Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет «ЛЭТИ»

кафедра ИИСТ

РЕФЕРАТ

на тему: «Метрологический синтез на основе полного перебора возможных

алгоритмов измерений»

Группа:

Студент:

Преподаватель: Цветков

Санкт-Петербург

201

ВВЕДЕНИЕ

Обязательным этапом структурного синтеза измерительной процедуры является установление множества возможных алгоритмов измерений в данной ситуации . Этот этап выполняется на основе имеющихся АЗ и предполагает наличие сведений не только о составе измерительного ресурса , но и о совместимости и взаимозависимости составляющих измерительный ресурс модулей.

Множество возможных алгоритмов измерений в фиксированной ситуации

Установление множества возможных алгоритмов измерений в фиксированной ситуации при заданном ИР (совокупность измерительных модулей, которые могут быть использованы при метрологическом синтезе), составляет первый этап структурной (алгоритмической) оптимизации измерительной процедуры. Ниже предлагается развитие подхода.

Задача ставится следующим образом: установить множество алгоритмов, способных выполнять необходимые измерения в заданной ситуации, причем таких, которые могут быть реализованы с помощью имеющегося ИР.

Резюмируя изложенное установление множества возможных алгоритмов измерений можно представить в виде отображения:

АЗ = (ММ_сит, ) = , , (1)

где - s-ый возможный алгоритм измерений (S_L, - число возможных алгоритмов измерений).

Данное отображение может быть представлено в виде последовательности двух отображений:

АЗ ==

где - р-ый возможный типовой алгоритм измерений (Р_Lm - число возможных типовых алгоритмов измерений),

- совокупность модификаций р-го типового алгоритма измерений (подмножество возможных алгоритмов измерений р-го типа).

При наличии на входе аддитивной помехи измерительная процедура может включать в себя фильтрацию, но может и не включать. В СВ может включаться неограниченное число решающих правил.

После установления совокупности возможных типовых алгоритмов в соответствии с (2) определяются возможные модификации алгоритмов, число которых зависит от числа входящих в измерительный ресурс модификаций модулей каждого типа и характеристик совместимости, представленных в модели (3).

Полный перебор возможных алгоритмов измерений

Установление множества возможных алгоритмов измерений позволяет из последовательностей отображений определить наилучший (оптимальный в установленном смысле) с помощью последовательного перебора всех алгоритмов с определением для каждого значения принятого критерия. Рассматривая задачи метрологического синтеза, полагаем, что принятый критерий - ВХ погрешностей результатов измерений . Тогда МА множества возможных алгоритмов измерений заключается в формировании соответствующей совокупности оценок принятого критерия (- оценка ВХ для s-гo алгоритма). Далее остается определить, какой алгоритм характеризуется требуемым экстремумом .

Достоинство рассматриваемого метода в том, что он гарантирует определение оптимального алгоритма измерений. Однако, перебор большого числа алгоритмов измерений с оценкой для каждого из них ВХ может потребовать недопустимо много времени. При этом основные временные затраты приходятся на выполнение метрологического анализа, т.к. для каждого возможного алгоритма необходимо установить вид соответствующей процедуры оценивания (вид аналитического выражения для расчетного оценивания и характер воспроизведения измерений при использовании имитационного моделирования).

Действительно, при выполнении МА S_L возможных алгоритмов на расчетной основе затрачивается время, определяемое в соответствии с соотношением

(4)

( время, затрачиваемое на МА s-гo алгоритма).

При этом (5)

( - время, затрачиваемое на вывод s-гo расчетного соотношения, - время, затрачиваемое на вычисления при формировании оценки с использованием s-гo расчетного соотношения).

Применительно к последовательному оцениванию ВХ погрешностей для составляющих установленную совокупность алгоритмов возможности последовательного метрологического анализа могут быть расширены с помощью такого упорядочивания этих алгоритмов, который позволяет при выполнении МА однотипных алгоритмов использовать однотипные же процедуры оценивания ВХ погрешностей, отличающиеся только значениями используемых параметров. Т_МА, при использовании сформированного расчетного соотношения уменьшается на величину . Таким образом, при наличии группы, включающей в себя n, однотипных алгоритмов, () - индексы принадлежащих к данной группе алгоритмов, определяющие их место в упорядоченном множестве возможных) вместо

Имеем

При при

Процедуры установления множества возможных алгоритмов несложно трансформировать так, чтобы при его упорядочивании были выделены однотипные.

Возможен следующий вариант решения данной задачи, основанный на последовательности (2):

Объединение ускоренного и последовательного МА обеспечивает достижение суммарной эффективности, т.к. при этом сокращается еще и время вывода расчетных соотношений при переходе от простых однотипных алгоритмов к более сложным. Так, при переходе от аналого-цифрового преобразования к аналого-цифровому преобразованию с нормализацией эффективность будет определяться использованием при МА последнего результатов МА аналого-цифрового преобразования. При переходе же от процедуры косвенных измерений с нормализацией к косвенным измерениям с нормализацией и коррекцией при МА последней используется относительно больший объем информации о результатах МА косвенных измерений с коррекцией, что в общем случае повышает эффективность.

Предложенный подход применим к МА на основе имитационного моделирования. В этом случае составной частью определения требуемой ВХ является формирование процедуры воспроизведения входного воздействия и выполняемых при измерении преобразований. Для обеспечения этого этапа МА создается библиотека программных модулей воспроизведения основных измерительных преобразований и специальная программа анализа рассматриваемой процедуры измерений (синтаксический анализатор). Эти средства не только позволяют автоматизировать процедуру синтеза программы имитационного моделирования, но и выделять случаи, когда программы идентичны и требуется лишь изменять значения используемых параметров. Последнее позволяет сократить время, затрачиваемое на формирование процедуры воспроизведения входного воздействия и выполняемых при измерении преобразований время также в число раз, равное числу однотипных модификаций алгоритмов измерений. Следует, однако заметить, что, если при выполнении МА на основе имитационного моделирования, время, затрачиваемое на формирование процедуры воспроизведения входного воздействия и выполняемых при измерении преобразований, относительно невелико по сравнению со временем, затрачиваемым на формирование массива оценок погрешностей результатов измерений , эффективность данного метода также будет невелика.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Романов В.Н., Соболев В.С., Цветков Э.И. Интеллектуальные средства измерения. Под ред. Э.И.Цветкова - М.: Татьянин день, 1994.- 280 с.