Виртуальный прибор, распознающий периодические и случайные сигналы
Функциональное назначение заявляемого виртуального прибора (ВП): распознавание формы сигналов, их классификация и идентификация. Реализация измерения формы сигналов с помощью технологии идентификационных шкал. Панель управления и программный код ВП.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.01.2020 |
| Размер файла | 232,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Виртуальный прибор, распознающий периодические и случайные сигналы
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Функциональное назначение заявляемого виртуального прибора (ВП) состоит в распознавании формы сигналов, их классификации и идентификации. виртуальный прибор программный
Область применения ВП - интеллектуальные системы измерения, управления, контроля и диагностики, работающие в режимах интерактивного и автоматического распознавания и идентификации сложных сигналов.
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
Включают персональный компьютер типа PENTIUM-3 и выше с 64 МБ (и выше) оперативной памяти. Используемая среда программирования - LabVIEW-7.1.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Определяются конкретной предметной областью применения и оговариваются в техническом задании.
УСЛОВИЯ ПЕРЕДАЧИ ДОКУМЕНТАЦИИ
Техническая документация передается заказчику на договорной основе с заявителем.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
При разработке систем автоматического управления, ориентированных на работу в условиях высокой степени неопределенности внешних воздействий, возникает необходимость в адаптации алгоритмов управления к этим условиям. Основным источником информации об изменении условий управления являются сигналы, снимаемые с различных датчиков. При этом в большинстве случаев изменяются не только параметры, но форма сигнала.
В настоящее время в технике обработки сигналов отсутствуют инструменты непосредственного измерения формы сигналов. Поэтому мониторинг формы сигналов чаще всего осуществляется путем косвенных измерений большого числа параметров Фурье-спектра с объединением результатов измерений в один с помощью сложных логических построений. Все это ведет к усложнению программного обеспечения систем управления и, как следствие, к уменьшению их быстродействия.
В заявляемом виртуальном приборе (ВП) реализовано непосредственное измерение формы сигналов с помощью технологии идентификационных шкал [1-3] (ИШ). Структурная схема ИШ, представленная на рис. 1, состоит из тестеров идентификационных параметров (IdP-тестеров), реляционной базы данных (БД) и логического анализатора (ЛА).
Строки (записи) БД образованы именами эталонных сигналов, которые следует различать в процессе последующей штатной работы системы в режиме распознавания. Эталоны БД формируются экспертом на этапе обучения. От количества и качества эталонов зависит разрешающая способность ИШ. Столбцы (поля) БД образованы именами используемых идентификационных тестеров, с помощью которых производится измерение входных сигналов. С формальной точки зрения, IdP-тестер осуществляет отображение множества, например, временного ряда наблюдений F(t), в число G, с соблюдением двух основных принципов: масштабной инвариантности и эквивалентности. Эти принципы формулируются следующим образом:
1. Масштабная инвариантность отображения множества (сигнала) F(t) в число G, при которой Id[F(t)] = Id[A + BF(Ct)] = G, где Id[..] - операция идентификации сигнала, A, B, C - постоянные коэффициенты.
2. Эквивалентность форм характеристик сравниваемых сигналов, при которой, если G1 = Id[F1(t)], G2 = Id[F2(t)], то при G1 = G2, имеем F1(t) ? F2(t), где знак "?" означает, что эти сигналы эквивалентны в идентификационном смысле.
Таким образом, в клетках БД заносятся измеренные значения идентификационных параметров сигналов.
В ЛА хранится алгоритм, в соответствии с которым эталоны БД выделены в требуемые классы. Этот алгоритм формируется экспертом на этапе обучения и заключается в последовательной сортировке и фильтрации записей БД по каждому идентификационному параметру. Количество выходов алгоритма равно числу классов, на которое делятся эталоны БД. Если на вход системы поступит неизвестный сигнал, он будет отфильтрован алгоритмом в соответствующий класс по совокупности своих идентификационных параметров.
В заявляемом виртуальном приборе данная технология распознавания сигналов реализована в виде структуры, изображенной на рис.2.
Рис. 2. Панель управления и программный код ВП
ВП (рис.2) содержит: два S-тестера, один K-тестер и подприбор RndPerRecog, выполняющий функции БД и ЛА. Соответствующие структуры данных инструментов представлены на рис. 3-5.
Рис.3. Структура программного кода S-тестера
Рис. 4. Структура программного кода K-тестера
Рис. 5. Структура программного кода подприбора RndPerRecog
Функции, выполняемые указанными инструментами сведены в табл. 1.
Таблица 1
|
№ п/п |
Наименование инструмента |
Выполняемая функция |
|
|
1 |
Первый S-тестер |
Измерение распределения мгновенных значений входного массива сигнала - формирование первого идентификационного параметра S1 |
|
|
2 |
Второй S-тестер |
Измерение распределения мгновенных значений приращений входного массива сигнала - формирование второго идентификационного параметра S2 |
|
|
3 |
K-тестер |
Измерение частотного распределения входного массива сигнала - формирование третьего идентификационного параметра K |
|
|
4 |
Подприбор RndPerRecog |
Хранение значений идентификационных параметров S1, S2 эталонных сигналов: Периодических - SIN (синусоидального), TRI (треугольного), SQU (прямоугольного), SAW (пилообразного). Случайных, с распределениями - 2MOD (двумодального), ASIN (арксинусного), EVEN (равномерного), SIMP (треугольного), GAUS (нормального), LAPL (двустороннего экспоненциального), KOSH (Коши), BINOM (биномиального). Управление БД идентификационных параметров S1, S2 эталонных сигналов - реализация алгоритма распознавания. Вычисление частоты периодических сигналов по значению идентификационного параметра K с учетом формы периодического сигнала. Формирование выходного суждения о принадлежности входного массива сигнала к эталонам путем присвоения либо имени ближайшего эталона, либо имени UNKNOWN (неизвестный). |
При необходимости возможно расширение БД эталонов как периодических, так и случайных сигналов с целью увеличения числа распознаваемых классов. Для адаптации ВП к другой предметной области требуется сформировать новую, соответствующую БД эталонов. При этом структура ВП и алгоритм его работы останутся прежними.
Литература
1. Кликушин Ю.Н. Классификационные шкалы для распределений вероятности.- Интернет-статья, М.: Журнал Радиоэлектроники, ИРЭ РАН, № 11 (ноябрь), 2000 г.
2. Кликушин Ю.Н. Технологии идентификационных шкал. - Материалы 7-ой Международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения", АПЭП-2004, Новосибирск, НГТУ, т.3, с.52-57.
3. Кликушин Ю.Н. Алгоритм классификации сигналов. - Материалы 8-ой Международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения", АПЭП-2006, Новосибирск, НГТУ, Т.3, с.126-133.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Использование электрических сигналов в технических системах. Классификация сигналов: непрерывные и дискретные, детерминированные и случайные, периодические, каузальные, финитные, когерентные и ортогональные. Длительность, ширина, объем и база сигнала.
реферат [59,9 K], добавлен 09.07.2009Процесс моделирования виртуального прибора (измерительного канала) для измерения температуры, которая изменяется со временем. Формирование и запись кадра для дальнейшей передачи, хранения и обработки информации. Прибор для считывания данных из файла.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 02.04.2011Назначение и преимущества использования среды программирования LabView. Передняя панель и блок-схема простого виртуального прибора VI. Разработка структурной и принципиальной схем преобразователя напряжения и частоты, алгоритм его функционирования.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 29.01.2013Преобразование аналоговой формы первичных сигналов для их обработки с помощью ЭВМ в цифровой n-разрядный код, и обратное преобразование цифровой информации в аналоговую. Практическая реализация схем аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей.
реферат [89,2 K], добавлен 02.08.2009Изучение математического описания дискретных детерминированных сигналов и овладеть программными средствами их моделирования в MatLab. Взаимосвязь между дискретным и дискретным нормированным временем. Линейная комбинация дискретных гармонических сигналов.
лабораторная работа [1,6 M], добавлен 16.10.2021Создание виртуального музея, интерактивность как требование к приложению. Проектирование объектной модели хранилища данных виртуального музея. Обзор, сравнение систем управления содержимым. Реализация основного функционала подсистемы, этапы ее разработки.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 13.10.2016Структура и периферийные устройства микроконтроллеров AVR. Способы генерации аналоговых сигналов с помощью ШИМ и R-2R матрицы. Хранение значений синусоиды в памяти программ (Flash ПЗУ) оперативном запоминающем устройстве, энергонезависимой памяти EEPROM.
курсовая работа [452,4 K], добавлен 15.12.2014Принцип радиолокационной съемки с синтезированной апертурой. Полунатурное моделирование зондирующих и отраженных сигналов. Способы генерации высокочастотных сигналов, модулированных сигналами произвольной формы. Этапы испытания макета фрагмента РСА.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 07.07.2012Обзор программ для сшивания фотопанорам. Создание фотопанорам для виртуального тура. Выбор и загрузка изображений. Автоматическое склеивание снимков. Указание дополнительных контрольных точек. Объединение панорам в виртуальный тур, его реализация.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 22.01.2016Моделирование процесса обработки 500 сигналов, поступающих с датчиков. Определение среднего времени задержки сигналов в канале и линии-ЭВМ и вероятности переполнения входных накопителей. Разработка и описание алгоритма функционирования программной модели.
курсовая работа [140,7 K], добавлен 09.04.2013BIOS (базовая система ввода-вывода) - реализованная в виде микропрограмм, часть системного программного обеспечения. Загрузка с помощью BIOS. Программа инициализации. Виды и назначение звуковых сигналов при возникновении сбоя при загрузке компьютера.
реферат [514,1 K], добавлен 12.04.2012Обзор технологии OpenStack, область ее применения. Реализация библиотеки классов. Реализация базовых классов и интерфейсов архитектуры. Создание виртуального сервера. Интеграция разработанной библиотеки классов и архитектура проектного решения.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 09.08.2016Понятие "виртуального офиса". Защищённый канал доступа сотрудников к системам фирмы, хостинг систем, документооборот, портал. Пользователи виртуального офиса. Услуги и преимущества виртуального офиса, принцип работы. Недостатки и ненадежные провайдеры.
контрольная работа [34,9 K], добавлен 21.10.2010Создание образа диска с помощью программного продукта Nero для резервного копирования, распространения программного обеспечения, виртуальных дисков, тиражирования однотипных систем. Возможности Alcohol 120%, Daemon Tools для эмуляции виртуального привода.
курсовая работа [188,9 K], добавлен 07.12.2009Среднеквадратические значения напряжения и тока как одни из параметров периодических сигналов. Специфические особенности использования аппроксимационного подхода для определения квазидетерминированных сигналов и метрологического анализа результатов.
диссертация [3,7 M], добавлен 04.06.2017Настройки Windows XP (панель управления). Запуск программ с помощью панели управления. Основные группы панели управления. Выбор оформления рабочего стола. Сеть и соединения с Интернетом. Звуки, речь и аудиоустройства. Производительность и обслуживание.
реферат [892,1 K], добавлен 28.04.2010Выбор элементной базы: микроконтроллера; микросхем для реализации системной шины; памяти; кварцевого генератора; сторожевого таймера; индикатора и коммутатора; последовательного порта. Программное обеспечение микропроцессорной системы обработки сигналов.
курсовая работа [259,3 K], добавлен 19.04.2012Словесный, графический, табличный, программный способы представления алгоритма. Основные конструкции в любом алгоритмическом языке. Теория обнаружения, различения и оценивания сигналов. Радиолокационные системы обнаружения. Система распознавания образов.
презентация [4,8 M], добавлен 09.06.2015Стандартный интерфейс IEC 625-1 для программируемых приборов. Логическая организация интерфейса. Протокол сигналов для установления связи по магистрали IEC. Условия функционирования приборов в системе. Коды и форматы, физическая реализация интерфейса.
контрольная работа [102,4 K], добавлен 23.01.2014Анализ методов, основанных на использовании преобразования во временной области и добавления эхо-сигналов для стеганографической защиты аудио файлов. Метод встраивания с расширением спектра. Эффективность стеганографической защиты. Техника безопасности.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 14.11.2011
