Введение к работе
Актуальность проблемы. Возрастающая сложность СУ, повышение
требований к динамическим свойствам удаленішх объектов управления приводит к необходимости увеличения эффективности использования ограниченных ресурсов ТП (полосы и мощности сигнала) и к тенденции сокращения времени доставки контрольно-измерительной и управляющей информации в СУ. Внедрение новых высококачественных широкополосных трактов передачи для информационных управляющих потоков СУ РО на основе ВОСП позволяет повысить эффективность систем управления.
Оптическое,волокно как среда передачи сигнала, а также опто-электронные компоненты оптического передающего и приемного устройств налагают ограничения на характеристики цифрового сигнала, поступающего в линейный тракт волоконно-оптических систем передачи, поэтому сигнал подвергается перекодированию с помощью преобразователя кода в так называемый "линейный код". Однако в рамках МККТТ вопрос выбора кодов цифровых систем передачи окончательно не решен, поэтому, в настоящее время, используются рекомендации по выбору кодов, полученные в результате экспериментов (Л.М.Анд-рушко, В.Б.Каток). Выбор кода сложная и чрезвычайно важная проблема, от правильного решения которой зависят технико-экономические показатели приемо-передающей аппаратуры и проектируемой системы в целом.
Одним из путей повышения эффективности использования ТП СУ РО является совершенствование структуры линейных сигналов, уменьшения их избыточности , улучшения хронирующих свойств. В связи с этим задача исследования и разработки методов и устройств преобразования сигналов волоконно-оптических трактов систем управления является актуальной.
Методы исследования. Решение поставленных задач получено на
основе теории информации, теории вероятностей и математической статистики/ а также методов математического и численного моделирования на ЭВМ.
Научная новизна диссертации заключается в развитии теоретических положений анализа и синтеза алгоритмов формирования сигналов трактов передачи с заданными вероятностными характеристиками, что в перспективе должно обеспечить переход от практики бессистемного и в значительной мере случайного выбора алгоритмов сигналообразования к проведению комплекса научно обоснованных исследований, обеспечивающих максимальное приближение вероятностных характеристик сигналов ТП к требуемым образцам.
Конкретные научные результаты состоят в следующем:
предложена методика построения графов состояний однородных эргодических марковских цепей, характеризующих блочные сигналы ТП, позволяющая использовать существующие математические модели для вероятностного анализа линейных сигналов;
разработана методика вероятностного анализа графов состояний однородных эргодических марковских цепей, позволяющая качественно оценить распределние энергии по частотам, не прибегая к громоздким численным методам;
предложен комплекс программ моделирующий энергетический спектр сигналов ТП, что позволяет получать количественные оценки вероятностных характеристик исследуемых сигналов;
предложены рекомендации по синтезу линейных сигналов с заданными спектральными характеристиками;
предложены новые метода и устройства модуляции интенсивности оптической несущей и прямого детектирования, позволяющие улучшить основные характеристики сигналов ТП;
предлоиены новые методы и устройства, используемые в когерентных ВОСП, улучшающие информационную п. и энергетическую е эффективности.
Практическая ценность. Проведенные исследования позволили:
снизить затраты при проектировании ТП СУ за счет использо-ания существующих математических моделей, описывающих сигналы ТП. Применение этих моделей стало возможным благодаря использованию иетодики построения графов состояний однородных эргодических марковских цепей;
существенно сократить сроки разработки ТП СУ за счет внедрения методики вероятностного анализа графов состояний однородных эргодических марковских цепей, комплекса программ моделирования энергетических спектров сигналов ТП и методики синтеза сигналов с заданными вероятностными характеристиками;
повысить скорость и верность передачи команд управления и информации о состоянии удаленного объекта в условиях ограниченного времени доставки сообщения за счет использования новых сигналов тракта передачи.
Внедрение результатов. Основные результаты, полученные в диссертационной работе, использованы в научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках Донецкого НИИ комплексной автоматизации. Внедрение подтверждено приложенными к диссертации
актами. Фактический эффект от внедрения результатов работы составил 5Р300 рублей (в ценах 1991г)..
Аппробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на научно-технической конференции в г. Киеве (1G91 г J и семинарах КПИ (Киея 1992 г.)..
Публикации. По результата!! выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе получено четыре положительных решения и два авторских свидетельства на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы (137 названий) и приложения. Основное содержание работы изложено на 125 страницах машинописного текста. Работа содержит 43 иллюстрации, и 4 таблицы.
