Введение к работе
Актуальность проблемы. Динамическое развитие приборостроительной промышленности обуславливает наличие на сегодняшний день большого парка измерительных и вычислительных средств, постоянное его обновление и пополнение ставят перед разработчиками сложную задачу выбора оптимальной структуры измерительно-вычислительных систем на его основе.
Проектируемые измерительные каналы, описываются многомерным полем дискретных параметров, значение которых определяется -различными зависимостями от параметров составляющих канал измерительно - вычислительных средств, соединенных друг с другом в заданной последовательности.
Нахождение.вида данных п - мерных зависимостей и использование в пррцессе структурного синтеза измерительных каналов является сложной малоизученной проблемой. Особый интерес представляют метрологические характеристики канала как части информационно-измерительной системы. Данный аспект практически не освещен в теории структурного синтеза сложных технических систем и измерительных в часности.
Однако при решении практических задач структурного проектирования для конкретных видов данных зависимостей могут быть предложены методы получения оптимальных решений с применением дискретного программирования и комбинаторных методов, программирования,
Целью диссертационной работы является разработка методов и алгоритмов выбора измерительных . каналов оптимальной /по заданному критерию эффективности/ структуры, разработка программных средств и методики логического проектирования измерительных.каналов.
Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:
-
разработка и исследование алгоритмов, позволяющих моделировать расчет параметров измерительно - вычислительного канала /метрологических и технических характеристик/ на основе параметров составляющих канал компонентов;
-
создание и теоретическое обоснование алгоритмов и методов проектирования, позволяющих выбрать оптимальный вариант структуры измерительного канала по заданному критерию
- 2 -эффективности в рамках выдвинутых ограничениях на реализации измерительного канала;
3) разработка инженерной методики логического проектирования измерительных каналов оптимальной структуры.
Основные методы исследования. Методы .исследования, применяемые при решении поставленных задач, базируются на обще? теории решения оптимизационных задач и. теории алгоритмов; используют результаты алгоритмической теории измерений и исследования операций и др., а также накопленный к настоящему времени опыт и результаты в области автоматизированного проектирования измерительных систем.
Научная новизна проведенных исследований состоит в том, что:
-
разработаны и теоретически обоснованы модели описа-1 ния и расчета параметров измерительного канала, в том.числе и характеристик погрешности, позволяющие проводить- оптимизацию по точностным параметрам;'
-
дано формальное описание и исследованы особенности применения, алгоритмов беспошагового (отсевающего) метода оптимального синтеза измерительных каналов,- алгоритмов поиска приближенного решения типа "жадного алгоритма", построенных на основе метода перестановок, и алгоритма метода последовательного анализа отсева вариантов, основанные на моделях описания и расчета параметров канала;
-
создан и теоретически обоснован метод проектирования измерительно - вычислительных каналов оптимальной структуры на основе адаптивного сочетания алгоритмов, направленный на последовательное сужение исходного пространства возможных реализаций и поиск совокупности оптимальных решений, более эффективный в ряде приложений по сравнению о существующими методами.
Практическая ценность работц. Значение результатов диссертационной работы для практики заключается в следующем:
разработана инженерная методика проектирования измерительных каналов и пакет прикладных программ:
использование разработанных методов и алгоритмов возможно, также при проектировании других сложных/ технических систем, параметры которых расчитываются'на осйовё параметров составляющих систему компонентов, сокращает трудоемкость
эазработки и уменьшает вероятность возникновения случайных эшибок в процессе проектирования.
Реализация результатов работы. Предложенная методика логического проектирования измерительно - вычислительных каналов и пакет прикладных программ внедрены на опытном заводе-института Гипроуглегормаш г. Караганды, что подтверждается соответствующим актом о внедрении, и использовались в учебном процессе в СПб ТЭТУ.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:
научно-техническом семинаре "Применение персональных ЭВМ в проектировании и технологии", ЛДТП, Санкт-Петербург, 30-31 октября .1992 г;
научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СІІ6 ГЭТУ, Санкт-Петербург, 1993-1994 гг.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5< печатных работ, из них 4 статьи и 1 депонированная рукопись.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения и списка литературы, включающего Н'О наименований. Основная часть работы изложена на 150 страницах машинописного текста. Работа содержит 9 рисунков и 7 таблиц.