильтра Каллмана и уравнений в пространстве состояний, синтез параметров физически реализуемого преобразователя выполняется на основе критерия минимума среднеквадратичной погрешности, а выбор физико-технических параметров преобразователя проводится с использованием уравнений физики ядерных частиц и математической статистики.

Задачи синтеза структуры систем сбора и обработки информации

^осматриваются на уровне модифицированных критериев оптишгеации э уровню э1ссномических затрат и пропускной способности.

Научная новизна. Работы в области рассмат-иваемых проблем были начаты в 1965 году и продолжаются в настоя-• ее время.

Автором разработаны и теоретически' обоснованы методы синтеза руктур оптимального нелинейного измерителя среднего значения чао-?ты пуасооновского импульсного потока, найдены условия при кото-ья возможен переход к структуре линейного преобразователя: писаны «одели устройств и систем с частотно-импульсными потоками, частности, радиационных преобразователей и систем с таган® прео« азователями; решены задачи оптимизации параметров преобразоватьл"й а основе критерия минимума среднеквадратичной оизгбки, найдены фи-пчески реализуемые структуры квазиоптимальных преобразователей ютоты в напряжение и код и решены задачи - ■ бора их оптимальных ?>Г>аметров; разработана структура управляющего устройства еамонаст-аивакщггося по минимуму среднеквадратичной ошибки; найдены харак-гристгаси интенсивности регистрируемого потока излучений для раз-*чных схем радиационных преобразователей (на прямом и рассеянном ?лучении), определены требования к защите, разработана методика :йора и расчета защиты по условию минимального(веса при максималь-эй точности; выявлены условия общности требований к устройства« 5работки частотно-импульсных потоков с пуассоновским распределени-л в системах управления и системах обработки информации; решены ?которые задачи синтеза структуры информационных систем с пуассо-эвскими потоками сообщений, в частности, задачи оптимизации струк-,гры линий связи системы управления рассссредоточенными объектами и ттимизации числа ¡каналов системы сбора и обработки информации;

Разрабатываемые методы синтеза ориентированы на шрокое при-?нение ЭВМ, а разрабатываемые устройства на широкое использование жропроцессоров и других дискретных и аналоговых элементов выео-эй степени интеграции.

Полученные результаты составили теоретическую и практическую

7

основу создания новых разиационкых преобразователей, используемых народном хозяйстве при реализации современных систем контроля к ул равления.

'Т-еоретическая. значимость и практическая ценность работы.

Решена крупная научная и прикладная проблема синтеза оптимал: ных структур обработки частотно-импульсных пуассоновеких потоков построения на их основе радиационных преобразователей и систем имещая вахное народнохозяйственное значение.

В работе представлены новые научные данные по синтезу элемен тов и устройств с частотно-импульсными информационными потоками < пуассоновским распределением и выбору их параметров и разработанн методы, которые могут быть использованы для решения задач проекти рования систем контроля и управления с такими элемента'®:, а так»; по решению некоторых задач построения информационных систем сбор и обработки данных.

Полученные результаты позволяют разрабатывать современнь средства контроля и управления такими процессами, контролировав такие параметры и в таких условиях, которые недоступны никаю другим измерительным средствам;

Полученные научные результаты'составляет теоретическую ссно; практических методов выбора структуры и расчета ее параметров, bi 6oj>a схемных решений и расчета физико-технических параметров ус: ройств с пуаесоновскими информационными потоками и систем управл* ния на их основе;

Автоматизированные систем!! управления рассочредоточеняы объектами и системы сбора и обработки информации, разработанные : основе учета пуассоновского харакгера информационных потоков, о льдаиг оптимальными в смысле структуры линий связи и числа канал характеристиками;

Предложенные методы выбора структуры и расчета параметр преобразователей частотно-импульсных потоков позволяют учесть в рокий спектр инженерных требований к качеству проектируемых сист управления и устройств контроля при их минимальной сложности.

Предложенные метода, критерии, алгоритмы позволяют проекту вать радиоизотопные преобразователи для контроля различных naj ветров с использованием прямого или рассеянного гамма и других i

цов излучения;

Разработанные преобразователи с ионизационным излучением, збеспечиващие высокую надежность н точность и обладающие способностью бесконтактного преобразования различных физических величии в частотно-импульсный сигнал в сочетании с современными ыикроэ-лектронными и микропроцессорными срэдстваии обработки таких сигналов, позволяют решить задачи автоматизации многих процессов.

Разработаны способы технической реализации устройств обработки информаци радиационных преобразователей, оОеспечивающи реализацию скит зированных структур и возможность включения их в контур :лстем управления;

Разработан и внедрен в промышленности ряд устройств, реализованных на основе предлоланных принципов синтеза структур, выбора их параметров и схемных реализаций;

Положения, выдвигаемые на защиту.

1.1£зтод синтеза структуры и пар-шетров устройств преобразовали физических величин в информационный сигнал с пуассоновским распределением частотно-импульсного потока на основе критерия минимума среднеквадратичной погрешности позволяет удовлетворить трэ-Зованиям к качеству и обеспечить высокую точность с учетом ста" гпстического характера сигнала в установившемся и динамическом ре-ашах.

2. Переход от оптимальной структуры устройства обработки еютотно-импульсного пуассонетского потока к квазиоптимальной, зы-юлненный по условию минимума ошибки во всеми диапазоне изменения «онтролируемых параметров и при выборе параметров квазиоптшально-'о преобразователя по условию минимума среднеквадратичной сшибки тсаволяет построить структуру, удовлетворяющую условиям физической зеализуемости и простым схемным и техническим решениям.

3. 1±>дели систем управления, в контуре которых имеются элементы с частотно-импульсными пуассоновстш потоками, при больших значениях средней частоты следования . импульсов мсгут бьггь федст'авлены в виде структурных схем с непрерывными элементами или 1ри цифровой обработке сигналов в виде гагпульсного элемента и неп-зерывной части.

4. Метод выбора и расчета параметров ионизационного преобразователя, предусматривающий следующую последовательность выбора оптимальных параметров устройства обработки при известной его ■ структуре: синтез устройства обработки информации по минимуму средне-квадратичной ошибки, выбор схеда-технических решений регистрирующего устройства, выбор физико-технических параметров, обеспечивающих максимальный уровень сигнала при . максимуме отношения сигнал-шум i гарантирующих таким образом минимальную активность источника

5. Способ технической реализации устройств и систем с - ионизационными датчиками, ориентированный на применение цифрового следящего преобразователя частоты в код в.сочетании со схемным линеаризу одим элементом обеспечивает наименьшие динамические погрешности при наиболее простых схемных решениях,'

6. Структура многоканальных систем сбора и обработки информации с луассоновским потоком входных .-сообвгэний, выбранная с учетом функции пропускной способности для пуассоновского, потока имеет минимальное число каналов или при ограниченном числе каналов -минимальное время обработки информации.

7. Структуры информационно-управляющих систем для рассос-редоточенных объектов, оптимизированные по.модифицированному критерию полных затрат, имеют минимальную.длину линий и обеспечивают максимальную надежность передачи сигналов.

Результаты внедрения и использования разработанных методов построения устройств и . систем указывают на практическую целесообразность предлагаемых подходов в проектированию систем контроля и управлений различного назначения.

Апробация работы. Основные положения, выводы и результаты диссертационной работы докладывались и обсуадались на: Всесоюзной конференции по автоматическому контролю и методам электрических измерений, г.Новосибирск, 1968; 1-ег Encuentro nacional de técnica digital de Cuba. Habana.1971; научно-технических конференциях (16-й, 18-й, 19-й, 20-й и др.) Таганргского радиотехнического института им. R Д. Калмыкова в период с 1970 по 1980 г.; seminario teonioo-soientlfico d'lstituto elettroteonico dell'Universita di Genova, Genova, luglio, 1979; seminario tecnico-scientifico di Politécnico di Milano, Milano, marzo 1979;

10

региональном научно-техническом семинаре "Вопросы тесрга и принципы построения оптимальных систем управления технологическими процессами" Северо-Кавказского научного центра высшей школы, г. Таганрог, 1980; научно-технической конференции "Методы и средства преобразования электрических величин в частотно-временные сигналы -и их применение в цифровых средствах измерения", г. Шнза, 1980; УД Всесоюзном совещании пс проблемам управления, г. Таллинн, 1930.

Реализация результатов работы. Диссертационная работа связана с рядом госбюджетных и хоздоговорных гем и ее'результаты внедрены при разработке: а - гаьша-лучевого высотомера для изделия 110615 (Отчет по теме 1189/435, Ленинградский политехнический институт, г. Ленинград,1967); б - цифрового индикатора (Отчет ГР К 70052246, инв. N5120181 для ОКЕ ТК ЛПИ,Таганрогский радиотехнический институт, г. Таганрог,1972г.); в - телемеханической системы для управления поливом цитрусовых плантаций для провинции Матансас Республики Куба , Гаванский университет, 1971г. );г - автоматизировнной системы табельного учета и пропускного режима (Отчет ГР N 2030987, инв. N Б438713) для ПО "Красный котельщик" Ьйнэнергомаша СССР, Таганрогский радиотехнический институт, г. Таганрог, 1975г.;; д - автоматизированной системы измерения и регистрации параметров поля моделей топоч; но-гсрелочных устройств ( Отчет ГР Н 75059913 для ПО "Красный котельщик" .Таганрогский радиотехнический институт, г. . Таганрог, 1978г.); е - подсистемы диагностики морской сейсмической косы (ГР М 78085165 для НПО "Юшоргео", г. Геленджик, Министерства Геологии ТСР, Таганрогский радиотехнический институт, г. Таганрог, 1380); ж - госбюджетной теш "Синтез нелинейных систем управления (Отчет ГР N 76011956,Таганрогский радиотехнический институт.', г.Таганрог, 1975-1980гг.); з -Хоздоговорной научно-исследовательской работы "Исследование, разработка и опытно-промышленная проверка пылезащитных покрытий на хвостохракилищах ГОК-ов" (Отчет по НИР 66-33 для Пэлтавского ГОК, г. Комсомольск, Университет дружбы народов им . Патриеа Лумумбы, г. Москва, 1990 т. ); госбюджетной НИР "Каучкыэ эсновы прогнозирования напряженных и выбросоопасных зон горного массива на основе геозлектрическнх-полей с целью управления его состоянием ( ГР N 01.85. О 022-13,.' шифр темы 134018, Университет дружбы народов им. П. Дуыумбы, г. Шсква, 1986-1990 гг.).

Результаты практической реализации и внедрения развитых в диссертационной работе положений и инженерных методов синтеза алгоритмов и расчета параметров при разработке промышленных устройств .'и систем управления характеризуются возможностью учета широкой совокупности требований к качеству проектируемых систем, физической реализуемость» синтезируемых структур, повышенной точностью и экономичностью. Суммарный технико-экономический'эффект от внедрения части перечисленных работ составил около 300 тыс руб. в год.

Научные результаты диссертационной работы использовались при чтении курсов лекций: "Теория автоматического управления", "Следящие системы и регуляторы", "Автоматизированные системы управления" , "Радшавтоматика" для студентов спец. 0606 , 0646 , 0701, обучающихся на кафедре Автоматики и телемеханики Таганрогского радиотехнического института; "Telemecánica" для студентов и преподавателей Гаванского университета; "Применение микропроцессоров s системах контроля и измерен/Л" для преподавателей кафедры Автоматики Центрального университета Лас Вильяс; "Охрана труда" и "Охрана окружающей среды" для студентов физико-математического и инженерного факультетов Университета дружбы народов им. Патриса Лумум-бы.

(1од руководством автора подготовлена одна кандидатскаг диссертация, которая была завдпщэна в совете Таганрогского радиотехнического института и утверждена ЕАК СССР . В настояпре врею под руководством автора ведет работу над кандидатской диссертаций* один иностранный аспирант.

Публикации. По материалам диссертационной работ! опубликовано 47 печатных работ и выполнено 7 рукописных отчетов п< НИР. Среди научных работ автора: монография "Sistemas de redición" ,изд-во Pueblo у Educación, Куба, с соавтором, 1986; монографи: "Sisteiras de medición",Editorial "Pueblo y Educación", 1988; Aplicación de microprocesadores en los sistemas de medición : control", иад-во Univ. Central de Las Villas, с соавтором, 1986 учебно-методическое пособие "Частотные методы исследования устой Чиеости автоматических систем управления", изд-во ТРТИ, 1977 учебник "Telemecánica" в 3-х частях с соавтором, изд-во Univ. ù ta Habana, 1971-1972 г.г.; пять авторских свидетельств на изобре reкия; Z статьи, опубликованных в центральных зарубежных журналах 12

Объем к структура диссертация. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы, приложений. Общий объем 334 стр. В списке литературы 315 отечественных и иностранных источника. Еесь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы цели и задачи, репаеше в работе, приведены основные положения, вькосиные ка защиту.

В первой главе проведен краткий анализ кзвйст-кых методов анализа и синтеза устройств к систем с пуассонсвскими информационными потоками, дан анализ достижений и проблем в разработке теории к проектировании устройств с пуасссновскими потоками в радиотехнических системах, в системах сбора и обработки формации, уПроЗ Л8 Н КЯ К И нфермационно- измерительных системах, рзссмстрекы достижения и проблемы создания ионизационных преобразователей и их применения в системах контроля и управления, сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй гла а-е представлен математический аппарат списания пуассковского потока к его свойств. По существу в ней систематизированы и обобщены известные из теории вероятностей и математической статистики сведения, а таетг результаты исследования свойств пуассоновских импульсных потоков, полученные в других областях науки.

Основополагающие результаты в разработке методов ксследсга-ния пуассоновских импульсных потоков получены з работах известных советских и зарубэдных ученых в области: радиационной физики -В. II Гольдансксгс, V. II Псдгсреигюго, А. Е. Куценко, Н. А. ¡¡¡умиловского, Ы Л. Голь дина, Э. Яносси, статистической радиотехникиЕ. И. Тихонова, Е. Р. Левина, ДС.Гуткина, И, А. Большакова, В. С. Ракспица, Р.ЛСтратоновича, статистической теории управления - ЕС.Пугачева, Е В. Солодовникова, А. А. Пэрвозванского, Бенага Дл., .Лекнинга Дх, Р. Г. Беттика, теории информации - А. А. Харказича, Р. И. Ергенсо-на, В. й. Васильева, К. Иэннона, А. Пирсола, С. Голдмана, К К Дазгя-гсерта и ЕЛ.Рута, статистических измерений - ПВ.Новицкого, Э. И. Цветкова, М. Крауса я Э. Возни ц 'многих других.

Несмотря на больэое количество работ по статистический Стонам в большинстве из них задачам исслвдовапия пуассоновских- потоков уделяется мало места и как правило расснатрияаюгся отдельные

вопроси, поэтому автор счал необходимым систематизировать эти ма-

IcpbtJUu* Ь ихДс^шпип i

Закон Пуассона описывает дискретные события и имеет вид:

р(к) = е'х . (1)

Для импульсных потоков, у которых измеряется число импульсов з; определенная промежуток времени,

\ = nt .

йатекатическсэ ожидание для пуассоновского потока событий ;

X = П i . (2)

Математическое ожидание и дисперсия для пуассоновского потока совладает

D^X. (3)

Абссзлвыая флуктуация

<Г (4)

Относительная флуктуация _,

Вх . (5)

Относительная флуктуация, определявй&я величину ыетодическо! погрешности при измерении среднего значения, обусловленная статистическим характером процесса, может быть получена сколь угоди:

ч«-зтгг\Л т»« гЛл О ' rom »»tils ft'T г--ь*гт0гг -Т'. rttn,~.m r_i r\ nr\ ттгл n >-, тттггт #rrrr чт-с, ппл чт»»Л/

««i-iWj-i JinuU Od unci jчсш'ш чоьхиш илсдилолпл liMiiijJUt^uat MJHUI

го счйт времени усреднения. Свойство эргодичности, присущее пу-ассоковскйм потокам, позволяет на практике добиться снижения погрешностей преобразования физических величин путем использованж ¡¡¿скольких идентичных каналов.

При бельмах значениях к гакях, что к >> 1, закон Пуассон; переходит в закон Гаусса, что дает возможность распространил основные свойства последнего на закон Пуассона.

При обработке и преобразованиях пуассоновских потоков выполняются различные операции: суммирование, умножение , вычитание, определение среднего значения. В работе показано при каких операциях и условиях сохраняется пуассоновское распределение результирующего потока.

При статистической выборке событий из пуассоновского потока, когда результат выбойки не зависит от результатов отбора друг и: событий. 14

" = П ■ ч , (б)

дач - вероятность ст'ора каждого фиксированного события, стсб-анные события также распределены по.закону Пуассона.

Таким образом, при преобразованиях пуассоновских потоков та-их, как суммирование двух и бол°е потоков, умножение и статисти-эская \ыборка, получаемый в резул ьтате преобразования поток так-э имеет, хотя и отличащэеся от исходных , но пуассонсвскоа аспределение.

На основании этого доказано, что абсолютная флуктуация слу-айных независимых переменных, имеющих пуассоновское "раслррцзле-иэ. может быть определена уравнением:

С = + + . . (?,

При нестатистичесисй выборке из событий, распределенных по акоку Пуассона, возникающей за счет просчетов, обусловленных на-ичием "мертвого" времени, разравйизателя или пересчетного зле-ента в устройствах обработки наругается пуасссновское распреде-ение. При этом элементы с "мертвым" временем и разравниватьль риводят к потере части импульсов, з следовательно к потере части нформации и соответствующее/ увеличению ошибки.

При построении устройств обработки пуассоновских импульсных отелов определяющим является точность определения среднего зна-еяия исходного потока N .

Относительная флуктуация измерения N при наличии "мертвого" ремени нрпродлевающэгося типа

Г / 4 + пТ

V Я ' (8)

втором доказано, что при наличии продлевавшегося "мертвого" ремени _,

; Г ,/ С'-2»Т епг) '

~ V /7 (•?:

Построенные з соответствии с уравнениями (8) и (9] грайжи озволяют оценить влияние "мертвого" вреи?ш« различных типе в при змерении стоков различной интенсивности и оп?елел;<ть требования элементам устройства обработки.

Прресчетное устройство преобразует пуассоновский потек г по-ок Эрланга и при оольшой пропускной опсеобх-оети пизволнт умень-ить влияние "мертвого" времени, т.е. устранит; просчеты. и таким бразс-м уменьшить относительную ошибку региотрецнп.

Рассмотрены приведенные в работах К И Тихоновз, Е Г. Давеяпор-та, Е. Т. Рута, Дж. Лэннинга и Р. Г. Беттина спектральные характеристики пуассоковских импульсных потоков, необходимые для построения и выбора параметров устройств обработки' рассматриваемого класса сигналов.

В третьей главе развивается прикладная теоргд синтеза оптимальных преобразователей импульсных потоков с пуассо-ковским распределением и систем управления с такими преобразователям применительно к одному классу систем, а именно систем управления различными процессами с радиоактивны}.!!! датчиками контролируемых параметров.

В указанных системах автоматического управления чаще всего реализуется алгоритм поддержания заданного значения контролируемой величины: г

1 при М^

или пропорционально-гатеградько-дифферекциальный закон управления:

и = 6 (р) ( 1 + кТ?р+ ) . (И)

В автоматических системах нацли применение радиационные преобразователи со схемами прямого измерения излучения, дифференциальными и компенсационными измерительными схема ж, схемами с модуляцией потока, использующие эффект поглощения или рассеяния излучения. Е работе рассматривается преобразователи со схемой прямого измерения рассеянного излучения.

Среднее значение частоты следования импульсов Г (х) в радиационном преобразователе связано с контролируемым параметром нелинейной зависимостью вида

Р (х) = ^ ( ^ - ?ф ) е"^* , (12)

которое при условии ? = 0 имеет вид:

Р ? = ?л е"** , (13)

о

где г0 - частота следования импульсов при х = х0 , ? - уровень фона, - конструктивный параметр.

Таким образом, в силу физических свойств радиационный преобразователь представляет собой нелинейный элемент, у которогс частота следования импульсов связана с контролируемым параметроь 16

экспоненциальной зазкстэстьи вода (12) или (13), а распределение тасла кыяульсоз подчиняется закону Цуассона (1). Передаточная Ёупкция радиационного преобразователя может бьггь приедена î виду:

W (P) » k WÎP) Кда , (14)

где определяется видом нелинейности (12) или (13), У (р) -передаточная функция линейной части преобразователя.

В работе показано, что формирующие и другие элементы £учкци-знальной схемы радиационного преобразователя имэуг передаточные ¿¡ункции по частоте равные или мены» 1. Таким образом, элементом, эпределяпцим вид передаточной функции линейкой части, является измеритель частоты - преобразователь частоты в напряжение или гад.

Измеритель частоты должен обеспечивать минимальнуо статистическую и динамическую погреЕНсстк. Очевидно, что это требование является противоречивым, т. к. для получения минимальной статистической погресности время измерения необходимо увеличивать, а это приводит к увеличению динамичеиетх погрешностей .

Излагаем, что решается задача восстановления непрерывной случайной функции H(t), где !i(t) = H - vt, по сигналу, модулиро-

ванно«у , случайным гзлпульском IiySCCGHGBClÎÎ'M истоком, б COOT"*

ветствии с законом (13).

В общем случае уравнение преобразователя и дисперсии имеют следугсзй вид :

vfil

* Г* V(i) D[S (£)] £ {raj - S(£) - j , ( 15)

4Ш. s f/tjmj * m Fît) r s-rtj■ мх ■ ¿a) t . ( .

+ V(i)-D{D [B(x)J fltf [r/tJ-StfJ-^]} '

где F(t) -»известная ьатрица размерности т*гп, G(.t) - известная симметричная матрица размерности глад, х) 1 и D-fDC S( ] > - мзт-р;шы столбцы соответственно первых и вторых производных по х компонент Гектора S(x), S - детерм5:нированная вектор функция без запоминания, осуществляющая нелинейное преобразование 1 компонент вектора x(t).

Обозначив измеряемую величину F через r(t) и представив исходное уравнение (12) в виде

r(t) = (з - в; ) в + g-e +X(t), , (17) О ? г

где £ , ё - это эквиваленты начальной и фоновой ингенсивносхэй, а (I) - помеха, представляйся собой 1-мерньй процесс с равномерным спектром типа белого шума, обусловленного присутствием фона, создавемого детектором и другими элементами регистрирующей схемы, и корреляционной функцией N (I - I ), N - известная матрица размерности 1*1, уравнения (15) и (1-6) представим в виде

х -

О =

а 1 о о

х * Ш) Л[В(Х)] [ ГШ -5 (£) ■ ^ ] ,

V * V

* V■ 1>Ы$(Х)] !>;' [ +

. (18)

(19)

\1

^ !> 1] .

Решение уравнений (18) и (19) позволяет найти уравнение оптимального нелинейного преобразователя второго порядка, которое имеет вид

X =

0

Л 0 X - _ -нх* V-,! е

Уо

(20)

Полагая, что измеряется постоянное значение входной координаты или что скорость ее изменения очень мала, т. е. V = = 0, что на практике имеет место в ряде случаев, можно получить более простую структуру преобразователя, которая описывается уравнением

X г--

Су ' Гр • С

.[ ГЦ) ~г,-еих

ал \

Е сбкэм случае при линейной зависимости частоты от контролируемого параметра, а также если линеаризовать нелинейную зависимость (12) в скрескости рабочей точки, введя козффицент

Г0 в в кп , можно перейти от уравнения (£1) к уравнению линейного преобразователя первого порядка, которое в операторной форме имеет вид

(р + к/ га) Х(р) » к, и(р). (22) •

Таким образом, передаточная функция квазиоптимального преобразователя имеет вид

V... (р) = —-— , (23)

где к,' ' т = Т^Гг— •

Для фильтрации пуассоновского импульсного потока и получения сигнала пропорционального среднему значению текуцэй частоты измерителем с заданной структурой (23) автором предложено выбирать параметры измерителя и радиационного преобразователя по минимуму среднеквадратичной ошибки. Для зтого находится решение дифференциального уравнения, в данном случае:

+ и = Т ?а.£*х (24)

при заданом законе (13) изменения входной величины. При этом среднеквадратичная ошибка определяется выражением:

/г-а _ ■У * (Ы.У7)*+* (*УТ)г-2.7 ЪсС**

¿[а + ШТ)гт2«1>7] Г-Гс-е-**: {25)

Оптимальные значения параметров РП находится по условию ЪСГ/ ЭТ = О, 1>5'/За= О, 2><Г/2>ЛГ = 0 . (26)

Решая уравнения (25), (26) можно аналитически определить значения параметров Т ; ы., тг . Автором предложено пользоваться для выбора оптимальных парах*этров измерителя и преобразователя свойством зависимостей величины среднеквадратичной ошибки от . Т, е* и V , которые позволяет исследователи выбрать значения параметров наиболее близкие к оптимальным значениям с учетом всех факторов. Цредлоглнный штод ьюлет быть распространен на любой закон изменения входной величины и любую структуру измерителя.

В четвертой главе рассматриваются физикотех-няческие и схемо-техническке основы реализации радкоизотопного преобразователя расстояния (высоты).

Исследованы процессы взаюзодействия гашла- из лучения с веществом и факторы, оказывающие влияние на интенсивность обратно-рассеянного излучения и определяющие вид зависимости сигнала от расстояния.

Нами впервые учтены все факторы, ' влияющие на поток попадаюсь на детектор Ф . Показано, что.

' % = % * % = + V + ®ер + ^ . (27) где Ор - уровень фона, - фон, прониккающий через элементы конструкции и защиты, Ф^/- гамма-излучение рассеянное воздушной ¿редой «евду радиационным преобразователем и отражающей поверхностью, Ф^- естественный радиоактивный фен/ Ф^ - космическое яздученке. '

Плотность потока отраженных гамма-лучей для рассматриваемого случая применения зависит от многих факторов

Ф - г (A,K,Eft ,d, , <4 . % , fy,) ,■ (28)

где А активность источника, ЕЛ - энергия первичных гамма-лучей, Н - расстояние между РП и поверхностью, d - база - расстояние между источником и детектором, угол коллимации излучателя, ^ угол коллимации детектора, % и у>/ - углы ориентации излучателя и детектора, соответственно. ч.н- угол наклона базы относительно поверхности, д, - угол поворота вокруг Сазы, ^о и ^ - соответственно плотность и эффективный атомный номер вещества отражающей поверхности, фи неизменных конструктивных параметрах А.Е^ £ . отсутствии наклонов (Д, -0, Q^-0) , постоянных свой

ствах атмосферы (- const) и отражающей поверхности существует зависимость Ф^ - f(H ), которая имеет вид:

Г Л I

ф - Я-ГГЗ.Т-10" .. /Г Л/»/ * - Р ) - у ^ _

«?» е1 />'* а

/ ^^(-/>(,{¥7?) ехР Г-/*А V--г/У Ол в) „,, ,. (гд) '^¿/м ? есьв *ас'аа>

где , ¿, ¿3, ¿в- определяются геометрией системы излучатель-де-тектор-отражающая поверхность, и- коэффициент поглощения, соответственно, первичного и вторичного излучения в воздухе,

Ут ^ V у

Фа - — ~ поток излучения испускаемый источником в

направлении площадки ds, К^- квантовый выход для данного изотопа, альбедо потока Найдены выражения (1?) и (13), приведенные ранее , аппроксимирующие высотную характеристику с достаточной для практики точностью.

Альбедо потока описывается выражением:

и - -шт ■ -Щ---тк- ** (30)

где 0„ - угол падения первичных -квантов на рассеивающую поверхность. При этом заметную роль в величине альбедо играет толщина рассекателя:

ЦЪ - * " ) , (31)

где максимальное значение альбедо для полубесконечной толщины расЗзивателя, - длина свободного пробега гамма-излучения в веществе рассеивателя.

Выражение, определяющее уровень фона за счет рассеяния от водлуха, в сферической системе координат имеет вид:

_ / его+А&

9

'л,

«

Нами подробно исследовано теоретически и экспериментально влияние конструктивных параметров на величину регистрируемого зигнала, уровень фона и отношение сигнал-шум.

Влияние величины базы на уровень прямого фона Ф можно оценить выражением:

- 4

Уровень сигнала рассеянного воздухом такжэ зависит от величины базы:

Фрв = / \ЪА ■ <

Величины Ф , Ф^и Определяют значение отношения сигнал-шум

Фотр

*<Р„р _

Показано, что путем коллимации детектора можно значительно изменить характер зависимости регистрируемого сигнала от расстояния. В результате коллимации детектора в рабочем диапазоне расстояний можно получить почти линейную завсимость.

Разработана схема гамма высотомера с двумя излучателями, расположенными симметрично от детектора, обеспечивающая сншвжие влияния качки и неровностей земной поверхности. .

Автором экспериментально исследовано влияние на' высотную характеристику активности источника А, энергии первичного излучения

£и .альбедо различных поверхностей к . конструктивных параметров Гп - ' ф

с!, ц , р , ^ , ^ наклонов базы и поворотов базы вокруг своей оси. Полученные результаты позволили определить величину среднеквадратичной погрешности измеренизквысоты с учетом влияния внешних условий таких, как качка спускаемого аппарата или наклоны земной поверхности «^.д. отклонение альбе&кот тарировочного значения¿р , вариации скорости спуска лтГ. влияние метеоусловий. *

21

Полная погрешность измерения расстояния определяется выражением:

£ = № + ^ г '

где методическая погрешность, погрешность, обусловленная

вариациями скорости спуска, Гл - погрешность, обусловленная вариациями альбедо, С0 - инструментальная погрешность, (Гк - погрешность обусловленная качкой аппарата в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях или эквивалентными наклонами поверхности, С^ - тюгрв!&-ность, обусловленная радиационным фоном, - погрешность, обусловленная вариациями метеоусловий.

Разработана методика выбора физико-технических параметров в соответствии с критерием оптимальности

15- р ( сгЛ ) .

Частота следования импульсов связана с плотностью отраженного потока соотношением

г н > •

где ^- эффективность регистрации рассеянного гамма-излучения данным детектором.

Исследованы различные виды детекторов.ионизирующих излучений. Проведен сравнительный анализ характеристик детекторов и оценена возможность их использования в РП, предназначенных для рабсть» в системах управления в реальном масштабе времени, оценена их чувствительность, быстродействие, весо-габаритные показатели, стабильность, характеристики формируемых импульсов и другие характеристики. Показано, что наиболее приемлемым- видом детекторов для рассматриваемого случая применения остается сцинтилляционный детектор на основе КаДТ1). Приемлемые характеристики имеет также детектор большрй толщины и площади из диодида ртути, но возможности его применения пока ограничены чрезвычайно высокой стоимостью.

В пятой главе разработаны способы построений устройств обработки ин^ормэции. Разработаны аналоговые и дискретные схемы обработки. Исследованы характеристики аналоговых преобразователей. Показано, что при аналоговой обработке сигналов можно получить погрешности измерения малых высот е пределах 1-31.

Разработаны:схемы цифрового следящего преобразователя частоты в код. Исследованы его погрешности. Показано, что максимальная 22.

отрепноеть дискретного преобразователя

р

Р-д

де п - число разрядов дедггеля частоты,^,- 0 или 1 - к-т обозна-азсций состояние р-го триггера реверсивного счетчика.

Разработана схека дискретного преобразователя с устройством икеаризации. Линеаризация осущгствляется с помощью дешифратора :а выходе преобразователя, осущэствдяпцего кусочно-лзшейную апп-оксииацию зависимости (12). Существенным недостатком такой схемы вляется то, что дешифратор настраивается на определенную тариро-очную зависимость и любиэ отклонения от нее приводят к дополни-ельным погрешностям.

Перспективным направлением, обеспечивающим создание прин-япиально нового поколения радиационных преобразователей, с более ирокими функциональными возможностями, более высоким Снстро-ействием, является применение в ¡сачгстве устройств обработки икропроцессоров в сочетании с дискретным преобразователем часто-ы в код.

Рассмотрены йгакции «икропроцессоров в измерительных' уст-ойствах и сисемах контроля и управления. Предложены критерии для ыбора микропроцессоров, учитывающие точность и быстродействие икропроцессора. Показано, что высокие показатели качества в истеие с радиационным преобразователем иогут быть обеспечены при остроении управляющего устройства с управлением .по состоянию и оздействию или с помощью регулятора самонастраивающегося по ышга-уму среднеквадратичной ошибки. Разработаны алгоритмы и прогрги^ы ля реализации указанных способов управления с псиощью ыикропро-ессора. .

На базе теоретических принципов построения структур устройств бработки частотно-импульсной информации, выбора физиш-техш»-еских параметров и-способов технической реализации разработав ряд стройств. Среди них, гамма лучевой высотомер, предназначенный ля намерения малых высот (от 0,6 до Б и), внедренный в проыызгэи-ое производство, успогзо эксплуатируемый, на протяжении богэе 0-ти лет и не ииэпдай-' аналогов в юре. Разработан п внедрен > па-чных исследованиях цифровой индикатор, предназначенный для сгзля-эго преобразования частоты в код частотно-импульсных сигналов в капазоне средних вначэний частот от десятков до 200000, ишульсов

23

в секунду. Разработан бета-лучевой пыле уз р. предназначенный для непрерывного измерения высоких уровней запыленности газовоздушных смесей. Исследованы принципы генерирования пуассоновских импульсных потоков с управляемой средней частотой. Разработан генератор управляемого пуассоновского импульсного потека, в котором в качестве первичного источника использован изотопный излучатель стронций-90+иттрий-90.

Автором исследованы вопросы обеспечения безопасности при разработке, исследованиях и эксплуатации радиационных устройств с источниками малой и средней мощности от десятков до 500 мг. экв. Ra. Проведен статистический анализ учетных данных персонала работающего с радисизотопными приборами указанного класса за 22 года по одной иг организаций. Дэказ^ю, что среднегодовая доза облучения для данной категории лиц не превышает 0,40 бэр в год, а вероятность не превыаения дозы 1,5 бэр в год составляет 0,95, вероятность не превышения дозы 5 бэр в год по всему массиву составляет 1.

Вопросы синтеза структур и реализации информационных систем сбора и обработки информации, в которых пуассоновское распределение имеют потоки сообазений или заявок, имеют много обшрго с устройствами обработки частотно-импульсных пуассоновских потоков в части требований к входным устройствам по спектральным хатактеристикам, их информационной емкости, пропускной способности и т. п., а также в смысле обеспечения минимальных потерь информации при обработке. Однако в измерительных устройствах и устройствах преобразования частотно-импульсных потоков решается задача поиска оптимальной структуры или передаточной функции измерителя, обеспечивающей минимальную погреи-ность, а в устройствах сбора и обработки те же требования минимальной потери информации приводя* к задаче оптимизации структуры системы, минимизации числа каналов или времени регистрации. Решение этиз задач является предметом теории информации и теории массового обслуживания. Автором в этой части был выполнен ряд исследований, опубликовано достаточно большое количество работ, получено несколько авторских свидетельств, выполнены разработки ряда систем, прошедшш апробацию в промышленности, но поскольку объем диссертации ограничен, а эти вопросы могут составить предает самостоятельного исследования , некоторые результаты изложены в шестой главе, помещенной i силу сказанного в приложениях.

В шестой главе, в очень сжатой форме обобщены результаты, полученные автором в области исследования и разработки 24

информационных систем управления рассосредоточенными объектами и систем сбора и обработки информации.

Для синтеза структуры линий связи системы управления рассосредоточенными объектами предложи модифицированный критерий полных затрат ¿

v- c¿-¿

где - единовременные капитальные затраты на участок линии длиной С , С - обшая ^лина линий сгязи, % - эксплуатационные потери в единицу времени для каждого пункта, вероят-'

ность нерабочего состояния участка линии длгаой^,^. - количество пунктов, теряющих связь из-за нерабочего состояния ребра. Этот критерий позволяет выбрать структуру системы близкую к оптимальной и обеспечивающую требуемую надежность. Разработан алгоритм оптимизации структуры и процедура его реализации на ЭШ ,

Автором исследованы пуассоновсие потоки заявок и функции пропускной способности многоканальной системы сбора и обработки информации. Показало, что функция пропускной способности для пу-ассоновскогс потока заявок описывается уравнением вида:

Г х-pw

где - экспоненциально*

распределение интервалов обслужггзния, а функция q'N) имеет вид:

. л v-f

Щ* ' - ' J

Полученные зависимости позволяют выбрать оптимальное число каналов обслуживающей системы и необходимое число входных устройств системы при известкой пропускной способности канала.

Практическое применение полученные результаты нашш при разработке системы телеизмерения и телеуправления поливом цитрусовых плантаций, системы регистрации и обработки табельной информации, системы автоматического измерения и регистрации параметров аэродинамического поля моделей горелочно-топочных устройств, систем контроля и диагностики морской сейсмической косы, а такмз цифрового следящего преобразователя частоты е код и rama-лучевого высотомера. ■

В приложешм к диссертации приведены программы для расчета и оптимизации параметров измерителей тастоты, алгоритмов управления

25

по состоянию и воздействию и по минимуму среднеквадратичной ошибки, а тага® документы, подтверждающие внедрение и техники-экономично кун эффективность результатов работы.

ВЫВОДЫ

Развитый в диссертации подход является теоретическим обобщением многолетних исследований автора в области анализа, синтеза, проектирования и практической реализации элементов и устройств, а такяи систем автоматического контроля, управления , сбора и обработки информации. Совокупность полученных и обоснованных в диссертации результатов, на наш взгляд, представляет собой теоретическое обобщение - крупной научной проблемм разработки основ построения и принципов'технической реализации устройств и систем с пуаесоновским распределением информационных потоков, имеющей важное народнохозяйственное значение.

Решение указанной проблемы имеет особо важное значение в плане создания ионизационных преобразоватьивй контролируемых параметров для быстропротекаюшх процессов тачих, где использование других физически:: принципов не возможно р силу каких-либо причин, например, из-за агрессивности сред, еырочих температур, высоких давлений и т. п. Применение таких преобра?ователей в сочетании с микропроцессорами и другими элементами интегрального уровня позволяет создать устройства для построения современных систем, яв-ляюзихся важнейшим средством повышения качества управления разнообразными технологическими процессами.

Основные результаты работы формулируется следующем образом:

1. Систематизированы результаты исследований, посвященных описанию случайных импульсных потоков с пуассоновским распределением. Установлены закономерности преобразования потоков и возможности их использования при построении устройств обработки информации. Определены количественные оценки влияния относительной флуктуации на величину методической погрешности и показано, что ошибка может быть снижена до сколь угодно малого .значения либо за счет увеличения частоты следования импульсов, либо за счет увеличения времени измерения, либо за счет увеличения числа измерительных каналов.

2. Установлено, что при восстановлении непрерывной функции по значению средней частоты импульсного пуассоновского потока спект-

26

льные характеристики сигнала могут ишть периодическую составляю-ю. определяемую низкочастотной составляющей входного сигнала, сокочастотнь» составляющие сигнала имеют непрерывный спектр, верх-я частота которого определяется крутизной фронтов регистрируемых пульсов.

3. Найдены оптимальные нелинейные структуры преобразователя орого и первого порядка и установлена минимальная сложность физи-ски реализуемого устройства обработки частотно-импульсного пуассо-вского потока, оптимальная в смысле минимума среднеквадратичной ибки,' предложена процедура синтеза и реализации устройств данного па и выбора оптимальных значений их параметров.

4. Разработаны физико-технические и схемо-технические основы алтгаашги некоторых типов радиоизотопных преобразователей. Предло-н метод и последовательность выбора параметров радиационного уст-йства и установлены условия, определяющие границы выбора, обеспе-вающие (/инимияацив активности источника и снижение степени влияния есних факторов.

Б. Разработаны способы построения устройств обработки частот--импульсных пуассоновских потоков, которые могут применяться для мерения среднего значения частоты следования импульсов и восста-вления по нему непрерывного входного параметра и которые, в частот, могут применяться в ионизационных преобразователях. Разрабо-ны аналоговые и дискретные схемы обработки и исследованы их точ-стные и динамические характеристики. Разработаны,устройства обра-тки на основе цифрового следящего преобразователя частоты в код и кропроцессора, обеспечивающие создание принципиально нового поко-. ния радиационных преобразователей, с более широкими Функциональны-возможясстями и более высокой точностью. Определены основные тре-вания к микропроцессору, позволяющие производить его выбор. Пред-женные способы (аналоговый и цифровой) обработки пуассоновских по-ков реализованы в конкретных устройствах, а именно, в гамма-луче-м высотомере, цифровом индикаторе, бета-пылемере и генераторах пу-соновских потоков, нашедших применение в промышленности и научных следованиях. - .

6. На основе сформулированных в работе принципов и получен-х уравнений разработаны аналитические, ориентированные на i ис-льзование ЭШ игояэнерные методы синтеза структуры радиационных еобразователей, расчета их параметров и их практической реали-щщ, позволяющие автоматизировать процесс проектирования и

27

удовлетворить требованиям по минимуму среднеквадратичной ошибки, а также методы решения некоторых вадач синтеза информационных систем контроля, управления'« сбора информации.

7. Предложены критерий для оптимизации структуры линий связи системы управления рассосредоточенными объектами и критерий оптимизации числа каналов многоканальной системы сбора информации, ■ позволяющие ' осуществить синтез структур информационных систем при высокой скорости передачи информации и надежности.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Касьяненко А. А. Повышение точности и устойчивости следящего преобразователя частоты //Автометрия. -1985, N 5. -С. 19-2а

2. Касьяненко А.А.,Дымков С.С.. Кревич Е.И. Статья //Оборонная техника, 1968, N4. -С. 17-21. •

3. А. С. СССР N 52324 от 11.08.70. /А. А. Касьяненко, Е. И-JCpe-вич, R А. Тепляков и др. -12с. Нэ публ.

4. Касьяненко А. А. Применение микропроцессоров в системах автоматизации технологических процессов //Монтаж и наладка

< средств автоматизации и связи: Научно-технич. реф. сборник: Серия VIII. -1981. N1. -С. 10-14.

5. Касьяненко А. А., Гайдук А. Р., Саримахмудов М. Ф. Автоматизированная система аэродинамического эксперимента //Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы: Технические науки. -1981, N 2. -С. 47-49.

6. Kassiaríenko A. Caratterlstiche principall del slstemi di controllo dl processí tndusnriali basati sul sensorl di ionizzazione// Automazione e strumentazlone, 1981, N1. -P. 10-18.

7. Касьяненко А. А., Муттер R И.. Дакилъченко R С. Статья //Специальная радиоэлектроника, 1977, N3. -С. 29-32.

8. Касьяненко А. А. , Ыуттер R И., Данильченко R С. Статья //Специальная радиоэлектроника, 1977. N3. -С. 38-42.

9. Caballero A.. Kaslanenko A. Sistemas de medición. -Habana, Editorial pueblo y educación, 1986. -194p.

10. Caballero A. Gonzalez. Kaslanenko A.A. Sistemas de , medicloñr- Editorial Pueblo'y Educación. La Habana. 1988. - Î44p.

И. Каоьяненко А.А., Куприянов RE.. Юревот НИ. Цифровой нз-юритель средней скорости следования импульсов /Л'руды конф. по 1Втоматическому контролю и методам электрических измерений: В :-Т. -Новосибирск,СО АН СССР, 1967. -Т. 2. -С. 93-98.

12. Kasianenko A., Caballero A.. Kasansky I. Si stem elemecanico para control de Regadíos //Control Cibernética y lutomatlzacion. Cuba, Jullo-Dlclembre. -1972, Ano VI. N 3 y L-P.3-7.

la Касьяненио A. A. Повышение точности обработки информация i системах с пуассоновским распределением импульсных, потоков '/Синтез алгоритмов сложных систем: Шжвуз. тем. сборник. -Таган-юг. ТРТИ. 1990. -Вып. 7. -С. 135-14а

14. Kasianenko A. .Caballero A. .Kasansky I. Telemecánica: »riñera parte. -Habana, Cuba. 1971. -Ft-65& -207p.

15. Kasianenko A., Caballero A. Tolemecanlca: Segunda parte, .lneas, elementos, bloques. -Habana.Unlv. de la Habana,Cuba, 1971. Ft-840. -104p.

16. Kasianenko A, Caballero A. Tolo.TOcanica: Torcera parte. Habana, Univ. de la Habana,Cuba, 1972. -Ft-887. -70p.

17. Каоьяненко A. A. Чзстотнш мзтоды исследования устойчи-юсти автоттичесгаге систем управления. -Таганрог.ТРТИ. 1977. 77с. .

18. Kasianenko A., Caballero A., Kasansky I., Slsterca elenecanlco para control do regadío //l-ег encuentro nacional do ecnlea digital de Cuba -Habana. 1971. -18p.

19. Каоьяненко A. A., Шгейников Г. A. Погрешности счетных мето-¡OE из дарения частоты случайных импульсов //Проблемы преобразовали информашт и синтеза стохастических процессов. -Таган-юг, ТРТИ. 1971. -вып. а -с.бб-7а

20. Каоьяненко А. А. ШеерИГ. Об оптимизации числа каналов ¡дной обслуживающей системы //Вопросы технической диагностики: 1ежвуз. тем. сборник. -Таганрог, ТРТИ, 1974. -С. 239-247.

21.. Касьяненио A. L . Тепляков ЕЕ, • Х^>евич Е. JL Генератор лучайных сигналов с управляемая средней частотой. -IL , 1966. -Зс. ■ОСИНТИ 18-66, 1207/8а

22. Алгоритмы.; обработки табельной информации /А. А. Касьяден-о, М.П,Гарбуэ. ЕЕ Ситники др. //Синтез алгоритмов сложных истек: Межвуз. том. сборник. -Таганрог. ТРТИ. 1974. -Еьи. 1. С. 214-219. . ' ~

2а Гайдук А.Р. .Колесников А.А. .Касьяненко А. А. Об устойчивости нелинейных оптимальных систем /Синтез алгоритмов сложных систем: Медвуз. тем. сборник. -Таганрог, ТРТИ, 1974. ■ -Вып. 1. -С. 78-02. •

24. А, с. 411451 СССР, MKJÍ Е23 21/00. Устройство для определения- разностной частоты /А. А. Каеьяненко, Г. А. Шгейников,. JQ. П. Журавлев (СССР). -4с. :ил.

25. Касьяненко А.А.,Гарбуз М. П. .Шнеер М.Г. Машинная регистрация и обработка информации в автоматизированной системе табельного учета и пропускного режима // Вопросы проектирования автоматизированных систем управления: Труды ЛПИ. -Ленинград, ЛПИ, 1974.

337. -С. 27-30.

26. Григорьев Е С.. Касьяненко А. А. Алгоритмы получения пу-аесоновских потоков^// Синтез алгоритмов сложных систем: Межвуз. тем. сборник. -Таганрог, ТРТИ. 1976;-йл. 2. -С. 127-132.

27. Касьяненко А. А. Вопросы построения автоматических систем контроля и управления с ионизацрнными датчиками // Синтез алгоритмов сложных систем : Мэжвуз. тем. сборник. -Таганрог. 1977. -Вып. а С. 72-78.

28. Касьяненко А- А., Саримахмудов М. Ф., Харчистов R Ф. Устройство вывода информации на регистратор производства // Синтез алгоритмов сложных систем. Мэжвуз. тем. сборник. -Таганрог, ТРТИ, 1977. -Вып. а -С. 126-128.

29. v Касьяненко А. А.. Кабальеро А. Вопросы синтеза структурь проводных линий связи для информационных систем //Мгтоды построения алгоритмических моделей сложных систем: Межвуз. тем. сборник. -Таганрог.ТРТИ. 1977. -Вып. 2. -С. 199-204.

30. Автоматизированная система для измерения и регистрацю параметров аэродинамического поля моделей топочно-горелочных устройств /А. А. Касьяненко, А. Р. Гайдук, М. Ф. Саримахмудов и др. // Синтез алгоритмов сложных систем: Шжвуз. тем. сборник. -Таганрог. ТРТИ. 1977. -Вып. а -С. 123-125.

31. Kasianenkc A. Slstemi di controllo е verificazion© coi gli sensori di lonlzzazione //Seminarlo tecnico-scientifico d! Politécnico di Milano, Marzo.1979. -24p.

32. A. C. 855664 СССР. ЫКИ В 23 39/00. Многоканальное устройство приоритета /М.Д. Скубилин, А.А. Касьяненко (СССР). -5с.: ил.

.30'

33. Касьяненко А. А. Точность и устойчивость работы частот-чо-илпульснш преобразователей и возможности их использования в качестве устройств ввода информации в микропроцессоры / "Мэроды и средства преобразования электрических величин в частотно-временные сигналы и их применение в цифровых средствах измерения": Научно - те хнич»с кая конференция. -Пенза, 1980. -10с.

34. Касьяненко А. А. Вопросы построения частотно-импульсных систем на базе микропроцессоров // VÜJ всесоюзное совещание по троблемам управления: Список докладов. -Таллинн. 1980. -С. 148.

35. Касьяненко А. А. Микропроцессорный ГЩ-регулятор, самонастраивающийся по минимуму среакеквадратичнсй ошибки //Вэпросы теории и принципы построения оптимальных систем управления технологическими процессами: Научно-технический семинар СКНЦВШ. -Таган-хэг.ТРТИ, 1980. -8с.

36. Гайдук А. Р.. - Касьяненко А. А. Реализация управления по юстоянию и воздействию с помощью микропроцессора //Синтез алгоритмов сложных систем: Мэжвуз. тем. сборник. -Таганрог,ТР7И, 1981. -Был. IV. -С. 83-89.

37. Касьяненко А. А. Самонастраивающийся микропроцессорный Щ-регулятор //Синтез алгоритмов сложных систем: Медвуз, тем. ¡б'орник. Таганрог, ТРТИ.1981. -Вып. 4. -С. 67-72.

38. А. С. 140969, МКИ G06F 15/50. Устройство1 для управления гранспортным средством /М. Д. Скубилин, А. А. Касьяненко (СССР).' -Зс. ил.-.

39. Касьяненко А. А. Модели систем автоматического контроля я травления производственными процессами с ионизационными,датчика-га //Синтез алгоритмов сложных систем: Мэжвуз. тем. сборник. -Таганрог. ТРТИ, 1984. -Вьш.5. -С. 80- 8а

40. Kasianenko А. А., Ballestero R. - Aplicación de Íícroprccesadores en los sistemas de medición y control. -Santa üara, Cuba, Univ. Central de Las Villas, 1986. -124p.

41. Касьяненко A. A., Машковцев R И. Лабораторный практикум го курсу "Охрана труда". -М.: УДН.1988.' -С. 22-63.

42. Касьяненко А.А., Шгейников Г.А. Анализ погрешностей пре->бразования частоты в код //16-я научно-техническая конференция РТИ: Аннотации докладов. -Таганрог,ТРТИ, 1970. -С. 49.

4а Касьяненко А. А., Шгейников Г. А., йгейникова Р. В. Погреш-:ости цифрового интегрирующего измерителя частоты с непрерывным ^счетом и выбор его параметров //Реф. инф. по радио и злектрони-* N11. -1970. -Реф. N 10326. .-15с.

44. Каеьякенко А. А.. Штейяиков Г. А., Шгейникова^ Р. К Цифровой «титрирующий преобразователь частоты в код //16-я научно-тезли-«;«ская конференция ТРТИ: Аннот. докл. -Таганрог, ТРТИ, 1970. -С. 43.

45.. Гарбуз М. П.,Касьяненко А,А. (¿Щ^ер/И-Г". Яроя&ъро&Ыи^ комплекса технических средств подсистемы пропускного режима и табельного учета / 19-я научно-техническая конф. ТРТИ: Аннот.. докл. -ТаганрогЛРТИ, 197а -С. 37.

46.- Принципы построения подсистемы пропускного режима и та-' ' больного учета/А. А. Кьсьяненко.Ы. П. Гарбуз, М-Г.Шнеер и др. // Ф9-Я научно-техническая конф. ТРТИ: Аннот. докл. -Таганрог,ТРТИ, 197а -С. 36.

47. Решение N 4485526/°? от 22.05.91 ВНИИГПА о выдаче авторского свидетельства "Радиоизотопный пылемер" / А. А. Касьяненко, Ь С. Демидов, ЕЕ Зыков и К И. Тагасов (не публикуется).

ОП ТРТИ. Зак. "505 Тир. 199$) г.