Введение к работе
Актуальность. Решить важну» народно-хозяйственную проблему повышения качества продукции невозможно без проведения испытаний. Поэтому вопросам создания испытательных комплексов посвящен ряд теоретических и практических работ Божко А. Е., Генкина М. Д. . Гегманова А. Г.. Клюева В.Б. , Леусенко А. Е., Мандровского- Соколова Б.Ю. , Морозевича А. Н. , Петровского А. А. , Сумарокова В. В. , Туника А. А., Урецкого Я. С., Чеголина П. М., Черепова В. Ф. , Ярмолика В. Н. и др., а также ведугах специалистов зарубежных фирм "Hewlett Packard", "Ling Dynamic Systems" (США), "Derritron", "Shluroberger Instruments" (Великобритания), "Prodera" (Франция), "Bruel and Kjaer" СДания), "Shinken" (Япония) и др. Их исследования доказали эффективность использования аппаратно-ориёнтированных цифровых систем управления на базе ПЭВМ и процессоров программируемых воздействий, архитектура которых ориентирована на конкретный вид испытаний. Однако основной проблемой при производстве таких систем является сложность реализации аппаратных устройств вследствие больших материальных и временных затрат на проектирование, изготовление, наладку и сопровождение оригинальных разработок. Особенно остро эти проблемы встает при автоматизации испытаний на случайные воздействия, характеризующихся высокой удельной трудоемкость» алгоритмов генерации, анализа и коррекции случайного процесса (СП). Постоянно расширяющаяся область применения испытаний на случайные воздействия, наиболее адекватно отражавши реальну» среду эксплуатации изделий, делает актуальной задачу разработки эффективных алгоритмов функционирования и схемотехнических решений устройств формирования случайного процесса, позволяйся уменьшить аппаратные затраты при обеспечении высоких технический характеристик.
Цель работы - упростить формирование случайного процесса с заданными спектральными характеристиками.
Цель работы достигается решением следующих задач:
выбрать базовый метод формирования случайного процесса с заданными спектральными характеристиками;
разработать методы формирования случайного процесса а уменьшенной удельной трудоемкостьп алгоритма;
разработать аппаратные модули формирования случайного
4 процесса с упрощенной технической реализацией;
внедрить и исследовать предложенные методы и схемотехнические решения.
Метод исследования базируется на теории цифровой обработки сигнатов, теории вероятностей и математической статистике. Для подтверждения теоретических исследований использовались методы машинного моделирования и экспериментальные исследования на действующих макетах и рабочих образцах.
Научная новизна. Получены аналитические выражения плотностей распределения амплитуды и фазы рандоыизирущей функции для частного случая метода формирования случайного процесса рандомизацией амплитуд и фаз гармоник, математического ожидания и дисперсии средней мощности в полосе частот для метода рандомизации фаз гармоник.
Метод формирования случайного процесса рандомизацией фаз гармоник эквивалентного воздействия дополнен сглаживанием отрезков реализации демодулирующей функцией и интерполяционным полиномом, контролем мощности вне рабочего диапазона частот и формированием пред- и постиспытательного воздействия.
Разработан критерий плавности сопряжения отрезков реализации.
Метод оценивания случайного процесса на отрезке реализации дополнен определением количества выходов контролируемых параметров за границы доверительного интервала.
Разработаны оригинальные схемотехнические решения аппаратных модулей формирования случайного процесса с упрощенной технической реализацией.
Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что они позволяют:
ускорить процесс проектирования операционных устройств системы формирования случайных процессов благодаря упрощению процедуры выбора разрядности и формы представления операндов;
упростить техническую реализацию модулей формирования случайных воздействий.
Диссертационная работа выполнялась в рамках отраслевой программы "Комплекс", Еключенной в план важнейших работ министерства электронной промышленности от 15.01.82 г., N14;
республиканской комплексной программы интенсификации производства на основе внедрения достижений научно-технического прогресса на 1980-1S9Q годы С раздел "Фундаментальные и прикладные научно-исследовательские работы в области создания гибких производственных систем", задание 02.04.02), одобренной постановлением ЦК КПБ и Совета Министров БССР от 13 исия 1988 г. , И 179; межотраслевой программы "Персей-12". утвержденной постановлением Государственной комиссии Совмина СССР, ГКОТ и Госплана CCCF от 27.07.80 г., N 293/60/264.
Результаты внедрения. Результаты диссертационных исследований легли в основу подсистем формирования случайного процесса для автоматизированных систем контроля и испытаний и средств автоматизации разработки, которые внэдрены на предприятиях: МЗЭМ СМайский), НИТИ (Москва), ПКТИ АСУ "Нива" (Минск), и в учебный процесс Минского радиотехнического института. Установочная партия автоматизированной системы управления вибрационными испытаниями АСУ-ВИ выпущена Опытно-конструкторским бюро машиностроения при Майском заводе электронного машиностроения. Основные разработки защищены авторскими свидетельствами на изобретение.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждены на республиканской научно-технической конференции "Проблемы создания гибких автоматизированных производств" (Минск, 1985), Всесоюзном научно-техническом семинаре "Динамические испытания изделий новой техники" (Москва, 1986), Всесоюзном научно-техническом семинаре "Проблемы создания программного обеспечения комплексной автоматизации" СКалинин, 1987), республиканской научно-технической конференции "Перспективы развития и- проблемы эффективного использования ЭВМ общего назначения и персональных ЭВМ" (Минск, 1987), V Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых и специалистов "Проблемы совершенствования устройств и методов приема и обработки информации" (Москва, 1988), III Всесоюзной конференции "Моделирование отказов и имитация на ЭВМ статистических испытаний ИМС и их элементов" (Суздаль, 1989), XX научно-технической конференции молодых ученых и специалистов НПО "Агат" "Проблемы создания систем управления и средств автоматизации" (Минск, 1989), научно-технической конференции "Цифровые методы в решении задач управления" (Днепропетровск.
19893, Всесоюзном научно-техническом семинаре "Динамические испытания изделий новой техники" (Москва, 1991), научно-методических семинарах Кафедры информатики и вычислительной техники АН Беларуси (1988-1993), кафедр вычислительных методов и программирования и электронных вычислительных машин БГУИР (1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ, в том числе 1 статья, 8 авторских свидетельств СССР на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, включает список литературы из 93 наименований-(11 страниц) и ..приложение с актами о внедрении результатов НИР (20 страниц). Основное содержание работы изложено на 130 страницах машинописного текста и иллюстрировано 59 рисунками (58 страниц), 32 фотографиями "(20 страниц) и 18 таблицами (17 страниц).
Автор защищает; 1. Оценки вероятностных и спектральных характеристик методов формирования случайного процесса рандомизацией параметров детерминированного воздействия.
-
Критерий плавности . сопряжения отрезков реализации случайного процесса.
-
Метод формирования случайного процесса с заданными спектральными характеристиками сглаживанием отрезков реализации демодулирувщей функцией и интерполяционным полиномом с допусковым контролем и коррекцией параметров формируемого воздействия внутри рабочего диапазона частот в полном цикле испытаний.
-
Оригинальные схемотехнические решения аппаратных модулей формирования случайного процесса.
-
Результаты экспериментальных исследований и внедрения предложенных методов и схемотехнических решений.
