Публікація: Багатозондовий мікрохвильовий мультиметр з обробкою сигналів датчиків фільтром Калмана
Завантаження...
Дата
2020
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
Анотація
Предметом дослідження в статті є процес вимірювання параметрів сигналів і трактів надвисоких частот (НВЧ). Мета роботи – реалізація на ПЛІС багатозондового методу вимірювання параметрів сигналів і трактів з підвищенням точності за рахунок оптимальної обробки інформації, отриманої з датчиків. У статті вирішуються наступні завдання: створення моделі багатозондового мікрохвильового мультиметра з надмірною кількістю датчиків використання фільтрації Калмана у методі багатозондових мікрохвильових вимірювань і його реалізація на програмованих логічних інтегральних схемах (ПЛІС). Використовуються такі методи: лінійна алгебра при визначенні проміжних змінних зі зворотної матриці системи рівнянь, що описують багатозондову систему при побудові алгоритму обробки сигналів датчиків при непрямому вимірюванні потужності і коефіцієнта відбиття сигналів датчиків, теорія оцінювання при фільтрації проміжних змінних, як цільова функція при цьому виступає сума елементів головної діагоналі матриці дисперсії і коваріації (чим менше ця сума, тим менше похибка) за аналогією з методом найменших квадратів, де при D-оптимальному плануванні експерименту мінімізують добуток елементів головної діагоналі матриці дисперсії і коваріації, тому що добуток елементів головної діагоналі вносить основний вклад в обчислення визначника при зневажливо малих внедіагональних елементах матриці дисперсії і коваріації, в свою чергу визначник матриці дисперсії і ковариації візуалізується еліпсоїдом розсіювання, чим менше який, тим точніше вимірювання. Отримані наступні результати: удосконалена математична модель багатозондового методу вимірювання параметрів сигналів і трактів НВЧ, яка ґрунтується на перетворенні сигналів датчиків, розташованих вздовж напрямку передачі потужності у тракті у падаючу, відбиту та ту, що проходе, потужності і комплексний коефіцієнт відбиття навантаження, яка відрізняється фільтрацією проміжних змінних, що дозволило збільшити точність, запропоновано кінцевий автомат з такими станами, як прогнозування і оновлення алгоритму фільтра Калмана та його моделювання за допомогою ПЛІС. Висновки удосконалення обробки сигналів датчиків багатозондового мікрохвильового мультиметра дозволили збільшити точність вимірювань.
Опис
Ключові слова
багатозондовий мікрохвильовий мультиметр, фільтр Калмана, кінцевий автомат, алгоритм обробки, надмірність, ПЛІС
Бібліографічний опис
Зайченко О. Б. Багатозондовий мікрохвильовий мультиметр з обробкою сигналів датчиків фільтром Калмана / О. Б. Зайченко, Н. Я. Зайченко // Сучасний стан наукових досліджень та технологій в промисловості. – 2020. – №3. – С. 145–152.