Прецизійна приладова система вимірювання кутів
| dc.contributor.author | Черепанська, Ірина Юріївна | |
| dc.date.accessioned | 2019-10-04T10:41:55Z | |
| dc.date.available | 2019-10-04T10:41:55Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description | Робота виконана на кафедрі автоматизації та комп’ютерні-інтегрованих технологій ім. професора Б. Б. Самотокіна в Житомирському державному технологічному університеті Міністерства освіти та науки України. | |
| dc.description.abstracten | The important scientific problem of the accuracy and speed of goniometric measurements improvement and has been solved in the thesis by the development and investigation Precise instrument system for angles measuring based on the analysis and application physical phenomenon of the laser spectroscopy, new semiconductor photosensitive elements, and neural network technologies as well as new methods and algorithms of the data processing. The general principles of construction of Precision Instrumentation System for Angles Measuring (PISAM), as a multilevel set of different technical means with heterogeneous properties, which consist in forming functional relations between the parameters of its levels and inside them taking into account the adopted system, are offered from the unified system positions. This allowed synergistic integration and implementation of the proposed methods (measurement information processing) and means (artificial neural networks –ANN, CMOS). By the principles of synergistic integration and emergence, using CMOS and ANN, PISAM with significantly expanded functionality (contactless measurement of angles and rapid analysis of the intensities of the spectral distribution to determine the chemical composition of metals) is proposed. A mathematical model of the error of the PISAM is proposed in the part of taking into account the error of the CMOS, by introducing fluctuation stresses that occur on the pixels of the matrix due to the fractional effect and in the thermal motion of charges respectively, which as a result makes it possible to improve the accuracy of the measurement. A new approach to automatic recognition of systematic and random components of angles of measurement of angles is proposed, based on the use of ANN at the stage of analysis and processing of measurement information, rapid analysis of components of measurement errors by the principle of decomposition, which allowed to improve the accuracy and speed of information processing. The use of ANN for express analysis of the intensities of the spectral distribution of chemicals has been proposed, which has made it possible to carry out the automatic determination of their content in the composition of metal-containing materials in real time with a speed of 2,5 sec. The determination of the component errors of measurement of angles on the computer using ANN, which gave a basic opportunity to automate the process of processing measurement information, as well as to conduct rapid analysis of the component errors in measurement in real time with a speed of 2 sec. Comparison of the results of computer simulation of the process of determining the components of the measurement error of angles for multifaceted prisms used to adjust and adjust angular meters and direct measurement of angles of industrial products using two approaches - the use of ANN and Fisher's analysis of variance, indicated the advantage of ANN compared to the traditionally used criterion. A regulation for determining the number of measurements is proposed, which allows to reasonably determine the required number of measurements of the angles of PISAM, which will be sufficient to achieve the given accuracy. As a result, it is experimentally proved that the proposed method allows to increase the speed (1,3 times or 25 %) of the measurements of angles in comparison with the known ones. | uk |
| dc.description.abstractru | В диссертационной работе решена важная научная проблема повышения точности и быстродействия гониометрической измерений, путем разработки и исследования прецизионной приборной системы измерения углов, на основе анализа и применения физических явлений и принципов работы лазерной спектроскопии, новых полупроводниковых фоточувствительных элементов, высокопроизводительных средств автоматизации и нейросетевых технологий, а также новых методов и алгоритмов обработки информации. Предложены с единых системных позиций общие принципы построения прецизионной приборной системы измерения углов (ППСИУ), как многоуровневой совокупности различных технических средств с неоднородными свойствами, которые заключаются в формировании функциональных отношений между параметрами ее уровней и внутри них с учетом принятого системного подхода. Это дало возможность осуществить синергетическую интеграцию и реализацию предлагаемых методов (обработки измерительной информации) и средств (искусственных нейронных сетей - ИНС, КМОП-матрицы). За принципами синергетической интеграции и эмерджентности, путем применения фоточувствительной КМОП-матрицы и ИНС предложено ППСИУ со значительно расширенными функциональными возможностями (бесконтактного измерения углов и экспресс-анализа интенсивностей спектрального распределения для определения химического состава металлосодержащих материалов). Предложена математическая модель погрешности ППСИУ в части учета погрешности фоточувствительной КМОП-матрицы, путем введения флуктуационных напряжений, возникающих на пикселях матрицы обусловленных возникновением дробового эффекта и тепловом движении зарядов соответственно, что в результате позволяет повысить точность измерения ППСИУ. Предложен новый подход к автоматическому распознаванию систематических и случайных составляющих погрешностей измерения углов, основанный на использовании ИНС на этапе анализа и обработки измерительной информации, экспресс-анализа составляющих погрешностей измерения за принципом декомпозиции, что позволило повысить точность и быстродействие обработки измеряемой информации. Предложено использование ИНС для экспресс-анализа интенсивностей спектрального распределения химических веществ, что дало принципиальную возможность проводить автоматическое определение их содержания в составе металлосодержащих материалов в режиме реального времени со скоростью 2,5 с. Проведено определение составляющих погрешностей измерения углов на ЭВМ с использованием ИНС, что дало принципиальную возможность автоматизировать процесс обработки измерительной информации, а также проводить экспресс-анализ составляющих погрешностей измерения в режиме реального времени со скоростью 2 с. Сравнение результатов моделирования на ЭВМ процесса определения составляющих погрешностей измерения углов для многогранных призм, которые используются для регулировки и настройки угломерных приборов и непосредственного измерения углов промышленных изделий с использованием двух подходов - применение ИНС и дисперсионного анализа по критерию Фишера, указало на приоритетность ИНС по быстродействию, по сравнению с традиционно используемым критерием. Предложен регламент определения количества измерений, который позволяет обоснованно определить необходимое количество измерений углов ППСИУ, которое будет достаточным для достижения заданной точности. В результате экспериментально доказано, что предложенный метод позволяет повысить быстродействие (в 1,3 раза или на 25 %) измерений углов по сравнению с известными. | uk |
| dc.description.abstractuk | У дисертаційній роботі вирішена важлива наукова проблема підвищення точності та швидкодії приладових систем вимірювання кутів шляхом розробки та дослідження прецизійної приладової системи вимірювання кутів (ППСВК) на основі аналізу та застосування фізичних явищ та принципів роботи лазерної спектроскопії, нових напівпровідникових фоточутливих елементів, високопродуктивних засобів автоматизації та нейромережевих технологій, а також нових методів і алгоритмів обробки інформації. В результаті виконаних досліджень в роботі отримано ППСВК, підвищеної точності та швидкодії з розширеними функціональними можливостями. Підвищено швидкодію вимірювань кутів пропонованої ППСВК у 1,3 рази або на 25 % порівняно із результатами відомих наукових досліджень, а точність до 0,1². ППСВК побудована як багаторівнева сукупність різних за призначенням та функціонуванням технічних засобів з неоднорідними властивостями, які реалізують пропоновані методи обробки вимірювальної інформації. Пропоновану ППСВК побудовано за принципами синергетичної інтеграції та емерджентності, шляхом застосування фоточутливої КМОП-матриці та штучних нейронних мереж, що дозволило не тільки підвищити точність та швидкодію вимірювання кутів але й розширити функціональні можливості пропонованої ППСВК (безконтактного вимірювання кутів та експрес-аналізу інтенсивностей спектрального розподілу для визначення хімічного складу металовмісних матеріалів). Пропонована ППСВК дозволяє проводити автоматичне визначення вмісту хімічних елементів у складі металовмісних матеріалів в режимі реального часу зі швидкістю 2,5 с. | uk |
| dc.format.page | 50 с. | uk |
| dc.identifier.citation | Черепанська, І. Ю. Прецизійна приладова система вимірювання кутів : автореф. дис. … д-ра техн. наук. : 05.11.01 – прилади та методи вимірювання механічних величин / Черепанська Ірина Юріївна. – Київ, 2019. – 50 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/29633 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | штучна нейронна мережа | uk |
| dc.subject | фоточутлива КМОП-матриця | uk |
| dc.subject | флуктуаційна напруга | uk |
| dc.subject | дробовий ефект | uk |
| dc.subject | тепловий шум | uk |
| dc.subject | дисперсійний критерій Фішера | uk |
| dc.subject | інтенсивність спектрального розподілу | uk |
| dc.subject | кутові вимірювання | uk |
| dc.subject | artificial neural network | uk |
| dc.subject | CMOS | uk |
| dc.subject | fluctuation voltage | uk |
| dc.subject | fractional effect | uk |
| dc.subject | thermal noise | uk |
| dc.subject | Fisher's variance test | uk |
| dc.subject | intensity of spectral distribution | uk |
| dc.subject | angular measurements | uk |
| dc.subject | искусственная нейронная сеть | uk |
| dc.subject | фоточувствительная КМОП-матрица | uk |
| dc.subject | флуктуационное напряжение | uk |
| dc.subject | дробовой эффект | uk |
| dc.subject | тепловой шум | uk |
| dc.subject | дисперсионный критерий Фишера | uk |
| dc.subject | интенсивность спектрального распределения | uk |
| dc.subject | угловые измерения | uk |
| dc.subject.udc | 531.7(043.3/.5) | uk |
| dc.title | Прецизійна приладова система вимірювання кутів | uk |
| dc.type | Thesis | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 2 з 2
Вантажиться...
- Назва:
- Cherepanska_aref.pdf
- Розмір:
- 2.55 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 5.04 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission