
- •Конспект лекций по курсу измерительно-вычислительные комплексы
- •Часть 1
- •Лекция 1.
- •Параметры движения ла:
- •Параметры окружающей среды:
- •Обобщенная структура контура управления ла:
- •Структура ивк:
- •Причины перехода к комплексам:
- •Требования к ивк:
- •Дополнительные требования:
- •Лекция 2 Оценка надежности.
- •Оценка стандартизации и унификации.
- •Комплексирование ивк.
- •Принципы комплексирования:
- •Лекция 3 Информационно измерительные системы (иис) как часть ивк.
- •Требования к иис:
- •Функциональная схема иис.
- •Классификация иис:
- •Методы измерений в иис.
- •Прямой метод измерений.
- •Преобразование сигнала измерения датчика давления генераторного типа цифровой свс.
- •Лекция 4 Характеристики иис.
- •Классификация погрешностей иис.
- •Статические характеристики иис.
- •Виды погрешностей характеристик.
- •Связь статической погрешности со способом соединения элементов иис.
- •Последовательное соединение элементов.
- •Параллельное соединение элементов.
- •3. Соединение с обратной связью.
- •Оценка статических погрешностей на выходе иис при заданном законе формирования сигналов.
- •Примеры при разных f.
- •Преобразование погрешностей элементов иис в выходные погрешности.
- •3. Общая погрешность.
- •Методы компенсации статических погрешностей и увеличения точности.
- •Лекция 5 Динамические характеристики.
- •Требования к динамическим свойствам системы.
- •Лекция 6 Оценка динамической ошибки.
- •Оценка динамической ошибки по коэффициентам ошибок.
- •Теорема Парсеваля.
- •Лекция 7 Повышение точности при случайном характере сигнала и помехи. Статистические характеристики.
- •Параметрическая оптимизация.
- •Интегрирующий фильтр.
- •Дифференцирующий фильтр.
- •Активные фильтры.
- •Лекция 8 Полный синтез оптимальной структуры.
- •Оптимальный фильтр Винера.
- •Фильтр Калмана.
- •Временная фильтрация.
- •Информационные характеристики.
- •Лекция 9 Комплексные методы обработки.
- •Метод фильтрации.
- •Метод коррекции.
- •Инвариантная комплексная система.
- •Лекция 10 Оценка эффективности комплексирования. Преобразующие и передающие устройства ивк.
- •Коммутаторы опроса.
- •Механические коммутаторы.
- •Электромеханические коммутаторы.
- •Электронные коммутаторы.
- •Параллельные ключи.
- •Последовательные ключи.
- •Требования к электронным ключам:
- •1. Схема ключа «на диодах».
- •2.Схема ключа «на транзисторах».
- •Требования к коммутаторам.
- •Коммутаторы можно разделить на определенные группы:
- •Лекция 11 Аналого-цифровые преобразователи.
- •Требования к ацп.
- •Характеристики ацп.
- •Лекция 12 пнк последовательного сравнения.
- •Пнк со схемой промежуточного преобразования.
- •Схемы гпн
- •Лекция 13 пнк последовательного сравнения с генератором ступенчатого напряжения
- •Пнк со следящей системой
- •Лекция 14 пнк поразрядного сравнения (уравновешивания)
- •Схемы сравнения электронных пнк.
- •2. Схема сравнения по напряжению.
- •Лекция 15 ацп непосредственного преобразования или преобразования угол - код.
- •Принципиальная электрическая схема ацп угол-код.
- •Способы считывания кода.
- •1. Контактный способ.
- •2. Фотоэлектрический способ.
- •Лекция 16 Выбор схемы пнк для цифровых систем обработки информации.
- •Цифроаналоговые преобразователи.
- •Лекция 17 Устройства передачи информации в ивк.
- •Линии связи
- •Электрические линии связи.
- •Первичные параметры.
- •Вторичные параметры.
- •Волоконно-оптические линии связи (волс).
- •Разделение каналов
Принципы комплексирования:
Использование принципа косвенных измерений, который предполагает, что для определения одного параметра используется несколько измерений.
N > n
Например, определение Vист требует измерения 3-х параметров:
Vист = ƒ(K, Pст, Pп, Tt)
Пример комплексирования по первому принципу – СВС – система воздушных сигналов. Предназначена для выдачи параметров движения на основе измерения состояния воздушной среды для движущегося объекта;
Pст – статическое давление;
Pп – полное давление (давление набегающего потока);
Tt – температура торможения;
Н – высота;
Vист – истинная скорость;
М – число Маха.
2. Принцип обеспечения точности и надежности. Он разбивается на 2 подхода:
а) повышение точности и надежности с использованием однотипных измерителей.
Можно применять простое осреднение:
При вероятности отказа датчика в качестве СОИ надо использовать кворум-элемент:
X вых
Если значение измеряемого параметра попадает в область
[0-Xвх от ; 0+Xвх от ], то происходит простое осреднение сигнала. Если значение измеряемого параметра выходит за границы, то такое значение отбрасывается и осреднение идет по остальным значениям.
б) объединение измерителей, работающих на разных физических принципах измерения.
Например, измерение курса:
СОИ – система обработки информации;
Дм – датчик магнитного курса;
Да – астрономический датчик курса;
Дг – гироскопический датчик курса;
Др – радиокомпас.
Каждый из методов измерения курса имеет свои преимущества и недостатки (например, магнитный не работает в зоне полюсов и магнитных аномалий, астрономический – в условиях плохой видимости и т.д.). Объединенные в единую систему эти методы позволяют повысить точность измерений.
Принцип экономической целесообразности.
Исходя из требований понижения стоимости оборудования, энергозатрат, уменьшения массы на борту необходимый измеряемый параметр определяется один раз и используется всеми потребителями.