Михайлов А. А.

Учебное пособие

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА

СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ ОЦЕНИВАНИЯ

СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

А.А. МИХАЙЛОВ

Новочеркасск 2007

.
УДК 519.23 (075.8)

ББК 22.17я73

М69

Рецензенты: докт. техн. наук, проф. Н. И. Горбатенко

докт. техн. наук, проф. Е. М. Ульяницкий

М69Системы реального времени. Синтез алгоритмов оценивания технологического параметра: учеб. пособие/Юж. – Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. – 227 с.

ISBN

В пособии излагается современная концепция системного подхода к оцениванию результатов эмпирических естественно – научных исследований при формировании новых знаний о технических объектах. Исследован простой одношаговый алгоритм (алгоритм Язвинского в международной классификации) для обработки экспериментальной информации при оценивании технологических параметров. Сформулированы стратегии формирования начальной модели измерения задачи оценивания и проведения начального эксперимента. Полученные результаты могут быть использованы как при исследовании технических объектов в АСНИ, так и при управлении технологическими процессами в АСУТП.

Предназначено для студентов технических вузов, где курс “Системы реального времени” входит в группу общеобразовательных дисциплин Государственного образовательного стандарта подготовки специалистов в рамках высшего профессионального образования.

УДК 519.23 (075.8)

ББК 22.17я73

ISBNÓ Южно-Российский государственный

технический университет, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 7

ГЛАВА 1. ОЦЕНИВАНИЕ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ... 12

1.1 Общий анализ этапов структурирования эмпирической информации 12

1.2. Концептуальная модель процесса оценивания контролируемых параметров. 15

1.3. Совершенствование алгоритмов обработки экспериментальных данных 19

1.4. Современная концепция оценивания измеряемого параметра. 22

1.5. Классификация результатов измерения по характеру оценивания погрешности. 23

1.6. Концептуальная модель задачи алгоритмизации оценивания результатов измерения. 25

1.7. Ретроспективный анализ этапов развития теории оценивания. 28

ГЛАВА 2. КРИТЕРИЙ КАЧЕСТВА ЗАДАЧИ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРА.. 31

2.1. Определение качества задачи оценивания измеряемого параметра 31

2.2. Формирование критерия качества гомоморфной математической модели измерения. 33

2.3. Информационная мера степени изоморфности модели. 35

2.4. Расчет информационной меры изоморфности. 38

2.5. Оценка информационного объема и риска модели измерения. 40

2.6. Асимптотическое оценивание пропускной способности математической модели измерения. 43

2.7. Асимптотический метод выделения признаков модели измерения 44

Типовые задачи и примеры их решения. 47

ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗ ИХ СВОЙСТВ.. 63

3.1. Особенности формирования алгоритмов оценивания в автоматизированных системах управления. 63

3.2. Общий анализ алгоритмов оценивания по критерию минимума риска 65

3.3. Общий алгоритм оценки измеряемого параметра. 69

3.4. Оптимальный одношаговый алгоритм.. 74

3.5. Модификации алгоритма обработки экспериментальных данных 77

3.6. Моделирование алгоритма обработки экспериментальных данных 79

3.7. Исследование сходимости алгоритма. 81

3.8. Определение весовых коэффициентов алгоритма. 84

3.9. Определение начальных условий алгоритма Язвинского при оценке результатов измерения. 87

Типовые задачи и примеры их решения. 90

ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛИ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАДАЧИ ОЦЕНИВАНИЯ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ... 108

4.1. Анализ задачи формирования модели измерения. 108

4.2. Принципы построения модели измерения параметра контролируемого объекта............................................................................................. 111

4.3. Этапы решения задачи формирования модели измерения. 114

4.4. Общая постановка задачи формирования модели измерения. 118

4.5. Выбор критерия близости. 121

4.6. Способы преобразования переменных модели измерения. 125

4.7. Общий анализ формирования модели контролируемого объекта 136

4.8. Решение задачи формирования модели контролируемого объекта 137

4.9. Оптимизация алфавита классов и словаря признаков. 139

4.10. Взаимосвязь размерности алфавита классов и качества и эффективности модели измерения. 140

4.11. Взаимосвязь размерности вектора признаков и вероятности правильности формирования модели измерения. 144

4.12. Формализация задачи оптимального взаимосвязанного выбора алфавита классов и словаря признаков. 146

4.13. Формирование оптимального алфавита классов и словаря признаков в условиях ограничений. 147

ГЛАВА 5. ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛИ ИЗМЕРЕНИЯ В ЗАДАЧЕ ОЦЕНИВАНИЯ ПАРАМЕТРА ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ НА НАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ РАЗРАБОТКИ НОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 150

5.1. Исследование условий формирования модели измерения задачи оценивания измеряемого параметра. 150

5.2. Геометрический способ формирования модели измерения. 151

5.3. Лингвистический алгоритм формирования модели измерения на начальных этапах оценивания. 153

5.4. Обоснование выбора критерия расхождения для формирования модели измерения по экспериментальным данным.. 154

5.5. Метод формирования модели измерения. 156

5.7. Синтез метода и алгоритма формирования стратегии постановки начальных экспериментов. 159

Типовые задачи и примеры их решения. 168

Глава 6. СОЗДАНИЕ УСТРОЙСТВ ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛИ ИЗМЕРЕНИЯ.. 176

6.1. Состав устройства формирования модели измерения. 176

6.2. Общий анализ устройств формирования моделей измерения. 180

6.3. Общий анализ моделирования устройств формирования модели измерения. 186

6.4. Структура устройства формирования модели измерения. 188

6.5. Моделирование контролируемого объекта. 190

6.6. Моделирование средств измерения параметров контролируемого объекта 192

6.7. Моделирование каналов измерения. 193

Типовые задачи и примеры их решения. 195

6.8. Модель алгоритма формирования модели измерения. 201

6.9. Модуль оценки качества и эффективности устройства формирования 205

6.10. Модуль управления моделью устройства формирования. 208

6.11. Использование принципов опытно-теоретического метода при моделировании устройства формирования. 211

6.12. Моделирование в задачах создания и оптимизации устройства формирования. 214

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 217

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК......................................... 219