Апроксимація неперіодичних сигналів в системах багатокласової діагностики

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЦибульник, С. О.
dc.contributor.authorКоменчук, І. Є.
dc.date.accessioned2020-04-16T08:43:56Z
dc.date.available2020-04-16T08:43:56Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenBackground. Improvement of systems of multi-class diagnostics is a very urgent task of the present. In most cases, it occurs due to increased accuracy of primary converters. However, the widespread use of microprocessor technology, a powerful mathematical base, the development of methods and tools for diagnostic information processing, the rapid development of new promising methods of research of objects and processes, new opportunities for modern computer and information technology contribute to the improvement process. In this paper one of the directions of improvement of functional diagnostics systems of engineering and construction structures is considered, namely: realization of the possibility of approximation of nonperiodic signals by the least squares method. Objective. The purpose of the work is to improve the least squares method for the application to non-periodic vibrational signals and to develop software for the measured data approximation with the help of preliminary use of interpolation algorithms for efficient use in systems of multi-class diagnostics. Conclusions. In order to achieve the goal, in this paper an investigation of the efficiency of an interpolation algorithm by Lagrange polynomials was performed using simulated nonperiodic signals without the presence of noise. It is shown that the methodological errors of the chosen method appear when using too many interpolation nodes. This leads to a significant increase in the interpolation error at the edges of the segment. The choice of the optimal number of interpolation nodes was conducted. An algorithm and software for nonperiodic signals approximation by the least squares method in MatLab mathematical package was developed. The standard algorithm of approximation by least squares method is improved by using piecewise approximation by polynomials up to the seventh order. The algorithm of piecewise approximation is improved by using anti-aliasing in adjacent segments. The algorithm and software of data approximation have been developed due to preliminary use of interpolation methods for changing the length of the initial signal to the value of 2i (i - the natural number). This is necessary for the use of fast data processing algorithms in systems of multi-class diagnostics, as well as possible increase of the accuracy of prediction of the technical state of objects by such systems.uk
dc.description.abstractruСовершенствование систем многоклассовой диагностики на сегодняшний день является очень актуальной задачей. В большинстве случаев оно происходит благодаря повышению точности первичных преобразователей, однако широкое использование микропроцессорной техники, мощная математическая база, развитие методов и средств обработки диагностической информации, стремительное развитие новых перспективных методов исследования объектов и процессов, новые возможности современных компьютерных и информационных технологий способствуют процессу совершенствования. В данной работе рассмотрено одно из направлений совершенствования систем функциональной диагностики инженерных и строительных сооружений, а именно: реализация возможности аппроксимации непериодических сигналов методом наименьших квадратов. Цель работы заключается в совершенствовании метода наименьших квадратов для применения к непериодическим сигналам колебательного характера и разработке программного обеспечения аппроксимации данных измерений с помощью предварительного использования алгоритмов интерполяции для эффективного использования в системах многоклассовой диагностики. Для достижения цели в работе проведено исследование эффективности интерполяционного алгоритма полиномами Лагранжа при использовании смоделированных непериодических сигналов без наличия в них шума. Показано, что при использовании слишком большого количества узлов интерполяции проявляются методические погрешности выбранного метода, что приводит к значительному росту погрешности интерполяции на концах отрезка. Проведен выбор оптимального количества узлов интерполяции выбранным методом. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение аппроксимации непериодических сигналов методом наименьших квадратов в математическом пакете MatLab. Усовершенствован стандартный алгоритм аппроксимации методом наименьших квадратов путем использования кусочной аппроксимации полиномами до седьмого порядка. Усовершенствован алгоритм кусочной аппроксимации путем введения сглаживания в местах соединения соседних отрезков. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение аппроксимации данных за счет предварительного использования методов интерполяции для изменения длины исходного сигнала до значения 2і (і - натуральное число) для возможности использования быстрых алгоритмов обработки данных в системах многоклассовой диагностики, а также возможного повышения точности прогнозирования технического состояния объектов такими системами.uk
dc.description.abstractukУдосконалення систем багатокласової діагностики на сьогодні є дуже актуальною задачею. У більшості випадків воно відбувається завдяки підвищенню точності первинних перетворювачів, проте широке використання мікропроцесорної техніки, потужна математична база, розвиток методів і засобів обробки діагностичної інформації, стрімкий розвиток нових перспективних методів дослідження об’єктів та процесів, нові можливості сучасних комп’ютерних та інформаційних технологій сприяють процесу удосконалення. У даній роботі розглянуто один з напрямків вдосконалення систем функціональної діагностики інженерних та будівельних споруд, а саме: реалізацію можливості апроксимації неперіодичних сигналів методом найменших квадратів. Мета роботи полягає в удосконаленні методу найменших квадратів для застосування до неперіодичних сигналів коливального характеру та розробці програмного забезпечення апроксимації даних вимірювань за допомогою попереднього використання алгоритмів інтерполяції для ефективного застосування в системах багатокласової діагностики. Для досягнення мети у роботі проведено дослідження ефективності інтерполяційного алгоритму поліномами Лагранжа при використанні змодельованих неперіодичних сигналів без наявності в них шуму. Показано, що при використанні занадто великої кількості вузлів інтерполяції проявляються методичні похибки обраного методу, що призводить до значного зростання похибки інтерполяції на краях відрізку. Проведено вибір оптимальної кількості вузлів інтерполяції обраним методом. Розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення апроксимації неперіодичних сигналів методом найменших квадратів у математичному пакеті MatLab. Вдосконалено стандартний алгоритм апроксимації методом найменших квадратів шляхом використання кускової апроксимації поліномами до сьомого порядку. Вдосконалено алгоритм кускової апроксимації шляхом введення згладжування в місцях з’єднання сусідніх відрізків. Створено алгоритмічне та програмне забезпечення апроксимації даних попереднім використанням методів інтерполяції для зміни довжини початкового сигналу до значення 2і (і – натуральне число) для можливості використання швидких алгоритмів обробки даних у системах багатокласової діагностики, а також можливого підвищення точності прогнозування технічного стану об’єктів такими системами.uk
dc.format.pagerangeС. 5–13uk
dc.identifier.citationЦибульник, С. О. Апроксимація неперіодичних сигналів в системах багатокласової діагностики / Цибульник С. О., Коменчук І. Є. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування. – 2019. – Вип. 57(1). – С. 5–13. – Бібліогр.: 25 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.57(1).2019.172005
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/32947
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2019, Вип. 57(1)uk
dc.subjectінтерполяціяuk
dc.subjectапроксимаціяuk
dc.subjectметод найменших квадратівuk
dc.subjectсистема багатокласової діагностикиuk
dc.subjectinterpolationuk
dc.subjectapproximationuk
dc.subjectleast squares methoduk
dc.subjectsystem of multi-class diagnosticsuk
dc.subjectинтерполяцияuk
dc.subjectаппроксимацияuk
dc.subjectметод наименьших квадратовuk
dc.subjectсистема многоклассовой диагностикиuk
dc.subject.udc001.891.573: 519.651: 519.654uk
dc.titleАпроксимація неперіодичних сигналів в системах багатокласової діагностикиuk
dc.title.alternativeApproximation of non-periodic signals in systems of multi-class diagnosticsen
dc.title.alternativeАппроксимация непериодических сигналов в системах многоклассовой диагностикиru
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-SPr_2019-57_P5-13.pdf
Розмір:
502.7 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 57(1)