Шпинковська Марія Іванівна. Нерекурсивні цифрові фільтри шумоподібних сигналів для систем керування

Краткое описание

Шпинковська Марія Іванівна. Нерекурсивні цифрові фільтри шумоподібних сигналів для систем керування : Дис... канд. наук: 05.13.05 2007

Шпинковська М.І. Нерекурсивні цифрові фільтри шумоподібних сигналів для систем керування. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 Елементи та пристрої обчислювальної техніки та систем керування. Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2007.
Дисертаційна робота присвячена розробці формалізованих методів та засобів створення нерекурсивних цифрових фільтрів (НЦФ) шумоподібних сигналів (ШПС), що забезпечують зниження їх складності та спрощення побудови за рахунок використання структурних особливостей ШПС.
Аналіз досліджень показав необхідність розвитку теорії для створення НЦФ ШПС. Сформульовано та доведено положення про особливості приналежності та розташування елементів узагальнюючої матриці передаточних функцій НЦФ. Розроблено методи: одержання структур НЦФ із використанням логічних функцій, побудови НЦФ ШПС із використанням спільних частин передаточних функцій та на основі структурних особливостей ПВП. Створено програмні засоби для одержання ПВП, моделювання систем керування із використанням структур НЦФ ШПС за розробленими методами. Моделювання системи передачі інформації із використанням НЦФ ШПС, які було створено за запропонованими методами підтверджує теоретичні результати і довело працеспроможність системи при різних рівнях перешкод.

У дисертаційній роботі проведено дослідження структур НЦФ та отримано нові науково обґрунтовані результати, які у сукупності розв’язують наукову задачу зниження технічної складності НЦФ ШПС з урахуванням їх структурних особливостей.
Основні наукові і практичні результати:
1. Виконано аналіз відомих форм реалізації структур НЦФ. Розглянуто способи описання структур та методи створення НЦФ, основні етапи проектування із приділенням уваги до етапу реалізації передаточної функції деякою структурою та розрахунку її параметрів. Розглянуто використання ШПС в системах керування та їх застосування у НЦФ. Аналіз досліджень показав необхідність розвитку теорії для створення НЦФ ШПС, що узгоджені із ПВП довжина яких не перевищує 128 символів.
2. Сформульовано та доведено, що приналежність елементів узагальнюючої матриці передаточних функцій її підматриці дозволяє у процедурі одержання НЦФ замість повного перебору розглядати меншу кількість варіантів структур
3. Сформульовано та доведено положення про розташування елементів затримки у матриці передаточних функцій, що дозволяє розглядати при створенні НЦФ замість усіх можливих варіантів тільки структури із визначеним розташуванням елементів затримки.
4. Сформульовано та доведено, що розміщення елементів в узагальнюючій матриці передаточних функцій гілок НЦФ дозволяє визначати кількість структур НЦФ ШПС, передаточні функції яких можна представити у вигляді повних багаточленів.
5. Розроблено метод одержання структур НЦФ із використанням логічних функцій для побудови структур фільтрів із заданою кількістю інверторів. Це дозволяє відбирати структури з необхідною кількістю інверторів (множників) з узагальнюючої матриці гілок НЦФ.
6. Розроблено метод побудови НЦФ ШПС із використанням спільних частин передаточних функцій. Це дає можливість реалізації структур НЦФ із перестроюваною передаточною функцією. Використання структур дозволяє зменшити кількість двовходових суматорів при реалізації спільними частинами НЦФ ШПС від 53% до 10% порівняно зі швидкими процедурами згортки при довжині ПВП з 7 до 255.
7. Запропоновано метод побудови НЦФ ШПС на основі структурних особливостей ПВП. Показано можливість використання їх властивостей у роботі НЦФ. Це дозволяє зменшити в середньому у 2 рази (в залежності від кількості блоків ПВП) кількість елементів затримки (комірок пам’яті) та інверторів при реалізації фільтра.
8. Створено програмні засоби для одержання ПВП, побудови НЦФ ШПС та моделювання систем керування із використанням структур за розробленими методами.
9. Моделювання системи передачі інформації із використанням НЦФ ШПС, які було створено за запропонованими методами підтверджує теоретичні результати і довело працездатність системи при різних рівнях перешкод.
10. Результати дисертації впроваджено у системі керування технологічним процесом виробництва комбікорму для контролю за рівнем зернових культур, мінеральної сировини та готової продукції. Це дозволяє зменшити фактор людини на 60%, підвищити виробничу потужність дільниці на 25% та більш ефективно вести облік виготовленої продукції.