АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТИ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ, ОСНОВАННОГО НА СРАВНЕНИИ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ИХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

Мелентьев Владимир Сергеевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информационно-измерительной техники, Самарский государственный технический университет, (Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244), vs_mel@mail.ru
Поздеева Елена Владиславовна, аспирант, Самарский государственный технический университет, (Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244), yaelenkapavlenko@yandex.ru
Пескова Анастасия Сергеевна, аспирант, Самарский государственный технический университет, (Россия, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244), yaelenkapavlenko@yandex.ru

621.317

Актуальность и цели. Предметом исследования является метод определения параметров, основанный на пространственном и временном разделении мгновенных значений гармонических сигналов. Целью работы является исследование нового метода определения параметров гармонических сигналов, реализация которого предусматривает формирование ортогональных составляющих напряжения и сравнение их мгновенных значений.
Материалы и методы. Предложен подход к определению параметров на основе формирования только дополнительного напряжения и измерении мгновенных значений сигналов, распределенных в пространстве и во времени. При анализе погрешности, обусловленной отклонением реальных сигналов от принятой гармонической модели, используется известная методика, основанная на оценке погрешности результата измерения параметра как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, характеризующей отклонение модели от реального сигнала в соответствующих точках.
Результаты. Использование нового подхода к определению параметров гармонических сигналов позволило разработать метод, в котором, в отличие от большинства известных методов, основанных на использовании дополнительных сигналов, формируется только одно дополнительное напряжение и измеряются только мгновенные значения входного напряжения и тока. Это значительно сокращает аппаратурные затраты при его реализации. Приведены результаты оценки влияния степени отклонения реальных сигналов от гармонической модели на результирующую погрешность определения параметров.
Выводы. Реализация разработанного метода определения информативных параметров обеспечивает существенное сокращение аппаратурных затрат. Полученные в работе результаты позволяют оценивать погрешность определения информативных параметров при отклонении входных сигналов от гармонической модели, а также выбирать параметры измерительного процесса в соответствии со спектральным составом сигналов и требованиями по точности измерения.

Ключевые слова

параметры, гармонический сигнал, мгновенные значения, дополнительные сигналы, ортогональные составляющие, фазосдвигающий блок, погрешность.

 Скачать статью в формате PDF

1. Мелентьев, В. С. Аппроксимационные методы и системы измерения и контроля параметров периодических сигналов / В. С. Мелентьев, В. И. Батищев. – М. : Физматлит, 2011. – 240 с.
2. Мелентьев, В. С. Синтез и анализ методов оперативного измерения параметров периодических процессов на основе формирования дополнительных сигналов / В. С. Мелентьев, Ю. М. Иванов, В. В. Муратова // Проблемы управления и моделирования в сложных системах : тр. XVI Междунар. конф. – Самара : Самарский научный центр РАН, 2014. – С. 717–722.
3. Мелентьев, В. С. Сокращение времени измерения параметров гармонических сигналов на основе использования их ортогональных составляющих / В. С. Мелентьев, В. В. Муратова, Е. В. Павленко // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации : сб. науч. тр. XI Междунар. науч.-практ. конф. – Курск : ЮЗГУ, 2014. – Т. 3. – С. 67–71.
4. Мелентьев, В. С. Совершенствование методов и средств измерения параметров гармонических сигналов на основе сравнения их ортогональных составляющих / В. С. Мелентьев, Ю. М. Иванов, А. С. Пескова // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2014. – № 3 (9). – С. 34–40.
5. Мелентьев, В. С. Синтез методов измерения интегральных характеристик по мгновенным значениям ортогональных составляющих гармонических сигналов / В. С. Мелентьев, Ю. М. Иванов, А. Е. Синицын // Вестник Самарского государственного технического университета. Сер. Технические науки. – 2012. – № 3 (35). – С. 84–89.
6. Мелентьев, В. С. Анализ погрешности реализации метода измерения параметров сигналов на основе формирования ортогональных составляющих напряжения / В. С. Мелентьев, Ю. М. Иванов, Е. В. Павленко // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2015. – № 1. – С. 23–30.
7. Мелентьев, В. С. Синтез и анализ методов оперативного измерения параметров периодических процессов на основе формирования дополнительных сигналов / В. С. Мелентьев, Ю. М. Иванов, В. В. Муратова // Проблемы управления и моделирования в сложных системах : тр. XVI Междунар. конф. – Самара : Самарский научный центр РАН, 2014. – С. 717–722.
8. Мелентьев, В. С. Сокращение времени измерения параметров за счет использования мгновенных значений входных и дополнительных гармонических сигналов / В. С. Мелентьев, Е. Е. Ярославкина, Е. В. Поздеева, Д. И. Нефедьев // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2016. – № 1 (15). – С. 48–55.
9. Мелентьев, В. С. Метод и система измерения интегральных характеристик с использованием ортогональных составляющих сигналов / В. С. Мелентьев, В. В. Муратова, Е. Е. Ярославкина // Вестник Самарского государственного технического университета. Сер. Технические науки. – 2013. – № 4 (40). – С. 206–209.
10. Мелентьев, В. С. Анализ погрешности измерения параметров периодических сигналов из-за отклонения реального сигнала от гармонической модели / В. С. Мелентьев // Современные материалы, техника и технологии. – 2015. – № 3 (3). – С. 172–178.