Домбровський Збишек Іванович,. Методи і пристрої для достовірної ідентифікації розподілених об'єктів комп'ютеризованих систем

Краткое описание

Домбровський Збишек Іванович,. Методи і пристрої для достовірної ідентифікації розподілених об'єктів комп'ютеризованих систем : Дис... канд. наук: 05.13.05 2008

Домбровський З. І. Методи і пристрої для достовірної ідентифікації розподілених об’єктів комп’ютеризованих систем .-Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 комп’ютерні системи та компоненти. Тернопільський національний економічний університет, Тернопіль, 2008.
Дисертаційна робота присвячена розробленню цифрових пристроїв підвищення достовірності ідентифікації розподілених об’єктів КС діагностики і контролю енергоспоживання із використанням тональних сигналів при розвитку мережі. На основі формального подання характеристик пристроїв ідентифікації розроблено моделі, структуру цифрових пристроїв стабільного генерування та вузькосмугової фільтрації для достовірного виявлення тональних сигналів при ідентифікації об’єктів КС енергоспоживання при їх значному збільшенні.
У дисертації розроблено та досліджено нові цифрові пристрої сумування двійкових чисел, які забезпечують істинний результат і підвищують функціональну стійкість обчислень за рекурсивним алгоритмом, що уможливило удосконалити побудову цифрових генераторів і фільтрів тональних сигналів ідентифікації об’єктів КС на основі оптимізованої за кількістю множень цифрової ланки 2-го порядку цифрового резонатора. Запропоновано цифрові пристрої для побудови генератора сітки частот і набору фільтрів різної частоти, які на два порядки зменшують витрати на апаратуру та скорочується час на впровадження при розширенні КС контролю енергоспоживання.

В дисертаційній роботі розв'язано актуальне наукове завдання підвищення достовірності ідентифікації об'єктів комп’ютеризованих систем енергоспоживання за рахунок розроблення уніфікованих пристроїв цифрової техніки, яке має важливе значення для розвитку діагностики та контролю розподіленими об'єктами енергоспоживання при їх збільшенні. Побудова уніфікованих пристроїв цифрової техніки для підвищення достовірності ідентифікації об'єктів КС енергоспоживання уможливлено такими науково обґрунтованими результатами проведених досліджень.
1. Аналіз відомих пристроїв ідентифікації об'єктів енергоспоживання у КС контролю із застосуванням радіоканалу для зв’язку і методів забезпечення достовірності виявив, що існуючі пристрої ідентифікації при розвитку мережі і тенденції до зростання кількості об'єктів можуть бути удосконалені засобами цифрового оброблення сигналів шляхом підвищення стабільності частоти генератора і зменшення ширини смуги пропускання фільтрів, за умови врахування впливу квантування, дискретизації та виконання обчислень з кінцевою розрядністю, які у сукупності визначають достовірність ідентифікації.
2. Досліджені методи ЦОС шляхом порівняння нерекурсивних і рекурсивних алгоритмів показали, переваги застосування рекурсивних алгоритмів, щодо забезпечення стабільності генерування та вузькосмугової фільтрації близьких тональних частот, але при цьому виявили недоліки, пов’язані із квантуванням та нелінійністю обчислень у суматорі з кінцевою розрядністю, які призводять до нестійкості функціонування цифрових пристроїв ідентифікації об’єктів КС.
3. Розвинуто системні аспекти побудови пристроїв ЦОС ідентифікації об’єктів КС за рахунок обґрунтування застосування АРКС, і комплексу моделей процесів генерування та вузькосмугової фільтрації коротких посилок тональних сигналів, на основі яких виявленні подібні ознаки, що уможливило:
- запропонувати процедуру розроблення уніфікованої цифрової структури для генерування і фільтрації: від формування вимог до синтезу рекурсивної ланки;
- отримати вирази для оцінювання кількості достовірної ідентифікації об’єктів КС у мережі з радіоканалом за рахунок розгляду їх у сукупності щодо стабільності генерування та звуження смуги пропускання фільтрів, у взаємозв’язку з вибором імовірності їх помилки із врахуванням завад у радіоканалі;
- запропонувати формалізований опис процесів РЦФ, для дослідження необхідних та достатніх умов стійкості функціонування цифрових пристроїв, за яким доведено їх залежність від нелінійності результатів обчислень при сумуванні внаслідок переповнення розрядності, на основі якого розроблено новий метод усунення переповнень в суматорі, який відрізняється від відомих тим, що результат сумування формується в розширеному кінцевому полі по відношенню до входу.
4. Виконано обґрунтування вибору і синтез структури ланки другого порядку шляхом деталізації розрахунку комплексно - спряжених коефіцієнтів функції передачі у виді цифрового резонатора, придатного для побудови багато функціонального уніфікованого пристрою: генератора сітки тональних частот високої стабільності і набору смугових фільтрів з вузькою шириною смуги пропускання тональних сигналів, базовим пристроєм реалізації якого є суматор.
5. Розроблено на основі запропонованого методу нові схеми пристроїв сумування і накопичення чисел і компоненти опрацювання знакового розряду згідно з правилами логіки виконання операцій із знаком, які забезпечують істинні результати та знак сумування чисел в цифровому пристрої з обмеженою розрядністю, а проведений теоретичний аналіз сумування чисел для різних способів їх кодування із знаком підтвердив відсутність переповнення.
6. Розроблені уніфіковані цифрові пристрої підсистеми ідентифікації об’єктів КС на основі багатофункціонального цифрового резонатора в якості уніфікованого пристрою: генератора сітки тональних частот із стабільністю не гірше 10-6і набору вузько смугових (із меншою в 10 разів смугою частоти) фільтрів, уможливили удосконалити метод ідентифікації об’єктів КС при їх збільшені в 100 разів, без зменшення достовірності (на рівні 0.97).
Розроблені цифрові пристрої у порівнянні з відомими рішеннями мають переваги в тому, що усі функції і характеристики їх можна змінювати шляхом програмування, що дало можливість скоротити в 200 разів обсяг обладнання, а регулярна структура уможливлює реалізацію у виді надвеликих інтегральних схем (НВІС). Експериментальне дослідження розроблених цифрових пристроїв підсистеми ідентифікації об’єктів КС підтвердило ефективність такої реалізації.