Теорія та практика оптимальних за швидкодією управлінь веденими пристроями синхронізації телекомунікаційних мереж з фазовим автопідстроюванням частоти

3. На перетині дуги ВА з перетином продовження лінії переключення з півколом з координатами (5,0) отримаємо точку С. Дуга ВС дорівнює півколу з центром з координатами (+1,0) і радіусом, який дорівнює довжині між координатами цього центру і точки В. Проводимо дугу ВС.

4. Припис п.3 повторюється до перетину лінії ВТ з координатами Таким чином, отримаємо оптимальну траєкторію ABCD.

5. Фазова траєкторія, яка на заключному інтервалі оптимального за швидкодією руху відповідає руху по з координатами центру (-1,0) лінії переключення при до точки з перетином ЗКГЦ, будується з використанням методу інверсій по процедурі, яка описана вище. Таким чином, отримаємо оптимальну фазову траєкторію

6. Аналогічним чином точки і можна переводити до ЗКГЦ з координатами і навіть до нескінченності. Об'єднання отриманих дуг в принципі нескінченного числа половин радіусів, що дорівнюють l зліва і справа лінії переключення складають продовжену лінію переключення управляючого збудження:

(відрізок дуги АК) (відрізок дуги К1 А1) (33)

при умові, якщо початкові координати ВТ, вище вказаної кривої, рухається під впливом управління до тих пір, доки вона не попаде на дугу лінії переключення в точці А і по ній на відрізку дуги АК на точку К ЗКГЦ, причому в точках (+...В) управління переключається з на і рух буде здійснюватись вище продовженої лінії переключення (31) по дугам +...ВА.

В момент попадання ВТ в точки +...С і А управління переключить свій знак з на і рух буде здійснюватися нижче продовженої лінії переключення (31) по дугам +...СВ, АК.

7. Аналогічним чином ВТ з початковими координатами нижче кривої (31) управління буде здійснюватись з , а вище - . Переключення управління буде виконуватись в точках +...С1В1 з на з рухом по дугах +...C1B1, A1K1; а в точках +...B1A1 з на з рухом по дугах +...В1А1.

Як підсумок сказаного вище на рис.7 представлені дві оптимальні за швидкодією фазові траєкторії DCBAK i D1C1B1A1K1 ВТ з координатами відповідно і до точок К і К1, що розташовані на ЗКГЦ. Нижче доведено, що вказані фазові траєкторії є оптимальними і єдиними.

Слід відмітити ще одну особливість оптимальних по швидкодії управлінь консервативного КОУ від об'єктів з дійсними власними значеннями: продовжена вліво і вправо лінія переключення управляючого збудження не є складовою оптимальних траєкторій.

Теорема 1. Для консервативного КОУ типу (15) існує управління періодичним управляючим впливом об'єктом з коливальним статичним режимом роботи таке, що відповідна йому припустима фазова траєкторія закінчується на єдиній ЗКГЦ.

Теорема 2. При існуванні оптимального за швидкодією управління КОУ типу (15) всі граничні цикли є оптимальними, а неоптимальним управлінням відповідають, у разі існування, неоптимальні граничні цикли.

Теорема 3. Якщо система задана в вигляді гамільтоніану

(34)

і нехай допустиме періодичне управління із компактної множини , яке переводить ВТ із початкового положення (точку з координатами ) в одну із точок на ЗКГЦ з координатами то для оптимальності фазової траєкторії оптимального за швидкодією управління необхідна наявність такої ненульової безперервної вектор-функції яка відповідає функціям і і потребує досягнення максимума функції Гамільтона по змінній із , а саме:

(35)

з умовою в заключному моменті часу на ЗКГЦ

У шостому розділі виконано синтез і здійснена технічна реалізація розроблених алгоритмів управління ВПС ТКМ.

Синтез оптимальних за швидкодією управлінь об'єктів стратегічно представлено законом управління в вигляді функції фазових координат об'єкту, або в вигляді функції часу. Розв'язок задачі синтезу за допомогою принципу максимума зводиться до пошуку максимума по управляючим збудженням функції Гамільтона, яка в загальному вигляді є функцією багатьох змінних.

Відмітимо, що розв'язок задачі синтезу за допомогою алгоритмів у вигляді функції часу (програмне управління) практично неможливий, оскільки така реалізація синтезу обумовлює принципову трудність, яка випливає із самого формалізму принципу максимума: невідомі початкові умови додаткової вектор-функції і підбір їх по заданим граничним умовам практично неможливий.

Широке розповсюдження серед методів синтезу оптимальних за швидкодією управлінь отримав метод фазового простору об'єктів в сукупності з методом зворотного руху. З їх допомогою синтез швидкодіючих об'єктів здійснюється шляхом реалізації деякої функції координат об'єкту, яка співпадає по знаку з оптимальним управлінням. При такій технічній реалізації оптимального алгоритму управління використовується елемент релейного типу, оскільки алгоритм включає оператор sign, за допомогою якого здійснюється оптимальне управління. При цьому для формування управляючої послідовності необхідно виконувати нелінійні перетворення фазових координат об'єкту, яка ідентична лінії переключення управляючого збудження. Рівняння лінії переключення визначається рівнянням траєкторій, але ця процедура громіздка, особливо для об'єктів з високими порядками і КОУ. В цій ситуації рекомендується експериментально визначити лінію переключення, або використовувати операційні методи, які дозволяють розв'язати систему трансцендентних рівнянь гіперповерхності переключення.

Обґрунтовано експертно-аналітичний метод синтезу оптимальних періодичних управлінь. Ідея цього методу заключається в переході від функції управління об'єктів в часі до функції управління в фазовому просторі . Аналітична частина цього методу зводиться до отримання рівняння оптимальної за швидкодією лінії переключення управляючих збуджень; а експертна - до установлення взаємозв'язку оптимального управляючого збудження з однією із фазових координат КОУ і підстановки його в рівняння лінії переключення з метою отримання закону управління і визначення його знаків зліва і справа від лінії переключення управляючого збудження.

Теорема 1. Якщо існує оптимальне за швидкодією періодичне управляюче збудження , то існує і функція управління в фазовому просторі об'єкту управління, яка також забезпечує найшвидший рух ВТ від початкового її стану до точки на ЗКГЦ в кожен момент часу в залежності від її координат в фазовому просторі.

Синтез оптимальних управлінь здійснюється пошуком функції управління , для визначення якої необхідно знайти рівняння оптимальної лінії переключення управляючих збуджень. Алгоритм побудови оптимальної лінії переключення розроблено в розділі 5.

Аналіз лінії переключення управляючого збудження консервативного КОУ ВПС (експериментальним методом) у вигляді її рівняння (31), її графічне зображення (див. рис.7), суттєвості визначення 2 оптимальності задають оптимальне за швидкодією управляюче збудження вище лінії переключення при та , а нижче її при та , що може бути представлено алгоритмом

(36)

Якщо в рівняння лінії переключення (31) підставити алгоритм (36), то в результаті отримаємо оптимальний за швидкодією закон управління КОУ ВПС ТКМ в наступному вигляді:

(37)

Для лінії переключення при умові не існує закону управління, тобто . При та параметр ; а при та , величина . З урахуванням викладеного умовою належного напрямку переключення управляючого збудження є функція

Оптимальний ВПС має широкі можливості і складні функціональні елементи. До останніх перш за все слід віднести наявність ряду нелінійних пристроїв: ДІЛ - дільника, НП2...НП5 - квадраторів, М - множника та х2 - формувача абсолютного значення. Крім того до складу обчислювального пристрою входять: порівняльні пристрої ПП1 і ПП2, суматори і та підсилювачі .

Закон управління (37) гарантує рух ВТ до точок ЗКГЦ при будь-яких початкових координатах. Слід відмітити, що рух вздовж лінії переключення і умова (37) не забезпечують зміни стану оптимального управляючого збудження. Вихід із цієї ситуації можна знайти за допомогою використання логічного пристрою, який здійснював би зміну переключення управляючого збудження. Але, як показала практика тотожність ніколи не виконується в зв'язку з неідеальністю характеристики сервомеханізму і наявності запізнення в системі, тобто переключення управляючого збудження здійснюється уже після переходу ВТ лінії переключення. Ця обставина обумовлює відмову в потребі використання логічного пристрою для зміни знаку сигналу переключення управляючого збудження.

Головною відмінністю розробленого нами оптимального ВПС з фазовим автопідстроюванням частоти, в порівнянні з типовими, є використання дворівневого ієрархічного регулятора: регулятор нижчого рівня - це типова СФАПЧ із знакозмінною характеристикою ФД, яка функціонує в статистичному режимі роботи, і регулятор вищого рівня - обчислювальний пристрій, який реалізує в динаміці оптимальну за швидкодією оптимальну функцію управління і представляє собою управляючий пристрій ФД СФАПЧ. Одним із основних елементів запропонованого ВПС є керований фазовий дискримінатор (КФД), який окрім двох входів, на один із яких подається сигнал від ВТГ, а на другий - сигнал від ВдТГ, має ще третій вхід, на який подається сигнал функції управління . Фізична інтерпретація явищ, які проходять в КФД, зводиться до наступного: при відпрацюванні фазової похибки система під впливом функції управління почергово отримує максимальне "прискорення", а потім - максимальне "гальмування". При цьому можна розглянути два режими: 1) КФД з кусочно-постійною характеристикою при ; 2) КФД з кусочно-періодичною дискримінаційною характеристикою при . В стаціонарному режимі частоти коливань, які синхронізуються, задаються з визначенням ступені точності і в СФАПЧ встановлюється постійна похибка фаз, а вихідна напруга КФД є постійною.

Функція управління формується пристроєм управління КФД в залежності від величини і знака різниці фаз, частот, а при необхідності для високих порядків дифрівнянь матмоделі ВПС, і від прискорення та вищих похідних фазової похибки. Цей пристрій, в якому реалізується функція управління , включаючи і нелінійні пристрої такі як блоки апроксимації лінії переключення управляючого збудження, множники, дільники, квадратори та інші, отримав назву ОП. Сигнал функції управління змінює характеристику КФД. Особливістю періодичного за швидкодією КОУ ВПС ТКМ є наявність двох взаємозв'язаних параметрів управління і . При цьому має місце два режими оптимального управління: 1) при варіації вихідної напруги та періоду величина ; 2) при варіації та незмінності зокрема при величина . В першому режимі нормована характеристика КФД повинна бути кусочно-постійною функцією часу максимальної амплітуди, а її період дорівнює інтервалу тривалості оптимального руху, тобто в загальному випадку вона є неперіодичною функцією. В другому режимі при оптимальному за швидкодією управлінні характеристика КФД повинна складатись із суми кусочно-постійного (неперіодичного) управляючого збудження і періодичної характеристики .

Запропонована практична реалізація розроблених ВПС з фазовим автопідстроюванням частоти і їх елементів, технічна оригінальність і пріоритетність яких підтверджується двома патентами України. Так нами розроблено цифровий часовий дискримінатор, а також асинхронний цифровий дискримінатор. Ці пристрої можуть використовуватися для виміру часової неузгодженості імпульсних послідовностей у цифрових вимірювальних системах, мережах синхронізації, автопідстроювання періоду, фази, частоти.

У сьомому розділі наведені результати лабораторних та натурних експериментальних досліджень та випробувань розроблених ВПС з фазовим автопідстроюванням частоти інформаційних мереж та інфраструктур.

Розроблені ВПС досліджувались як виділені пристрої тактової синхронізації первинної мережі ВАТ "Укртелеком". Вони задовольняють міжнародним стандартам, які пред'являються документами організацій ITU-T та ETSI.

Методика вимірювання якісних показників розроблених ВПС ґрунтується на порівнянні часових співвідношень між двома тактовими синхросигналами. У якості приладу для вимірювання відхилення часового інтервалу (ВЧІ/ТІЕ) використовувався вимірювач параметрів синхронізації PJS2000compact, зав. №00101 фірми PLLB Electronica S.P.A. (Італія).

Вимірювач параметрів синхронізації PJS2000compact має АСЧ (рубідієвий генератор), який генерує еталонний синхросигнал, і фазовий компаратор (ФК), який забезпечує оцінку ВЧІ/ТІЕ, а також перетворює результати вимірювань часових параметрів у частотні.

Розроблені схеми, методики та методи досліджень, вимірювань і обробки показників синхросигналів експериментального зразка базового блоку (ВВ) виділеного пристрою мережевої тактової синхронізації первинної мережі ДПМ ВАТ "Укртелеком", таких як: ВЧІ/ТІЕ, , максимального відхилення часового інтервалу (МВЧІ/МТІЕ), девіації часових інтервалів (ДЧІ/TDEV), дисперсії Аллана (ADEV), модифікованої дисперсії Аллана (MDEV)) приймачів GPS NAVSTAR і ГЛОНАСС; ряду ведених генераторів і інтерфейсів синхронізації цифрових мереж.

Схема, яка реалізує методику дослідження характеристик придушення субнизькочастотних фазових тремтінь синхронізуючого сигналу (постійна часу петлі СФАПЧ встановлювалась в діапазоні 102-106 с) та реалізує режим "швидкого" старту ВВ ВПС.

Виготовлено та введено в експлуатацію експериментальний зразок ВВ3 виділеного веденого пристрою мережевої тактової синхронізації первинної мережі, структурна схема якого представлена на рис.10. Макет ВВ3 відрізняється від інших зразків ВВ, які розроблені нами раніше, введенням додаткового мікроконтролера ATmega128 фірми ATMEL і плати цифрового термостатованого керованого кварцового генератора (ОСXО), що дозволяє експлуатувати його в наносекундному діапазоні. Ця плата містить 20-ти розрядний цифро-аналоговий перетворювач DAC 1220, прецизійне джерело опорної напруги REF 1004I-2.5 фірми BURR-BROWN, OCXO ГК 75-ТС-54 фірми МОРИОН.

Проведено дослідження виміру характеристик експериментального зразка ВВ3 при підключенні його до діючого лінійного тракту з метою визначення працездатності на діючій мережі ДПМ ВАТ "Укртелеком", а також аналізу відповідності отриманих показників до заданих норм. ПДС і лінійний тракт первинної мережі технології SDH (мультиплексори і ВПС фірми Ericsson i Nortel) - це діюче устаткування ДПМ ВАТ "Укртелеком".

Виконані експериментальні дослідження шумових характеристик в режимі захоплення (locked mode) від еталону розробленого ВВ3 виділеного ВПС з метою перевірки на відповідність вимогам стандартів ETSI, а також аналізу можливостей прийому для синхронізації сигналу 5 МГц та відповідності отриманих показників до заданих норм.

Проведені вимірювання величин ВЧІ/ТІЕ та відносної нестабільності частоти вихідного синхросигналу ВВ3 ВПС, який підключався до діючого обладнання фірми Ericsson та Nortel, а також виконані чисельні розрахунки середньоквадратичної похибки часового інтервалу (TIErms), MDEV, АDEV, ДЧІ/TDEV, МВЧІ/MTIE. Результати по вимірюванню характеристик ДЧІ/TDEV та МВЧІ/MTIE експериментального зразка ВПС ВВ3. Порівнюючи отримані характеристики МВЧІ/MTIE та ДЧІ/TDEV (нижні криві) із заданими нормами (шаблони в вигляді верхніх кривих) стандартів організації ITU-T та ETSI видно, що вони не пересікаються. Таким чином, розробленні ВПС ТКМ забезпечують відповідність даних показників світовим стандартам.

ВИСНОВКИ

У дисертації теоретично узагальнена і розв'язана наукова проблема, що має важливе значення в галузі технічних наук і заключається в оптимальному за швидкодією періодичному в залежності від фазової координати управлінні повним і консервативним коливальними об'єктами, поведінка яких описується неоднорідними диференціальними рівняннями другого порядку. З точки зору технічних додатків в роботі вперше розроблена теорія, а її результати і висновки втілені в практику наношвидкодіючих управляючих збуджень ВПС сучасних ТКМ і інфраструктур з фазовим автопідстроюванням частоти.

Проблема дисертаційної роботи вирішена повністю, як теоретично, так і практично, її основні результати і висновки опубліковані. Оригінальність розробленого апаратурного обладнання оптимальних ВПС ТКМ захищено патентами України. Воно успішно пройшло лабораторні і натурні експерименти на організованій дослідній ділянці ДПМ ВАТ "Укртелеком", на що є відповідні акти.

Найбільш істотні наукові і практичні результати дисертаційної роботи можна сформулювати так:

1. Вперше обґрунтована та розроблена теорія оптимальних за швидкодією управлінь у вигляді доказаних теорем, кількісних і якісних співвідношень і залежностей, що дозволяють на їх базі реалізувати нові методи побудови періодичних в функції фазової координати управляючих збуджень ВПС ТКМ з використанням розроблених швидкодіючих систем з фазовим автопідстроюванням частоти, зокрема:

- формалізована математична постановка задачі оптимального за швидкодією періодичного управління коливальними об'єктами з врахуванням двох параметрів управління: власне періодичного по фазовій координаті об'єкту і самого періоду процесу;

- сформульовані та доказані основні теореми оптимального за швидкодією періодичного по фазовій координаті управляючого збудження про його єдиність і періодичність в функції часу;

- отримані математичні співвідношення, які визначають оптимальні алгоритми управління та дозволяють розрахувати всі показники динаміки і статики об'єктів управління, находити структури оптимальних фазових траєкторій в топологічному стані ВПС, знайти синтезуючу функцію управління, по якій можна реалізувати суб'єкт управління в вигляді обчислювального пристрою.

2. Узагальнені проблеми та обґрунтовано вибір побудови мереж синхронізації інформатизаційних інфраструктур на регіональному, національному і глобальному рівнях. Проведено концептуальне визначення національної мережі синхронізації України як єдиної, ієрархічної, з примусовим управлінням "ведучий-ведений" по принципу "зверху до низу", а також такої, яка використовує в якості транспортної первинної телекомунікаційної мережі технології синхронної цифрової ієрархії (SDH) та в якій тактові синхросигнали виділяються із оптичних групових трактів STM-N. Запропонована стратегія використання повністю плезіохронної структури мережевої синхронізації при об'єднанні інформаційних мереж України в національні інформатизаційні інфраструктури і подальшому інтегруванні їх в європейську та глобальну інформатизаційні інфраструктури.

3. Розроблено експериментально-аналітичний метод розрахунку числа рівнів ієрархії МС, який використовує тільки два основних показника із п'яти, що рекомендують стандарти міжнародних організацій ITU-T і ETSI для оцінки характеристик стабільності часу і частоти, а саме часову дисперсію TVAR і максимальну похибку часового інтервалу MTIE. Обґрунтовано методику розрахунку числа рівнів ієрархії, яка зводиться до порівняння отриманих експериментальних даних з нормативними параметрами, що розраховані по формулам рекомендованим міжнародними організаціями. Розроблено процедуру аналітичного розрахунку параметрів, при якій вихід будь-якого із них за рамки масок, обумовлює зміну архітектури МС і повторення процесу ітераційного наближення значень отриманих показників якості до значень нормативних параметрів.

4. Розглянуті та проаналізовані математичні моделі ВПС ТКМ з фазовим автопідстроюванням частоти: узагальнена модель і структурна схема об'єкту управління, встановлені формули переходу між різними формами запису матмоделей, матриці еквівалентного перетворення диференціальних неоднорідних рівнянь до канонічної форми, нормування математичних моделей об'єктів управління ВПС, отримані рівняння фазових траєкторій на площині координат об'єкту для консервативного і повного коливальних об'єктів ВПС шляхом заміни змінних. Вперше поставлені і розв'язані задачі аналітичного еквівалентного перетворення математичних моделей поведінки КОУ і представлення їх структур в вигляді з'єднання типових ланцюгів першого порядку: для повного КОУ в вигляді двох умовних аперіодичних послідовно з'єднаних ланцюгів першого порядку, які охоплені жорстким від'ємним зв'язком; а для консервативного КОУ - двома ідеальними інтегральними ланцюгами з жорстким від'ємним зворотнім зв'язком. Розроблені структурні схеми цих перетворень.

5. Розроблено теорію оптимального за швидкодією управління ВПС ТКМ з фазовим автопідстроюванням частоти. Сформульовані і доказані основні теореми оптимального за швидкодією періодичного по фазовій координаті управляючого збудження про його єдиність і періодичність в часі. Формалізована математична постановка задачі оптимального за швидкодією періодичного управління КОУ з врахуванням двох параметрів управління: власне періодичного по фазовій координаті об'єкту і його періоду. Експериментально досліджені оптимальні за швидкодією періодичні по фазовій координаті управляючі збудження повним КОУ.

6. Проаналізовані оптимальні за швидкодією режими перехідних процесів ВПС МС з фазовим автопідстроюванням частоти. Показано, що аналітичним методам заважають невизначеність числа періодичних управляючих збуджень, а також практична неможливість опису зображення оптимальних ліній переключення з допомогою аналітичних розрахунків. Запропонована принципова можливість визначення характеру режимів перехідних процесів в ВПС з КОУ за допомогою графічного методу "віяла січних". Побудовано алгоритм цього методу, з допомогою якого розраховані такі важливі кількісні показники перехідних процесів як швидкість та точність досягнення статичного стану, частота коливань та декремент загасання.

Запропоновано та реалізовано графо-аналітичний метод і розроблено алгоритм його реалізації, який базується на комплексному використанні приблизного розв'язку рівнянь в кінцевих різницях, методу "віяла січних", принципу максимума і методу фазової площини в сукупності з методом зворотного руху. Установлено, що з допомогою цього методу можна одночасно побудувати траєкторії всіх координат системи і отримати лінії переключення.

7. Запропоновані та проаналізовані нелінійні задачі теорії коливань з використанням поняття граничних циклів та принципу максимума, а також закладені основні положення математичної теорії дослідження об'єктів управління з спеціальними характеристиками: об'єкти є коливальними, а їх управляючі збудження є періодичними в функції фазових координат; режим роботи в статиці - примусові коливання. Отримані рівняння оптимальних фазових траєкторій консервативного КОУ та здійснено геометричний розв'язок у вигляді словесного алгоритму і його графічного представлення побудови фазового портрету. Сформульовані і доказані основні теореми про закінчення припустимих фазових траєкторій на єдиній ЗКГЦ. Установлено, що при існуванні оптимального за швидкодією управління КОУ усі граничні цикли є оптимальними і єдиними. Визначені умови оптимальності фазових траєкторій оптимальних за швидкодією управлінь.

8. Обґрунтовано та практично реалізовано експертно-аналітичний метод синтезу оптимальних періодичних управляючих збуджень, ідея якого заключається в переході від функції управління в часі до функції управління в фазовому просторі. Аналітична частина цього методу зводиться до отримання рівняння оптимальної за швидкодією лінії переключення управляючих збуджень; а експертна - до ув'язки оптимального управляючого збудження з однією із фазових координат КОУ і підстановки його в рівняння лінії переключення з метою отримання закону управління і визначення її знаків зліва і справа від лінії переключення управляючого збудження. Сформульована і доказана теорема про існування функції управління в фазовому просторі КОУ, яка забезпечує найскоріший рух ВТ від початкового її стану до точки на ЗКГЦ в кожний момент часу в залежності від її координат в фазовому просторі.

9. Розроблені наношвидкодіючі системи синхронізації з фазовим автопідстроюванням частоти, а також проведені лабораторні та натурні експериментальні дослідження розроблених ВПС з фазовим автопідстроюванням частоти на створеній дослідній дільниці для вимірів і досліджень частотно-часових характеристик цифрових пристроїв, систем, мереж телекомунікацій в ЛАЦ ЦПМ-11 ДПМ ВАТ "Укртелеком" з використанням користувальницького сегменту Глобальної системи навігації і визначення положення (GPS). Запропоновані та практично використані схеми методів досліджень, вимірювань і обробки отриманої інформації якісних показників ВПС ТКМ. Розробленні ВПС ТКМ, які забезпечують відповідність міжнародним стандартам, що пред'являються документами організацій ITU-T та ETSI.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Стеклов В.К., Скляренко С.М., Костік Б.Я. Системи фазового автопідстроювання з диференційними зв'язками. - К.: Техніка, 2003. - 328с.

2. Стеклов В.К., Костік Б.Я., Купрієнко В.Т., Орленко М.П., Стец О.С. Мережі передачі та розподіл потоків інформації.- Навчальний посібник: К.:УНДІЗ, 2004.- 124с.

3. Борщ В.І., Коваль В.В., Костік Б.Я., Михайлов М.К. Проблеми побудови мереж синхронізації інформаційних інфраструктур на національному, європейському і глобальному рівнях // Праці УНДІРТ. - 2003. - №4(36). - С. 24-30.

4. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я. Замкнутые кривые предельных циклов оптимальных по быстродействию систем // Праці УНДІРТ. - 2002. - №4 (32). - С. 63-65.

5. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я. Колебания в оптимальных по быстродействию системах радиоавтоматики // Радиотехника. - 2002. - Вып.128. - С. 219-225.

6. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я. Анализ характера переходных процессов в системах с колебательным объектом управления методом "веера секущих" // Вісник ДУІКТ. - 2003. - Т. 1, №1. - С. 23-26.

7. Borsch V.I., Koval V.V., Kostik B.Y. Peculiarities of optimal processing speed control problem solution for static operation modes object // Праці УНДІРТ. - 2003. - №2(34), - С. 114-116.

8. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я. Графоаналитический метод построения оптимальных по быстродействию режимов переходных процессов в системах фазовой автоподстройки частоты // Вісник Національного Університету "Львівська політехніка" "Комп'ютерні системи проектування. Теорія і практика". - 2004. - №501. - С. 92-98.

9. Борщ В.І., Коваль В.В., Костік Б.Я., Туманов Ю.Г. Оптимальне за швидкодією періодичне управління коливальним об'єктом. // Наукові праці ОНАЗ ім. О.С. Попова. - 2004. - №1. - С.16-21.

10. Борщ В.І., Коваль В.В., Костік Б.Я., Коршун Є.І., Туманов Ю.Г. Теоретичні рішення проблеми управління в оптимальних за швидкодією ведених пристроях синхронізації з фазовим автопідстроюванням частоти // Праці УНДІРТ. - 2004. - №1 (37). - С. 40-46.

11. Борщ В.І., Коваль В.В., Костік Б.Я. Експериментальні дослідження побічних спектральних складових на виході формувачів сітки частот // Зв'язок. - 2003. - № 5(43). - С. 35-36.

12. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Костик Б.Я. Методика решения задачи многокритериальной оптимизации систем управления разнородными телекоммуникационными сетями // Зв'язок. - 2003. - №1. - С. 42-44.

13. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Костик Б.Я. Метод векторного аналізу систем управління різнорідними телекомунікаційними мережами // Радиотехника. - 2003. - Вып.1. - С. 174-181.

14. Борщ В.І., Коваль В.В., Коршун Є.І., Костік Б.Я., Туманов Ю.Г. Алгоритм побудови топологічної структури оптимальних за швидкодією управляючих збуджень веденим пристроєм синхронізації телекомунікаційних мереж // Праці УНДІРТ. - 2004. - №2 (38). - С.68-73.

15. Карлаш С.Д., Коваль В.В., Коршун Є.І., Костік Б.Я. Оптимальні за швидкодією періодичні управління веденими пристроями синхронізації з фазовим автопідстроюванням частоти // Вісник ДУІКТ. - 2004. - Т. 2, №3. - С.151-156.

16. Борщ В.І., Карлаш С.Д., Коваль В.В., Коршун Є.І., Костік Б.Я., Туманов Ю.Г. Проблеми побудови єдиної національної мережі синхронізації України // Зв'язок. - 2004. - №6(50). - С.15-19.

17. Костік Б.Я. Матриці приведення диференційних рівнянь до коагульованої форми // Вісник Національного Університету "Львівська політехніка" "Радіоелектроніка та телекомунікації". - 2004. - №508. - С. 37-40.

18. Борщ В.І., Карлаш С.Д., Коваль В.В., Коршун Є.І., Костік Б.Я., Туманов Ю.Г. Оптимальне за швидкодією управління веденим пристроєм синхронізації телекомунікаційних мереж з інтегро-диференційним фільтром нижніх частот систем фазового автопідстроювання частоти // Збірник наукових праць Інституту проблеми моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. - 2003. - Вип.22. - С. 120-134.

19. Дробік О.В., Мірталібов Ф.А., Костік Б.Я. Застосування фазового автоматичного автопідстроювання частоти для синхронізації комутаційної системи МТ-20/25 із сучасними цифровими АТС // Зв'язок. - 2000. - №5. - С.56-58.

20. Костик Б.Я., Катасова Н.В. Оптимальная по быстродействию система фазовой автоподстройки с дифференциальной связью // Праці УНДІРТ. - 2003. №2(34). - С.88-90.

21. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я., Твердохлеб В.И., Туманов Ю.Г. Обеспечение и оценка надежности работы цифровых систем коммутации в процессе эксплуатации // Збірник наукових праць Інституту проблеми моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України. - 2004. - Вип.26. - С.6-13.

22. Борщ В.І., Карлаш С.Д., Коваль В.В., Коршун Є.І., Костік Б.Я. Синтез оптимальних за швидкодією періодичних управлінь веденими пристроями синхронізації // Электроника и связь. - 2004. - №23. - С.42-48.

23. Беркман Л.Н., Костик Б.Я., Мирошников В.В. Анализ точности нелинейных систем фазовой автоподстройки в установившихся режимах // Зв'язок. - 2004. - №8. - С.54-57.

24. Цифровий часовий дискримінатор: Патент України №3081, МПК Н03 D 3/04 / В.В. Коваль, В.І. Борщ, К.В. Коваль, Б.Я. Костік, М.К. Михайлов - №2004010217; Заявлено 12.01.04; Опубл. 15.10.04. Промислова власність, №10.

25. Асинхронний цифровий часовий дискримінатор: Патент України №3887, МПК Н03 D 3/04 / В.І. Борщ, О.В. Дробік, В.В. Коваль, Є.І. Коршун, Б.Я. Костік, Ю.Г. Туманов - №20040402805; Заявлено 16.04.04; Опубл. 15.12.2004. Промислова власність, № 12.

26. Система моніторингу телекомунікаційної мережі і підтримки експлуатації та управління: Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір України №10922. / Б.Я. Костік, О.Г. Киселевський, О.В. Каріченський, Є.І. Коршун, Н.В. Головцева, Г.О. Дубінін. Дата реєстрації 31.08.2004.

27. Дробік О.В., Коваль В.В., Костік Б.Я. Лабораторні та натурні експериментальні дослідження розроблених виділених пристроїв синхронізації інформаційних мереж і інфраструктур // Вісник УБЕНТЗ. - 2004. - №1. - С. 85-92.

28. Borsch V., Koval V., Kostik B., Mikhajlov N. Hierarchical isolated Networks of the synchronization at National, European and Global levels // International Conference "Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunication and Computer Science" (TCSET). - Lviv Polytechnic National University, 2004. - Р.337-338.

29. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я. Проблемы создания интегральных информационных сетей и информатизационных инфраструктур // Труды четвертой международной научн.-практ. конф. "Современные информационные и электронные технологии" СИЭТ-2003. - Одесса: ДП "Нептун-Технология". - 2003. - С.53.

30. Борщ В.І., Коваль В.В., Костік Б.Я. Розрахунок числа рівнів ієрархії мереж синхронізації / Сб. докл. 6-й научн.-техн. конф. "Современные проблемы телекоммуникаций" Часть 1. - Одесса, 2003. - С. 57-59.

31. Костік Б.Я. Нові технології експлуатації сучасних мереж синхронізації // Труды VII Междунар. научн.-практ. конференции "Системы и средства передачи и обработки информации". Академия связи Украины, ОНАС им. А.С. Попова. - Одесса. 2003. - С. 15-16.

32. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я. Микропроцессорное устройство тактовой синхронизации // 1-й Международный радиоэлектронный Форум "Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития" МРФ-2002. Сб. научн. Трудов. Часть 1. - Харьков: АН ПРЭ, ХНУРЭ. 2002. - С. 511-514.

33. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я., Дробик А.В. Выделенное устройство сетевой тактовой синхронизации с искусственным интеллектом на основе микроконтроллера ATMEGA128 // Труды VIII Международной научно-практической конференции "Системы и средства передачи и обработки информации". ОНАС им. А.С. Попова, 7-15 сентября г.Одесса. 2004. - С. 19-20.

34. B.Y. Kostik. Calculation of Response of Control Dynamic Periodic Process // Proc. Of the VII-th International Conf. CADSM 2003 "The Experience of Designing and CAD Systems in Microelectronics"- Lviv: Publishing House of Lviv Polytechnic National university. - 2003. - р. 411.

35. Борщ В.И., Коваль В.В., Костик Б.Я., Коршун Е.Н., Жукова Е.Р. Системы и средства метрологического обеспечения модернизации оборудования сетевой тактовой синхронизации информатизационных инфраструктур // Труды VII Междунар. научн.-практ. конференции "Системы и средства передачи и обработки информации". Академия связи Украины, ОНАС им. А.С. Попова, 2-7 сентября 2003 г.Одесса. 2003. - С. 27.

36. Костик Б.Я. Теория и практика исследования топологии оптимальных управлений в системах фазовой автоподстройки частоты // Труды VI Международной научно-практической конференции "Системы и средства передачи и обработки информации". УГАС им. А.С. Попова, 3-8 сентября г.Одесса. 2002. - С.50.

37. Valentin I. Borshch, Valeriy V. Koval, Bogdan Y. Kostik, Evgeniy I. Korshun and Yuriy G. Tumanov. Optimum on control speed of the slave synchronization device of telecommunications / 2-nd IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON CIRCUIT AND SYSTEMS FOR COMMUNICATION. - Moscow, Russia, June 30 - July 2, 2004.

38. Одинцов Н.Н., Заяц А.П., Костік Б.Я. Аналіз волноводної дисперсії в одномодових волокнах // Труды VII Междунар. научн.-практ. конф. "Системы и средства передачи и обработки информации". Академия связи Украины, ОНАС им. А.С. Попова, 2-7 сентября 2003 г. - Одеса, 2003. - С. 161.

39. Костік Б.Я. Сучасний стан, проблеми та перспективи розвитку первинної мережі України // Матеріали міжнародної конференції "Сучасний стан та перспективи використання ВОЛЗ. Первинні мережі України". 6-7 грудня 2001. - К: ВАТ "Укртелеком". - 2002. - С.6-10.

40. Стеклов В.К., Беркман Л.Н., Костік Б.Я. Застосування модифікаційного мінімаксного критерію для синтезу систем управління // Сб. докл. 6-й научно-технической конференции “Современные проблемы телекоммуникаций”. Часть 1. - Одесса, 2003. - С.142-144.

41. Костик Б.Я. Состояние и перспектива развития первичной сети ОАО “Укртелеком” // Сборник презентаций и докладов I-го международного симпозиума операторов и производителей оборудования “Телекоммуникации без границ”. - ОНАС им. А.С. Попова, 18-21 августа 2004 г. - Одеса, 2004. - С.20-28.

АНТОТАЦІЇ

Костік Б.Я. Теорія та практика оптимальних за швидкодією управлінь веденими пристроями синхронізації телекомунікаційних мереж з фазовим автопідстроюванням частоти. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.12.02 - телекомунікаційні системи та мережі. - Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій, Київ, 2004.

Дисертація присвячена розробці, дослідженню та аналізу оптимальних за швидкодією періодичних по фазовій координаті управляючих збуджень веденими пристроями синхронізації телекомунікаційних мереж (ВПС ТКМ). Висвітлені проблеми побудови мереж синхронізації. Розроблено експериментально-аналітичний метод розрахунку рівнів ієрархії мереж синхронізації. Складені та проаналізовані математичні моделі виділених пристроїв синхронізації ТКМ з фазовим автопідстроюванням частоти, проведено їх нормування та еквівалентні перетворення. Вперше запропоновані різні структурні схеми і представлення коливального об'єкту управління в вигляді комбінаційного з'єднання типових ланцюгів першого порядку. Сформульовані і доказані основні теореми оптимальних за швидкодією періодичних по фазовій координаті управляючих збуджень та побудови їх топологічної структури фазових площин. Проаналізовані оптимальні за швидкодією режими перехідних процесів ВПС ТКМ. Виконано синтез і технічну реалізацію розроблених алгоритмів управління. На основі встановлених закономірностей створена дослідницька ділянка і проведено виміри частотно-часових характеристик розроблених експериментальних зразків ВПС ТКМ.

Захищається 41 наукова праця (1 монографія, 1 навчальний посібник, 21 стаття у наукових фахових виданнях, 3 патенти України на винаходи, 1 стаття у науковому журналі, 14 матеріалів та праць міжнародних науково-технічних конференцій, в яких розроблені теоретичні основи та технічні додатки оптимальних за швидкодією періодичних по фазовій координаті управлінь веденими пристроями телекомунікаційних мереж).

Ключові слова: телекомунікаційні мережі, ведені пристрої, управління, синхронізація, автопідстроювання частоти, оптимізація, наношвидкодія, період, фаза.

Костик Б.Я. Теория и практика оптимальных по быстродействию управлений ведомыми устройствами синхронизации телекоммуникационных сетей с фазовой автоподстройкой частоты. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.12.02 - телекоммуникационные системы и сети. - Государственный университет информационно-коммутационных технологий, Киев, 2004.

Диссертация посвящена разработке теории и практике оптимальных по быстродействию периодических по фазовой координате управляющих возмущений ведомыми устройствами синхронизации (ВУС) телекоммуникационных сетей с фазовой автоподстройкой частоты.

Осветлены проблемы национальных сетей синхронизации (НСС). Обоснован выбор архитектуры НСС информационных сетей и информатизационных инфраструктур Украины.

Разработан экспериментально-аналитический метод расчета уровней иерархии сетей синхронизации, который основан на удовлетворении требований заданным значением показателей качества синхронизации.

Составлены математические модели ведомых устройств синхронизации с фазовой автоподстройкой частоты, выполнено их нормирование и проведены эквивалентные преобразования. Впервые предложены структурные схемы и представления колебательных объектов управления в виде комбинационного соединения звеньев первого порядка.

Сформулированы и доказаны основные теоремы оптимальных по быстродействию периодических по фазовой координате управляющих возмущений. В частности теоремы о периодичности в функции времени оптимального управления, которое переводит изображающую точку из любого начального положения в любую точку замкнутой кривой граничного цикла за минимальную продолжительность, а также о единственности оптимального по фазовой координате управления.

Проанализированы оптимальные по быстродействию режимы переходных процессов.

Предложен метод "веера секущих", который позволяет рассчитывать такие важные качественные показатели переходных процессов как быстродействие, точность достижения статического состояния, частоту колебаний, декремент затухания.

Предложен графоаналитический метод и алгоритм его реализации построения оптимальных по быстродействию динамических режимов в системах с периодическими процессами.

Выполнены синтез и техническая реализация разработанных алгоритмов управления. Предложен и обоснован экспертно-аналитический метод синтеза оптимальных по быстродействию периодических управлений. Доказана теорема об условиях существования оптимальных периодических управляющих возмущений.

Предложена техническая реализация разработанных ВУС телекоммуникационных сетей с фазовой автоподстройкой частоты и их элементов, оригинальность которых подтверждается двумя патентами Украины.

Создан исследовательский участок и произведены измерения частотно-временных характеристик пользовательского сегмента GPS, цифровых устройств, систем, цифровых сетей электросвязи в ЛАЦ ЦПС-11 ДПС ОАО "Укртелеком". Представлены результаты измерений характеристик разработанных экспериментальных образцов ВУС.

Защищается 41 научный труд (1 монография, 1 учебное пособие, 21 статья в научных специализированных изданиях, 3 патента Украины, 1 статья в научном журнале; 14 материалов и трудов международных научно-технических конференций, в которых разработаны теоретические основы и технические приложения оптимальных по быстродействию периодических по фазовой координате управлений ВУС телекоммуникационных сетей).

Ключевые слова: телекоммуникационные сети, ведомые устройства, управление, синхронизация, автоподстройка частоты, оптимизация, нанобыстродействие, период, фаза.

Kostik B.Yа. The theory and practice optimum on speed managements of slave devices of synchronization of telecommunication networks with phase-locked loop. - The manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of engineering science on a specialty 05.12.02 - Telecommunication systems and networks. State University of Information-telecommunication Technologies, Kiev, 2004.

The dissertation is devoted to development and practice optimum on speed periodic on phase coordinate managing excitations by slave devices of synchronization of telecommunication networks.

The problems of synchronization networks construction are covered.

The experimental - analytical method of account of levels of hierarchy of networks of synchronization is developed.

The mathematical models of SSD of TN with phase auto tuning of frequency, their normalizing and equivalent transformation are made. The block diagrams and representations CMO as combinational connection of typical circuits of the first order for the first time are offered.

The modes of optimum on speed transients in SSD of TN are analyzed.

The synthesis and technical realization of the developed management algorithms is executed.

The research site is created and the measurements of frequency - temporary characteristics of digital networks are carried out.

41 scientific works (1 monographic and 1 manual, 21 articles in the scientific profile editions, 3 patents of Ukraine for the inventions, 1 article in scientific magazines, 14 materials and works of the international scientific and technical conferences are protected, in which the theoretical bases and technical applications of optimum on speed periodic on phase coordinate managements of slave devices of telecommunication networks) are developed.

Key words: synchronization, optimization, speed, periodicity of managements, phase-locked loop.

Размещено на Allbest.ru