Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Повышение качества фазовых автоматизированных систем посредством использования установленных на основе моделей свойств спектрально-импульсного преобразователя частоты

Диссертация: Повышение качества фазовых автоматизированных систем посредством использования установленных на основе моделей свойств спектрально-импульсного преобразователя частоты
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В результате проведенных исследований функциональных зависимостей методической, инструментальной и суммарной погрешностей по линейной передаче фазы спектрально-импульсных преобразователей частоты выявлены общие закономерности их поведения, в частности, периодический характер, который позволил определить минимально достаточный фрагмент передаточной функции по фазе, полностью определяющей… Читать ещё >

Повышение качества фазовых автоматизированных систем посредством использования установленных на основе моделей свойств спектрально-импульсного преобразователя частоты (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА I. АНАЛИЗ ФАЗОВЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
    • 1. Л. Анализ роли преобразования частоты в процессах передачи информации в автоматизированных системах
      • 1. 2. Анализ существующих преобразователей частоты
        • 1. 2. 1. Аналоговые преобразователи частоты
          • 1. 2. 1. 1. Преобразование частоты на основе использования элементов с нелинейной передаточной характеристикой
          • 1. 2. 1. 2. Преобразование частоты на основе использования линейных цепей с переменными параметрами
          • 1. 2. 1. 3. Преобразование частоты на основе использования аналоговых перемножителей сища5юд>*.-'
        • 1. 2. 2. Импульсные преобразователи частоты
          • 1. 2. 2. 1. Спектрально-импульсный способ преобразования частоты на основе использования динамических особенностей фазовых спектров последовательностей прямоугольных импульсов
          • 1. 2. 2. 2. Спектрально-импульсный способ преобразования частоты на основе логического перемножения последовательностей прямоугольных импульсов

Эффективное функционирование автоматизированных систем (АС) контроля и управления производственными, технологическими процессами, сложными динамическими системами, объединяющие различные по характеру технологии, — во многом определяется методами преобразования и обработки информации. Особенно это имеет значение в АС, содержащих элементы телеметрии и телеуправления. К таковым относится целый класс так называемых фазовых АС, используемых, в частности, при производстве испытаний и контроля металлоизделий. Указанный класс фазовых АС характеризуется тем, что в качестве носителя информации используется фаза высокочастотных колебаний, передаваемых по проводному, высокочастотному каналам или радиоканалу связи. Неотъемлемой частью таких систем является преобразователь частоты. Используемые в современных фазовых АС преобразователи частоты являются одним из источников искажений информации о состоянии объекта контроля или управления и, тем самым, не позволяют улучшать качественные характеристики этих систем, в том числе такие, как точность и быстродействие.

Одним из возможных путей повышения качества фазовых АС является применение в системах сравнительно молодого класса помехоустойчивых спектрально-импульсных преобразователей частоты. Однако широкое использование данных устройств сдерживается отсутствием аппарата исследования и определения их характеристик, а также методов проектирования АС, содержащих эти устройства. Существующие методы и средства не позволяют решить эти задачи в полном объеме.

Объектом рассмотрения в настоящей работе являются фазовые автоматизированные системы.

Целью настоящей работы является повышение качества фазовых АС посредством уменьшения погрешностей, вносимых в информацию о состоянии объекта контроля или управления преобразователем частоты.

Предметом исследования в настоящей работе является спектрально-импульсный преобразователь частоты как структурный элемент фазовых АС и его влияние на качество последних.

Одной из основных характеристик спектрально-импульсного преобразователя частоты является погрешность по линейной передаче фазы, под которой понимается отличие фазы колебания, полученного в результате преобразования частоты, от фазы колебания на входе преобразователя. Указанная погрешность имеет две составляющие: методическую и инструментальную. Трудности определения этих погрешностей состоят в следующем.

Существующие инструментальные средства (фазометры) имеют погрешность измерения фазы порядка 0,1° и не позволяют определять указанные погрешности по линейной передаче фазы вследствие их малой величины.

Аналитическое определение погрешностей по линейной передаче фазы спектрально-импульсных преобразователей частоты сопряжено с громоздкостью математических выражений, содержащих бесконечные ряды. Расчет погрешностей по линейной передаче фазы по этим выражениям на ЭВМ на сегодняшний день оказался невозможен из-за накапливающейся вычислительной погрешности.

В работе предложен новый подход к определению погрешностей по линейной передаче фазы спектрально-импульсного преобразователя частоты, основанный на моделировании процесса преобразования.

На основе этого подхода разработаны методики определения методической и инструментальной погрешностей по линейной передаче фазы спектрально-импульсных преобразователей частоты, а также методики определения параметров передаточной функции спектрально-импульсных преобразователей частоты, используемых для анализа устойчивости и оценки качества фазовых АС.

На основе этих методик разработаны программные средства, позволяющие автоматизировать процесс исследований погрешностей по линейной передаче фазы спектрально-импульсных преобразователей частоты и определения параметров передаточной функции спектрально-импульсных преобразователей частоты.

В работе разработаны способы улучшения качественных характеристик фазовых АС на основе использования спектрально-импульсного преобразователя частоты.

На основе разработанных методик и способов повышено качество промышленной АС управления производством испытаний и контроля неуправляемых летательных объектов в условиях специализированных полигонов. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие эффективность применения разработанных методик и способов для повышения качества фазовых АС.

Диссертация содержит 225 страниц, 46 рисунков, 6 таблиц и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и одиннадцати приложений. Список использованной литературы содержит 99 наименований.

Основные результаты работы и выводы.

1. Впервые в практике исследований спектрально-импульсных преобразователей частоты сформулирован принцип построения модели и разработана многофункциональная модель реального преобразователя частоты.

2. Теоретически обоснован и разработан методический аппарат для исследования и определения передаточной функции по фазе спектрально-импульсных преобразователей частоты, основанный на моделировании идеального и реального процессов преобразования. Разработаны эффективные.

123 программные средства как инструмент реализации указанного методического аппарата.

3. В результате проведенных исследований функциональных зависимостей методической, инструментальной и суммарной погрешностей по линейной передаче фазы спектрально-импульсных преобразователей частоты выявлены общие закономерности их поведения, в частности, периодический характер, который позволил определить минимально достаточный фрагмент передаточной функции по фазе, полностью определяющей ее свойства.

4. Разработаны программные средства для определения параметров нелинейной передаточной функции спектрально-импульсного преобразователя частоты с целью использования их в процессе анализа устойчивости и ошибки регулирования замкнутой АС.

5. Разработаны способы улучшения характеристик фазовых АС по точности и быстродействию на основе применения спектрально-импульсного преобразователя частоты.

6. Произведены экспериментальные исследования эффективности разработанных методик и способов повышения качества фазовых АС, в результате которых выявлено снижение уровня фазовых шумов в 4 раза, повышение точности АС в 2,2 раза, увеличение быстродействия АС в 2,5 раза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Автоматизированные системы управления технологическими процессами: Справочник / Грищенко А. З., Грищук В. П., Денисенко В. М. и др. Под ред. акад. АН УССР Б. Б. Тимофеева. К.: Техшка, 1983. — 351 с.
  2. М.А. Теория автоматического регулирования. 3-е изд., пере-раб. и доп. — М.: Наука, 1966. — 452 е.: ил.
  3. А.Г., Коломбет Е. А., Стародуб Г. И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1985.-256 с.
  4. А. Г. Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1990. — 496 е.: ил.
  5. A.A. Амосов, Ю. А. Дубинский, Н. В. Копченова. Вычислительные методы для инженеров: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1994. — 544 е.: ил.
  6. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное пособие / С. В. Якубовский, Н. А. Ниссельсон и др.- Под ред. С. В. Якубовского. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1985. — 432 е.: ил.
  7. Анализ и расчет интегральных схем. Часть 2. Логические интегральные схемы. / Под ред. Д. Линна, Ч. Мейера и Д. Гамильтона. Перевод с англ. под ред. Б. И. Ермолаева. М.: Мир 1969. 388 е.: ил.
  8. Н. Anderson, P. Hiscocks. Switching multiplier is accurate at low frequencies //Electronics. 1978, — February 2, Vol. 51, No. 3.-pp. 114, 115, 117.
  9. Арсланов M.3., Рябков В. Ф. Радиоприемные устройства. Учебное пособие для вузов. М.: «Советское радио», 1973, 392 с.
  10. A.c. 1 408 383 СССР, МПК G 01 R 25/00. Способ измерения угла сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами / В. Н. Булатов, В. И. Кутузов, В. А. Власов и др. (СССР). Опубл. в Б.И. 1988, № 25.
  11. Г. И. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1969. — 424 е.: ил.
  12. Ф.И., Русанов Ю. Б. Элементы и устройства радиотелеметрических систем. М.: Энергия, 1973, 256 с.
  13. В.Н., Охременко A.B. Широкополосный фазовый модулятор // Труды второй международной научной конференции «Методы и средства управления технологическими процессами». Саранск, 1997. — С. 61−62.
  14. P.P., Шастова Г. А. Передача телемеханической информации. Москва-Ленинград: государственное энергетическое издание. 1960. — 144 с.
  15. Вольтметр универсальный В7−26 № 6163. Формуляр. 1983.
  16. О.П. Галахова, Е. Д. Колтик, С. А. Кравченко. Основы фазометрии. Д.: Энергия, 1976, 256 е.: ил.
  17. Помехоустойчивость типового тракта обнаружения сигналов / Н.Г. Еат-кин, В. А. Ееранин, М. И. Карновский, Л. Г. Красный К.: Техшка, 1971. — 204 с.
  18. И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для радиотехнич. вузов и фак. М.: Сов. радио 1963. — 695 е.: ил.
  19. И.С., Демин М. П. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. пособие для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1994. -480 с.
  20. B.C. Фильтрация измерительных сигналов. Л.: Энергоатоми здат. Ленингр. отд-ние, 1990. — 192 е.: ил.
  21. Еенератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-110. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 1982.
  22. .П., Марон И. А., Шувалова Э. З. Численные методы анализа. Приближение функций, дифференциальные и интегральные уравнения / Под ред. Демидовича Б. П. 3-е изд., перераб. — М.: Наука, 1967. — 368 е.: ил.
  23. И.Н. Телемеханика в автоматизированных системах управления на промышленных предприятиях. М.: «Энергия», 1970. 80 с.
  24. Н. В. Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. М.-JL:Энергия, 1965. 892 е.: ил.
  25. А.Г. Кибернетические системы с комбинированным управлением. -К.: Техника, 1966. 512 с.
  26. Измерения в электронике: Справочник / В. А. Кузнецов, В. А. Долгов, В. М. Коневских и др. М.: Энергоатомиздат, 1987. — 512 с.
  27. Измеритель фаз Ф2−34. Формуляр.
  28. Измеритель разности фаз Ф2−34. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2.721.057 ТО.
  29. В.А. Телеуправление и телеизмерение. Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия, 1974, 408 е.: ил.
  30. Интегральные микросхемы: Справочник / Б. В. Тарабрин, Л. Ф. Лунинин, Ю. Н. Смирнов и др.- под. ред. Б. В. Тарабрина. М.: Радио и связь, 1983. — 528 е.: ил.
  31. Е.В., Кутузов В. И. Спектрально-импульсные преобразователи параметров измерительных сигналов. Аналитический обзор. Приборостроение. -М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1989, 29 е.: ил.
  32. В.П. Корячко, В. М. Курейчик, И. П. Норенков. Теоретические основы САПР: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. — 400 е.: ил.
  33. Кофлин Р, Дрискол Ф. Операционные усилители и линейные интегральные схемы / пер. с англ. Бронина Б. Н. — под. ред. к.т.н. Гальперина М. В. -М.: Мир, 1979.-360 е.: ил.
  34. П.В. Теория автоматического управления: Учебн. Пособие для электротехн. Специальностей вузов. М.: «Высшая школа», 1973. — 528 е.: ил.
  35. Ф.В. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для вузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1983. — 320 е.: ил.
  36. Ф.В. и Савенко В.Г. Электрорадиоизмерения. Учебное пособие для вузов. Л.: «Энергия», 1975. — 368 с.
  37. В.К. Книга радиомастера. Изд 3-е, перераб. и доп. М.-Л.: Энергия, 1964. — 528с.: ил.
  38. А.П. Литвинов, С. П. Моржаков, Е. А. Фабрикант. Основы автоматики / под ред. В. А. Бесекерского. -М.: Машиностроение, 1967. 272 е.: ил.
  39. A.A., Сахаров О. Н. Синтез диодных функциональных преобразователей. М.: Энергия, 1976. — 167 е., ил.
  40. П.Н. Основы анализа электрических цепей. Нелинейные цепи: Учеб. для студентов электротехн. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1986. — 352 е.: ил.
  41. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник / И.В. Нова-ченко, В. М. Петухов, И. П. Блудов, A.B. Юровский. М.: КУбК-а, 1995. — 384 е.: ил.
  42. И.Г. Усилительные устройства: Учеб. пособие для вузов. -Изд 2-е, доп. и перераб. М.: Связь, 1977. — 360 е.: ил.
  43. . Е.М. Полупроводниковые преобразователи частоты. Л.: Энергия, 1968. 264 е.: ил.
  44. Ю.А. 180 аналоговых микросхем: Справочник. М.: Радио, 1993.- 152 е.: ил.
  45. И.В. Новаченко, В. А. Телец, Ю. А. Краснодубец. Интегральные схемы для бытовой радиоаппаратуры. Дополнение четвертое: Справочник. М.: Радио и связь, 1995. — 320 е.: ил.
  46. . П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые). 5-е изд. перераб. и доп. — К.: Вища шк. Голоаное изд-во, 1986. -504 е.: ил.
  47. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов / H.A. Аваев, Ю. Е. Наумов, В. Т. Фролкин. -М.: Радио и связь, 1991. -288 е.: ил.
  48. A.B. Определение инструментальной погрешности спектрально-импульсных преобразователей частоты / Оренбургский государственный университет. Оренбург, 2000. — 31 е.: ил. — Деп. в ВИНИТИ 17.04.00, № 1019—В 00.
  49. И.П., Козаченко М. Т. Повышение помехоустойчивости каналов связи АСУТП. К.: Тэхника, 1991. — 165 с.
  50. Ю.И. Методы построения множительных устройств с нелинейной интерполяцией. // Автоматика и телемеханика, 1975 № 8, с. 158−166.
  51. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи информации. / А. Г. Зюко, А. И. Фалько, И. П. Панфилов, B.JI. Банкет, П.В. Иващенко- Под ред.
  52. A.Г. Зюко. -М.: Радио и связь, 1985. -272 е.: ил.
  53. Помехоустойчивые устройства систем управления летательными аппаратами: Учеб. пособие / Под ред. A.A. Елисеева, А. П. Лукошкина. М.: МПИ, 1989.
  54. Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник. / Р. В. Данилов, С. А. Ельцова, Ю. П. Иванов и др.- Под ред. Б. Н. Файзулаева, Б. В. Тарабрина. М.: Радио и связь, 1987. — 384 е.: ил.
  55. Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. М.: Радио и связь, 1990. — 304 е.: ил.
  56. Паллю де Ла Барьер Р. Курс теории автоматического управления: Пер. с англ./ Под ред. П. И. Кузнецова. М.: Машиностроение, 1973. — 396 е.: ил.
  57. Радиоавтоматика. Учеб. пособие для студ. вузов спец. «Радиотехника» / Бессекерский В. А., Елисеев A.A., Небылов A.B. и др.- Под ред. Бессекерского
  58. B.А. М.: Высш. шк, 1985. — 271 е.: ил.
  59. Радиоприемные устройства. Под ред. Н. В. Боброва. Учебное пособие для вузов. М.: Советское радио, 1971. 496 е.: ил.
  60. Радиоприемные устройства: Учеб. пособие для радиотехнич. спец. вузов. / Ю. Т. Давыдов, Ю. С. Данич, А. П. Жуковский и др.- Под ред. А. П. Жуковского. М.: Высш. шк., 1989. — 342 е.: ил.
  61. Радиоприемные устройства. / А. Г. Зюко, Ю. Ф. Коробов, Г. И. Левитан и др. Под ред. А. Г. Зюко. — М.: Связь, 1975. — 400 е.: ил.
  62. Радиоприемные устройства. Учеб. для вузов. / И. Н. Амиантов, Ю. Н. Антонов Антипов, В. П. Васильев и др.- М.: Сов. радио. — 1974. — 560с.: ил.
  63. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб. пособие для вузов. / В. А. Борисов, В. В. Калмыков, Я. М. Ковальчук и др.: Под ред В. В. Калмыкова. М.: Радио и связь, 1990. — 304 е.: ил.
  64. Радиотехнические системы обеспечения посадки самолетов. Учебное пособие. / Ю. Е Гущин, В. В Кашинов, А. Н. Лапин и др. Под общей ред. профессора Г. А. Пахолкова. Иваново: Ивановский энергетический институт им. В. И. Ленина, 1975. — 152 е.: ил.
  65. А.Т. Повышение эффективности АСУ качеством электроэнергии спектральными методами воспроизведения параметров эталонных моделей: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Оренбург: ОГУ, 1997. 212 с.
  66. Дж. Транзисторно-транзисторные логические интегральные схемы и их применение: Перевод с англ. В. Л. Левина и Л. С. Ходоша. Под ред. Б. И. Ермолаева. М.: Мир, 1974, 288 е.: ил.
  67. Ю.А. Методы преобразования и выделения измерительной информации из гармонических сигналов. К.: Наукова думка, 1971. — 276 с.
  68. В .Я. Фазовые измерения. -М.: «Энергия», 1973.- 120 с.
  69. В.В., Матвеев П. С. Расчет оптимальных систем автоматического управления при наличии помех. М.: Машиностроение, 1973. — 239 с.
  70. Справочник по радиоэлектронным устройствам. В 2-х томах. Т.2/ Варламов Р.Г.- Додик С.Д.- Иванов-Цыганов А.И. и др.- Под ред. Линде Д. П. М.: Энергия, 1978.-328 с.
  71. Справочник по радиоэлектронным устройствам. В 2-х томах. Т.1/ Бурин Л.И.- Васильев В.П.- Каганов В. И. и др.- Под ред. Линде Д. П. М.: Энергия, 1978.-440 с.
  72. Справочник по радиолокации. Под ред. М. Сколника. Нью-Йорк, 1970: Пер. с англ. (в четырех томах) / Под общей ред. Трофимова К.Н.- Том 3. Радиолокационные устройства и системы / Под ред. Виницкого A.C. М.: Сов. Радио, 1978.-528 с.
  73. Справочное пособие по теории систем автоматического регулирования и управления / В. Д. Громыко, В. В. Зубарь, В. В. Кругликов и др. — под общ. ред. Е. А. Санковского. -Мн.: «Вышэйш. школа», 1973. 584 е.: ил.
  74. В.Н., Величко JI.M., Ткаченко В. А. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Радио и связь, 1982. — 112 е., ил.
  75. У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство / Пер. с нем. М.: Мир, 1982. — 512 е.: ил.
  76. Г. П. Элементы математического анализа. М.: Наука, 1974. -Т.2.-472 е.: ил.
  77. А., Геффнер Дж. Методы обработки экспериментальных данных / Пер. с англ. Шохат JI.A.- под ред. Монина A.C. 2-е изд. — М.: Изд-во иностр. лит., 1953. — 346 с.
  78. Е.И. Нелинейные системы автоматического регулирования / Под ред. Е. П. Попова. JL: Энергия, 1967. — 452 е.: ил.
  79. Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П. П. Мальцев, Н. С. Долидзе, М. И. Критенко и др. М.: Радио и связь, 1994. — 240 е.: ил.
  80. В.Д. Исследование динамических особенностей спектров импульсов // Известия вузов. Радиоэлектроника. 1979. — № 8. — С. 38−44.
  81. В.Д., Кутузов В. И. О некоторых динамических особенностях спектров импульсов // Радиотехника. 1973. — 28. — № 6. — С. 92−93.
  82. Электрические измерения: Учебник для вузов / Байда Л. И., Добротвор-ский Н.С., Душин Е. М. и др. / Под ред. Фремке A.B. и Душина Е. М. 5-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергия, 1980. — 392 е.: ил.
  83. Л.А. Квантование по уровню и временная дискретизация в цифровых системах управления. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 304 е.: ил.
  84. A.A. Горлач, М. Я. Минц, В. Н. Чинков. Цифровая обработка сигналов в измерительной технике. К.: Техшка, 1985. — 151 е.: ил.
  85. В.М. Цифровые измерительные устройства. М.: Высш. шк., 1981.-335 с.
  86. A.B. Комплекс программных средств для определения погрешностей по передаче фазы спектрально-импульсных преобразователей частоты. Информационный листок № 138−00 от 25.09.00. Оренбург: ЦНТИ, 2000. -4 с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!