Моделі та алгоритми процесу ідентифікації при вимірюванні складних просторових поверхонь об’єктів

Размещено на http://www.allbest.ru/

КиївськИЙ національнИЙ університет імені Тараса Шевченка

АВТОРЕФЕРАТ

МОДЕЛІ ТА АЛГОРИТМИ ПРОЦЕСУ ІДЕНТИФІКАЦІЇ ПРИ ВИМІРЮВАННІ СКЛАДНИХ ПРОСТОРОВИХ ПОВЕРХОНЬ ОБ'ЄКТІВ

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному авіаційному університету Міністерства освіти і науки України, м.Київ.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Квасніков Володимир Павлович, Національний авіаційний університет, професор кафедри інформаційних технологій.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Шинкарук Олег Миколайович, Хмельницький національний університет, завідувач кафедри радіотехніки; доктор технічних наук, професор Кучерук Володимир Юрійович Вінницький національний технічний університет, професор кафедри метрології та промислової автоматики.

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 58, зал.12.

Автореферат розісланий “12”___03__ 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради С.О. Пашков

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В сучасних умовах для розвитку виробництва України велику увагу приділяють підвищенню якості продукції, що в свою чергу потребує розвиток інформаційно-вимірювальних систем (ІВС) для автоматичного контролю параметрів в координатно-вимірювальних машинах (КВМ). Враховуючи те, що основу професійних знань в науці і техніці складає вимірювальна інформація, необхідно забезпечити виробництво високоефективними методами і засобами вимірювання та ідентифікації, а також методами контролю та керування, що містять в собі останні досягнення в галузі інформаційно-вимірювальних систем.

Розробка і дослідження координатно-вимірювальної системи для автоматичного контролю параметрів за допомогою методів ідентифікації, дозволяє одержати своєчасну і достовірну інформацію про розміри об'єкту.

Для підвищення точності вимірювання з урахуванням повороту деталі та робочого столу, а також дестабілізуючих факторів є застосування стратегії та розробка методів ідентифікації та точності вимірювання.

Разом з тим, комплексний підхід до одночасного процесу ідентифікації та вимірювання з урахуванням автоматичного несинхронного опускання щупа вимірювальної головки координатно-вимірювальної машини раніше не використовувалися. Тому обґрунтування і розробка інформаційно-вимірювальної системи для автоматичного контролю параметрів, що здатна забезпечити підвищений рівень точності автоматичного вимірювання та ідентифікації об'єкту, є актуальною задачею. Її вирішення дозволить підвищити надійність КВМ, точність синхронізації вимірювальних точок, вірогідність автоматичного контролю параметрів об'єкту зі складною просторовою формою. просторовий поверхня лінійний

Координатно-вимірювальні машини, які використовуються в виробництві малоефективні, мають невисоку точність вимірювання, недостатньо надійні та в основному не мають систем самоналагодження. В сучасних КВМ з інтелектуальною системою при контролі та вимірюванні об'єктів зі складною поверхнею не застосовується процес ідентифікації та методи розпізнавання образів. Це обумовлено тим, що існуючі методи розпізнавання об'єктів використовуються на практиці повільніше, чим розвиток інформаційно-вимірювальних систем.

В роботах відомих вчених В.М.Глушкова, П.П.Орнатського, Л.Льюнга, Е.П.Сейджа, Дж.Мелса, Ю.Ф.Павленка, Я.З.Ципкіна, В.А.Гапшиса, А.Ю.Каспа-райтиса, П.Ейкхоффа та інших розглядалися процеси ідентифікації та вимірювання геометричних параметрів об'єктів, але не поєднувалися при проектуванні інформаційно-вимірювальних систем в координатно-вимірювальних машинах, які забезпечують підвищення продуктивності при контрольних операціях, а також зменшення інструментальних похибок вимірювання.

Сутністю наукового завдання, що вирішується є розробка комп'ютеризованої системи, в якій на основі процесів ідентифікації та порівняння з моделлю-еталоном об'єкту, підвищується точність контролю деталей та забезпечується процес самоналагодження системи керування в умовах дії дестабілізуючих факторів.

Запропонована інтелектуальна система має певну суму апріорних даних і здатна на основі безпосереднього сприйняття і подальшого аналізу поточної ситуації планувати дії, спрямовані на досягнення певної мети, а також поповнювати свої знання, що є актуальним для розвитку інформаційно-вимірювальних систем.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до тематичних планів і науково-дослідних робіт, зокрема:

- НДР №392-ДБ07 (№ державної реєстрації 0107U002818) “Методологія та системи інтелектуального керування екстремальними робототехнічними комплексами”, 1 етап «Розробка перспективних методів та систем інтелектуального керування екстремальними робототехнічними комплексами» (2007 р.) (Особистий внесок автора: розроблена структура системи управління вимірювання роботом та алгоритм управління приводом по координаті z);

- госпдоговірної тематики (договір № 846-Х06, № державної реєстрації 0107U010554) на створення науково-технічної продукції для Управління магістральних газопроводів “Черкаситрансгаз (2006-2007 рр.) (Особистий внесок автора: розроблено методику аналізу спектрального розвитку сигналу по вимірювальному каналу та розроблена схема експериментального стенду для досліджень сигналізатора вібрації).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є підвищення точності до значень, що забезпечують максимальне співпадання об'єкту з моделлю при вимірюванні складної просторової поверхні.

Задачі, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети:

1. Розробити метод ідентифікації об'єктів по визначеним лінійним та кутовим параметрам з урахуванням початкових координат вимірювальної системи, вимірювальної головки та реперної точки об'єкта дослідження.

2. Розробити методику самоналагодження вимірювальної системи з комплексною ідентифікацією параметрів стану.

3. Розробити методику випробування роботи інформаційно-вимірювальної системи з забезпечення необхідної розрізнювальної здатності позиціювання вимірювальної головки.

4. Розробити модель процесу ідентифікації поверхонь складної просторової форми.

Об'єкт дослідження - процеси вимірювання лінійних та кутових просторових виробів.

Предмет дослідження - методи та алгоритми підвищення розрізнювальної здатності системи з ідентифікацією поверхонь об'єктів складної просторової форми при вимірюванні лінійних та кутових просторових виробів.

Методи дослідження - теорія вимірювань (використовується для розрахунку похибок вимірювання геометричних розмірів деталей складної форми), обробки сигналів (використовується для вдосконалення вимірювального процесу за допомогою перетворення Фур'є), теорія інформаційно-вимірювальних систем (використовується для побудови моделей та алгоритмів процесу ідентифікації), сучасної теорії оптимального управління (використовується для вдосконалення траєкторії руху КВМ та вимірювальної головки), методи ідентифікації (використовується для обробки вимірювальної інформації), математичної статистики (використовується для використання критеріїв порядкових статистик), кореляційного аналізу (використовується для застосування парної рангової кореляції), комп'ютерної обробки інформації (використовується для обробки експериментальних даних).

Наукова новизна одержаних результатів:

1. Розроблено метод ідентифікації об'єктів з визначенням класу просторових характеристик виробів складної геометричної форми, який на відміну від існуючих, дозволяє здійснювати контроль величин по п'яти координатам, дві з яких складають кут повороту по вертикальній та горизонтальній поверхням, що дає можливість з більш високою точністю позиціювати вимірювальну головку та підвищити вірогідність контролю об'єкту;

2. Розроблено модель самоналагодження системи, яка на відміну від раніше відомих побудована на визначенні границь параметрів стану системи з обробкою критеріальних оцінок з урахуванням дестабілізуючих факторів та забезпечує прийняття рішення про придатність деталей;

3. Подальший розвиток отримав метод ідентифікації при корельованій заваді інформаційної системи, в основі якого покладено порівняння вимірювального об'єкту з еталонною моделлю, що забезпечує визначання оптимального кроку та позиціювання вимірювальної головки з заданою точністю.

Практичне значення одержаних результатів роботи полягає в наступному:

- запропоновані алгоритми ідентифікації об'єктів вимірювання, алгоритми самоналагодження системи та проведений синтез інформаційної системи застосовується при модернізації КВМ;

- розроблена модель для ідентифікації об'єктів застосовується в гнучких виробничих системах та дозволяє здійснювати обробку інформації в реальному масштабі часу для визначення рухомих транспортних засобів на автошляхах, на залізничних дорогах та для застосування в авіаційній та військовій промисловості;

- підвищена ефективність процесу самоналагодження інформаційної системи при вибраних параметрах залежить від оптимально вибраного кроку вимірювання складних геометричних форм. Використання ієрархічного підходу, дає можливість синтезувати нові системи та ідентифікувати об'єкти складної форми.

Основні положення та методики ідентифікації системи можливо застосовувати в цифрових системах вимірювання та зв'язку, комп'ютерних та лазерних системах вимірювання.

Розроблені моделі та алгоритми для автоматичного контролю параметрів впроваджені на ТОВ “Екотранс” м. Тюмень, Росія (2006 р.) та в навчальному процесі кафедри інформаційних технологій Національного авіаційного університету (2007 р.).

Особистий внесок здобувача. Наукові положення та прикладні результати, з формулюванням основних висновків здобувач отримав самостійно.

Особистий внесок здобувача в роботах опублікованих у співавторстві, безпосередньо здобувачу належить: [3] - розроблено алгоритм ідентифікації вимірювальної системи за ієрархічною структурою; [4] - розроблено блок-схему ідентифікації параметрів керування КВМ; [5] - розроблена методика визначення руху вимірювального наконечника; [6] - розроблена методика синтезу інформаційної системи; [11] - розроблено структурну схему системи ідентифікації; [12] - розроблено структурну схему самоналагодження інформаційно-вимірювальної системи; [13] - розроблено методику визначення оптимальних координат вимірювання; [15] - запропоновано методику побудови оптимальної моделі ідентифікації; [18] - розроблено блок-схему алгоритму самоналагоджуваної системи КВМ.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації оприлюднено на науково-технічних конференціях, а саме:

Науково-практичній конференції молодих учених та аспірантів “Інтегровані інформаційні технології та системи”(Київ, 2005 р.);

П'ятій Міжнародній науковій конференції студентів та молодих учених “ПОЛІТ-2005” (Київ, 2005 р.);

Восьмій Міжнародній конференції “Контроль і управління в складних системах” (Вінниця, 2005 р.);

Международной конференции «Метрология и измерительная техника» (Харьков, 2005 р.);

Proceedings of the second world congress “Aviation in the XXI-st Century”, “Safety in aviation” (Kyiv, 2005.);

Третій міжнародній науково-практичній конференції “Математичне та програмне забезпечення інтелектуальних систем” (Дніпропетровськ, 2005 р.);

Шостій Міжнародній науковій конференції студентів та молодих учених “ПОЛІТ-2006” (Київ, 2006 р.);

П'ятій науково-технічній конференції “Приладобудування 2006: стан і перспективи” (Київ, 2006 р.);

Міжнародній науково-практичній конференції “Інтелектуальні системи прийняття рішень та інформаційні технології” (Чернівці, 2006 р.);

Тринадцятій Міжнародній науково-технічній конференції з автоматичного управління (Автоматика - 2006), УНІВЕРСУМ - Вінниця (Вінниця, 2006 р.);

П'ятій Міжнародній науково-технічній конференції (Метрологія-2006 р.) ( Харків, 2006 р.);

Восьмій Міжнародній науково-технічній конференції “АВІА -2007” (Київ, 2007 р.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 19 наукових праць, в тому числі 8 статей в фахових наукових наукових виданнях, з яких одноосібних 4.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел і 4 додатків. Загальний обсяг роботи складає 152 сторінки, 29 рисунків, 5 таблиць, список використаних джерел з 118 найменувань, додатки на 6 сторінках.

Основний зміст

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертації, сформульовані мета та завдання наукового дослідження, визначено наукову новизну, практичне значення отриманих результатів роботи, зв'язок її з науковими програмами та планами НДР, здійснено огляд використаних методів досліджень, визначено особистий внесок здобувача у надрукованих роботах, представлена інформація щодо апробації та публікації результатів дисертації, наводяться результати реалізації та впровадження основних положень роботи. Здійснена постановка задач дослідження, яка полягає у створенні інформаційно-вимірювальної системи для автоматичного контролю параметрів з використанням методів ідентифікації, яка дозволяє одержати в реальному масштабі часу достовірну інформацію про розміри об'єкту при можливих вимірюваннях з урахуванням повороту вимірювальної деталі та виникаючої вібрації.

У першому розділі виконано аналітичний огляд робіт в галузі інформаційно-вимірювальних систем та систем ідентифікації. Зазначено, що розвиток сучасної теорії ідентифікації в наш час декілька призупинився. Проаналізовані методи та алгоритми в яких ідентифікуються об'єкти, інваріантні до проективних перетворень. Зазначено, що існують проблеми і з ідентифікацією в реальному масштабі часу.

Проаналізовано процес ідентифікації лінійних динамічних об'єктів, які описуються диференціальними або різничними рівняннями з невідомими коефіцієнтами. Серед різноманітних алгоритмів ідентифікації, призначених для оцінювання коефіцієнтів рівнянь за спостережуваними даними, найчастіше використовуються рекурентні алгоритми, що дозволяють здійснити ідентифікацію в режимі нормальної роботи об'єкту.

У другому розділі розроблені математичні моделі ідентифікації об'єктів вимірювання, алгоритм самоналагодження системи та проведено синтез вимірювальної системи.

Встановлено, що для ідентифікації об'єктів, які рухаються з високою швидкістю необхідно використовувати систему, де відбувається самоналагодження. Процес вимірювання та ідентифікації залежать від оптимально вибраного кроку вимірювання складних геометричних поверхонь. Якщо використовувати ієрархічний підхід, тоді на першому етапі синтезуються ланки системи, а на другому виконується синтез всієї самоналагоджуваної системи.

Стовпчик матриці являє собою вектор спостережуваних характеристик ознак. Вектор є точкою -мірного простору з координатами чи направленим відрізком, що з'єднує початок координат з точкою цього простору.

Установлено, що сукупність ознак повинна з високим ступенем ймовірності відображати ті властивості об'єктів, які застосовуються в процесі ідентифікації. При цьому від розмірності значною мірою залежить складність процесу навчання та прийняття рішення, достовірність ідентифікації, похибки та отримання достовірної інформації на етапах навчання та прийняття рішень.

Показано, що зменшення кількості ознак може знизити витрати на проведення процесу їх вимірювання, але може призвести до падіння достовірності ідентифікації. При умові, якщо час на навчання та прийняття рішення обмежений, підвищення розмірності ознак простору може бути єдиним засобом збільшення достовірності до рівня, що забезпечує належні умови ідентифікації.

Проаналізовано, що джерелом інформації в процесі ідентифікації є сукупність результатів спостережень, які складаються з навчаючої та контрольної вибірки, причому в залежності від характеру ідентифікації може виступати одномірною чи випадковою величиною.

Отримано підтвердження, що процес навчання є невід'ємною частиною ідентифікації процесу та має кінцеву ціль формування еталонних описів класів.

Одним з правил є навчання системи та прийняття рішення, а також віднесення об'єктів до класу «Придатний» чи «Брак». Таким чином формується два класа, та застосовується вирішувальне правило з використанням критерію Байєса.

Кінцевим результатом досліджень отримання залежності похибок навчаючої та контрольної вибірки від ідентифікації параметрів геометричних розмірів об'єктів представлено залежностями.

Побудована структурна модель інформаційно-вимірювальної системи КВМ складається з двох блоків : І - модель об'єкту, ІІ - модель ідентифікації параметрів. Блок І виконує функцію управління, що дозволяє отримувати інформацію про вимірювання та дію зовнішнього середовища.

Блок ІІ застосовується для ідентифікації, збору інформації та обробки даних. В перше застосована оцінка стану системи та подальший прогноз. Для ідентифікації будується математична модель в вигляді розкладання за ортогональними полінома.

Розроблено систему ідентифікації, яка дає можливість підвищити розрізнювальну здатність в сучасних ІВС та враховує виникаючи дестабілізуючи фактори.

У третьому розділі розроблено алгоритм адаптації до дії дестабілізуючих факторів, а також структурна схема та алгоритм інформаційної системи, яка входить до складу ІВС.

Проаналізовані критерії для визначення відхилення в процесі ідентифікації. Показано, що вибраний критерій Байєса найбільш придатний для оцінки розрізнювальної здатності в процесі ідентифікації.

Встановлено, що задача ідентифікації зводиться до розпізнавання об'єктів, які вже надані в базі знань (визначені класи). Але існує ще клас невідомих об'єктів.

Задача ідентифікації зводиться до перебору та порівняння класів з еталонними моделями після чого приймається рішення системою на основі правила та застосування алгоритму, який працює в двух ієрархічних рівнях.

Створена структура інформаційно-вимірювальної системи, яка оптимізована за критерієм оптимальності, дає можливість підвищити точність вимірювання та визначити координати вимірювальних точок.

Встановлено, що при проектуванні та розробці структури інформаційно-вимірювальної системи з оптимальними параметрами, визначається дисперсія з урахуванням кількості вимірювань. З залежності можливо зробити висновок: що точність ідентифікації зростає з кількостю вимірювань і побудована структура є оптимальною.

Ідентифікації та вимірювання реалізуються в реальному масштабі часу, і тому основними вимогами до проектування структурної схеми ідентифікації є її здатність на основі апріорної інформації синтезувати метод, отримання рішення та знайти раціональні способи досягнення самоналагодження системи.

Побудований алгоритм застосовується при процедурі ідентифікації, який включає згладжування даних і оптимізаційну процедуру оцінювання вектору параметрів об'єкту, та дає можливість застосовуєти широкий клас вимірювальних комплексів при наявності нелінійностей відносно змінних і параметрів моделі.

Встановлено, що в умовах промислового виробництва контрольні операції при вимірюванні залежать від точності переміщення об'єкту та стабілізації вимірювальної головки координатно-вимірювальної машини. Умова ідентифікації об'єкту при існуючих дестабілізуючих факторах.

У четвертому розділі розроблено методику високоточного вимірювання параметрів об'єкту, структурну схему самоналагодження та алгоритм ідентифікації складної системи. А також розділ присвячений розробці математичної модель ідентифікації параметрів з використанням вейвлет-перетворення.

У додатку до дисертації подано короткий опис і технічні характеристики розробленої системи, наведені акти впровадження.

Висновки

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в розробці методичного апарату, який на основі ідентифікації і вимірювання об'єктів забезпечує самоналагодження інформаційно-вимірювальної системи геометричних розмірів деталей.

Головні наукові і практичні результати роботи:

1. Розроблений метод ідентифікації об'єктів дозволяє збільшити розрізнювальну здатність по визначеному класу поверхні та заданим параметрам з урахуванням початкових координат вимірювальної системи, головки та реперної точки об'єкту дослідження. Метод дозволяє ідентифікувати об'єкти з похибкою мкм.

2. Створення критеріальних оцінок дозволило побудувати систему самоналагодження, яка адаптується під впливом дестабілізуючих факторів в процесі вимірювання та ідентифікації.

3. Самоналагодження вимірювальної системи забезпечує точність позиціювання вимірювальної головки та збільшує розрізнювальну здатність при ідентифікації в 1,2 рази.

4. Алгоритм роботи інформаційно-вимірювальної системи дозволяє визначити оптимальний крок при вимірюванні об'єктів складних геометричних форм.

5. Розробка апаратних засобів дозволяє отримати достовірну інформацію про геометричні розміри при вимірюванні з урахуванням повороту об'єктів та діючих дестабілізуючих факторах. За допомогою розробленого алгоритму слідкуючої системи ідентифікації та використання блоку “Суміщення характеристик” при послідовній або паралельній дії між оператором-метрологом підвищується точність ідентифікації в 1,3 рази.

6. Обґрунтована необхідність застосування методу ідентифікації, що забезпечує оцінку стану об'єкту, прогнозування параметрів віртуального руху вимірювальної головки, а також моделі ідентифікації параметрів, блоків збору інформації та управління.

7. Отримані наукові результати є внеском в розвиток інформаційно-вимірювального забезпечення інформаційно-вимірювальних систем, а саме при розробці моделей та алгоритмів процесу ідентифікації при вимірюванні складних просторових поверхонь об'єктів.

Список опублікованих автором праць за темою дисертації

1. Руднєва М.С. Алгоритм функціонування координатно-вимірювальної машини на основі сучасних інформаційних технологій // Зб. наук. праць. - Вісник “КПІ”. Серія “Приладобудування”, К.: 2005. - №30. - С. 81-85.

2. Руднєва М.С. Идентификация параметров геометрических размеров объектов на основе статистических моделей // Вимірювальна техніка та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - Хмельницкий. - 2005. - №2. - С. 28-32.

3. Квасніков В.П., Руднєва М.С. Оптимальна структура інформаційно-вимірювальної системи координатно-вимірювальної машини // Радіоелектроніка. Інформатика. Управління. - Запорізький НТУ. - 2005. - № 2(14). - С. 92-95. (Особистий внесок: розроблено алгоритм ідентифікації вимірювальної системи за ієрархічною структурою).

4. Іволгіна Т.О., Кочеткова О.В., Руднєва М.С. Ідентифікація об'єктів вимірювання на основі нових інформаційних технологій // Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія. - Вінниця: ВНТУ, 2005. - № 3. - С. 97-101. (Особистий внесок: розроблено блок-схему ідентифікації параметрів керування КВМ).

5. Іволгіна Т.О., Кочеткова О.В., Руднєва М.С. Алгоритмічний синтез керування координатно-вимірювальною машиною з використанням нейронних мереж Хопфілда // Зб. наук. праць. - Хмельницький, Хмельницький національний університет, Вип. №1. - 2005. - С. 46-49. (Особистий внесок: розроблена методика визначення руху вимірювального наконечника).

6. Іволгіна Т.О., Кочеткова О.В., Руднєва М.С. Використання середовища нейронних мереж при створенні систем інтелектуального керування вимірювальних систем // Вісник Черкаського державного технологічного університету: Зб.наук.праць. - 2005. - №3. - С. 142-145. (Особистий внесок: розроблена методика синтезу інформаційної системи).

7. Руднєва М.С. Особливості функціонування координатно-вимірювальної машини та розв'язання задачі ідентифікації// Вісник Черкаського державного технологічного університету. - Черкаси: 2006. - Спецвипуск. - С. 69-71.

8. Руднєва М.С. Оптимальна модель ідентифікації при вимірюванні об'єктів з застосуванням вейвлет-перетворення // Зб. наук. праць. - Вісник НТУ “КПІ”. Серія “Приладобудування”, К.: 2007. - №33. - С. 89-93.

9. Руднєва М.С. Системи розпізнавання об'єктів вимірювання на основі сучасних інформаційних технологій // Інтегровані інформаційні технології та системи: Наук.-практична конференція молодих учених та аспірантів. - 21-23 листоп. 2005 р. - К.: НАУ, 2005. - С. 45-46.

10. Руднєва М.С. Оптимальна структура інтелектуальних інформаційно-вимірювальних систем // ПОЛІТ-2005: V Міжнар. наук. конференція студентів та молодих учених. - 12-13 квіт. 2005 р. - К.: НАУ, 2005. - С. 26.

11. Квасніков В.П., Купко В.С., Руднєва М.С. Структура інформаційно-вимірювального комплексу координатно-вимірювальної машини // Метрология и измерительная техника: Международная конференция. - 19-23 верес. 2005 р. - АНПРЕ, ХНУРЕ. Харьков, 2005. - Т. VII. - С. 99-101. (Особистий внесок: розроблено структурну схему системи ідентифікації).

12. Lahno V.I., Rydneva M.S. Using of modern information technologies in the diagnostic tasks of robototechnical complexes // Aviation in the XXI-st century “Safety in aviation”, Proceedings the second world congress 19-21 septem. 2005. - Kyiv. - 2005. - С. 2.38-2.42. (Особистий внесок: розроблено структурну схему самоналагодження інформаційно-вимірювальної системи).

13. Руднева М.С., Иволгина Т.А., Кочеткова О.В. Задача идентификации объектов измерения на координатно-измерительной машине // Математичне та програмне забезпечення інтелектуальних систем: ІІІ міжнародна науково-практична конференція. - Дніпропетровськ. ДНУ, - 2005. - С.152-153. (Особистий внесок: розроблено методику визначення оптимальних координат вимірювання).

14. Руднєва М.С. Ідентифікація та управління в інформаційно-вимірювальних системах // ПОЛІТ-2006: VІ Міжнар. наук. конференція студентів та молодих учених. - 11-12 квіт. 2006 р. - К.: НАУ, 2006. - С. 66.

15. Руднєва М.С., Іволгіна Т.О., Кочеткова О.В. Побудова оптимальної моделі ідентифікації вимірювання горизонтальної площини об'єктів // Приладобудування 2006: стан і перспективи: V наук.-технічна конференція. - 25-26 квіт. 2006 р. - К.: НТУУ “КПІ”, 2006. - С. 133-134. (Особистий внесок: запропоновано методику побудови оптимальної моделі ідентифікації).

16. Руднєва М.С. Математична модель розпізнавання об'єктів вимірювання // Інтелектуальні системи прийняття рішень та інформаційні технології: Міжнар. наук.-практична конференція. - 17-19 трав. 2006 р. - Чернівці, 2006. - С. 135-137.

17. Руднєва М.С. Параметрична ідентифікація нелінійних систем при обробці результатів геометричних розмірів об'єктів вимірювання // Автоматика - 2006: XIII Міжнар. науково-технічна конференція з автоматичного управління. - 25-28 верес. 2006 р. - УНІВЕРСУМ - Вінниця, Вінниця. - 2006. - С. 66-68.

18. Кочеткова О.В., Руднєва М.С., Лукін І.В. Синтез системи ідентифікації об'єктів на координатно-вимірювальній машині // Метрологія - 2006: V Міжнар. наук.-технічна конференція. - 10-12 жовт. 2006 р. - Харків, 2006. - Т. 2. - С. 112-115. (Особистий внесок: розроблено блок-схему алгоритму самоналагоджуваної системи КВМ).

19. Руднєва М.С. Експертні системи ідентифікації // АВІА -2007: VIIІ Міжнар. наук.-технічна конференція. - 25-27 квітня 2007 р. - К.: НАУ, 2007. - Т.1. - С.11.77-11.80.

Анотація

Руднєва М.С. Моделі та алгоритми процесу ідентифікації при вимірюванні складних просторових поверхонь об'єктів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2008.

Дисертацію присвячено вирішенню важливої наукової задачі: розробці і дослідженню інформаційно-вимірювальної системи для автоматичного контролю параметрів за допомогою методів ідентифікації, яка дозволяє одержати своєчасну і достовірну інформацію про розміри об'єкту при можливих вимірюваннях з урахуванням повороту вимірювальної деталі та виникаючих дестабілізуючих факторів.

В роботі розроблено і обґрунтовано нові алгоритми ідентифікації в інформаційно-вимірювальних системах, які дозволяють підвищити точність і продуктивність виконання операцій вимірювання та ідентифікації об'єктів зі складною просторовою поверхнею.

Розроблені математичні моделі ідентифікації та інформаційно-вимірювальних систем дозволили спростити їх теоретичні дослідження та отримати нові результати (моделі та алгоритми ідентифікації та вимірювання), достовірність яких доведена моделюванням та натурними експерементами. Моделювання та дослідження ІВС дозволили визначити, що основний вплив на техніко-економічні параметри мають структурно-параметричні похибки при вимірюванні та ідентифікації, що залежать від впливі дестабілізуючих факторів. Отримані в роботі результати та їх систематизація можуть розглядатися як методика синтезу ІВС, що за своєю суттю відображають принципи побудови математичних моделей розпізнавання об'єктів вимірювання.

Аннотация

Руднева М.С. Модели и алгоритмы процесса идентификации при измерении сложных пространственных поверхностей объектов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 - компьютерные системы и компоненты. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченка, Киев, 2008.

Диссертация посвящена решению важной научной задаче: разработке и исследованию информационно-измерительной системы (ИИС) для автоматического контроля параметров при помощи методов идентификации, которая позволяет получить своевременную и достоверную информацию о размерах объекта при возможных измерениях с учетом поворота измерительной детали и возникающих дестабилизирующих факторах. Одной из основных задач исследования является стратегия повышения точности и достоверности измерения.

Основным вопросом в разработке ИИС является повышение надежности, снижение их себестоимости. Усовершенствование системы идентификации объектов, интеллектуального управления измерительной головкой при обходе измерительной поверхности осуществляется при помощи разработанной математической модели. Координатно-измерительные машины (КИМ) с интеллектуальной самонастроиваемой системой представляет собой совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразование, обработки и идентификации.

Информационные измерительные системы существенным образом отличаются от других типов информационных систем и систем автоматического управления, так как имеют в своем составе современные компьютерные системы.

Операции обработки измерительной информации выполняются в устройствах, в качестве которых используются специализированные или универсальные ПК. В некоторых случаях функции обработки результатов измерения могут осуществляться непосредственно в измерительном тракте, т.е. измерительными устройствами в реальном масштабе времени.

В работе разработаны новые алгоритмы идентификации в информационно-измерительных системах, которые позволяют повысить точность и производительность выполнения операций измерения и идентификации объектов со сложной пространственной поверхностью. В результате проведенных исследований направленных на развитие ИИС, установлены новые закономерности в отрасли систем идентификации, анализ которых позволяет утверждать, что сформулированная в работе цель достигнута. Разработаны математические модели идентификации в ИИС позволили упростить их теоретические исследования и получить новые результаты (методы идентификации и измерения), достоверность которых доказана моделированием и экспериментами. Моделирование и исследование ИИС позволили определить, что основное влияние на технико-экономические параметры имеют структурно-параметрические погрешности при измерении и идентификации, которые зависят от влиянии дестабилизировавших факторов. Усовершенствованная ИИС позволяет эффективно использовать КИМ на производстве и повысить точность измерения. Полученные в работе результаты и их систематизация могут рассматриваться как методика синтеза ИИС, что по своей сути отображают принципы построения математических моделей распознавания объектов измерения. В целом разработанные методы идентификации и средства повышения структурно-параметрической точности ИИС, в том числе с использованием современных методов, позволили выполнить поставленные задачи и улучшить технико-экономические параметры КИМ.

Разработка и исследования информационно-измерительной системы для автоматического контроля параметров с помощью методов идентификации, разрешает получить своевременную и достоверную информацию о размерах объекта при возможных измерениях с учетом поворота измерительной детали и возникающей, малой вибрации, есть одним из основных компонентов стратегии повышение разрешающей способности и достоверности измерения.

Вместе с тем, комплексный подход при одновременном процессе идентификации и измерения с учетом автоматического несинхронного опускания щупа измерительной головки координатно-измерительной машины раньше не использовались. Решение этих задач позволило повысить надежность системы, точность синхронизации измерительных точек, достоверность автоматического контроля параметров объекту со сложной пространственной формой, а также снизить затраты на ремонт и обслуживание системы в процессе эксплуатации.

Разработанная интеллектуальная система имеет определенную сумму априорных данных и способная на основе непосредственного восприятия и дальнейшего анализа текущей ситуации планировать действия, направленные на достижение определенной цели, а также пополнять свои знания.

The summary

Rudnieva М.S. Models and algorithms of process of authentication at measuring of difficult spatial surfaces of objects. - Manuscript.

Dissertation on the competition of graduate degree of candidate of engineering sciences on specialist 05.13.05 - are the computerize systems and components. - Kiev's national university of Taras Shevchenco, Kiev, 2008.

Dissertation is devoted the decision of important scientific problem: development and research of the informatively-measuring system (IMS) for automatic control of parameters by the methods of authentication which allows to obtain timely and reliable information about the sizes of object at the possible measuring taking into account the turn of measuring detail and nascent factors. In work the new algorithms of authentication are developed in the informatively-measuring systems which allow promoting exactness and productivity of implementation of operations of measuring and authentication of objects with a difficult spatial surface.

As a result of the conducted researches of the informatively-measuring systems directed on development, new conformities to the law are set in industry of the systems authentications, the analysis of which allows asserting that the purpose formulated in work is attained. The mathematical models of authentication are developed in the informatively-measuring systems allowed to simplify their theoretical researches and get new results (methods of authentication and measuring) authenticity of which is proved a design and experimentations. A design and research of IMS allowed defining that on technical - economist's parameters errors at measuring and authentications which depend on influencing of destabilizing factors have a basic influence. The results and their systematization got in work can be examined as a method of synthesis of IMS, which on the essence represent principles of construction of mathematical models of recognition of measuring objects.

Размещено на Allbest.ru