Экспресс-метод определения спектрального состава сигнала на основе экстремальной фильтрации

На сегодняшний день одними из самых распространенных являются системы, основанные на результатах измерительных экспериментов. Обработка экспериментальных данных широко применяется в информационно-измерительных системах, технических системах контроля и диагностики, а также в автоматизированных системах управления. Спектральные методы являются мощным и самым распространенным инструментом обработки и анализа данных. Спектральные характеристики нашли широкое применение в технике благодаря высокой информативности и обратимости, что позволяет выполнять сжатие-восстановление сигнала с высокой точностью вычислений. Освящены вопросы спектрального анализа сигналов и описания основных методов выделения спектра. Рассмотрен экспресс-метод определения спектрального состава сигнала на основе экстремальной фильтрации. Представлены результаты обработки экспериментально зарегистрированных сигналов со сканера бумагоделательной машины. Описан способ экспресс-выделения спектра на основе экстремальной фильтрации, который позволяет проанализировать спектральный состав сигнала доступными программными средствами и получить наглядные представления о широком диапазоне характеристик, предоставляющих возможность составить полное описание исследуемого сигнала. Результаты показывают сходимость при минимизации вычислительных трудозатрат и упрощении алгоритма. Перечисленные факторы позволяют использовать данный метод для экспресс-анализа в технических системах.

1. Строганов М.П., Берестень М.П., Мясникова Н.В. Обработка сигналов в системах диагностики. Пенза: Изд-во Пенз. гос. техн. ун-та; 1997. 119 с.

2. Осадчий Е.П. Анализ быстропеременных процессов в сложных технических системах. Пенза: Изд-во Пенз. гос. техн. ун-та; 1996. 64 с.

3. Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения : пер. с англ. М.: Мир; 1990. 584 с.

4. Ерохин А.Т. Аппроксимация многоэкстремальных функций и вопросы сжатого представления гравиметрической информации. Методика измерения гравитационных полей. 1974;12:81–109.

5. Мясникова Н.В., Берестень М.П. Экстремальная фильтрация и ее приложения. Датчики и системы. 2004;4:8–11.

6. Мясникова Н.В., Берестень М.П. Теоретические основы экспресс-анализа. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2006;6:117–123.

7. Мясникова Н.В., Строганов М.П., Берестень М.П. Моделирующие методы спектрального анализа на основе исследования экстремальных значений процесса. Цифровые модели в проектировании и производстве РЭС: Межвуз. сб. науч. тр. 1995;7:59–63.

8. Мясникова Н.В., Строганов М.П., Берестень М.П. Спектральный анализ на основе исследования экстремальных значений процесса. Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. науч. тр. 1995;15:80–82.

9. Мясникова Н.В., Панов А.П. Метод исследования сигналов на основе экстремальных значений и выборочной гистограммы. Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб. науч. тр. 2000;19:102–107.

10. Долгих Л.А., Мясникова Н.В. Модели сигналов на основе статистических и корреляционно-спектральных характеристик. Датчики систем измерения, контроля, управления. 1998;18:51–57.

11. Myasnikova N.V., Lysova N.V Application of Modern Digital Processing Methods in Automated Control Systems. Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies (MWENT). DOI:10.1109/MWENT47943.2020.9067381

12. Lysova N., Myasnikova N. Optimal paper web weight control system based on the Pontryagin's maximum principle. E3S Web of Conferences. 2021. – DOI 10.1051/e3sconf/202124404013.

13. Lysova N., Myasnikova N. Optimal System for Controlling Paper Web Formation. Lecture Notes in Networks and Systems. 2022;246:853–860. DOI 10.1007/978-3-030-81619-3_95.

14. Лысова Н.В., Мясникова Н.В., Регулирование веса бумажного полотна на основе метода экстремальной фильтрации для систем реального времени с помощью покадровой обработки сигнала. Инженерный вестник Дона. 2019;5(56):7.

15. Осадчий Е.П., Берестень М.П., Мясникова Н.В., Строганов М.П. Аппроксимативный способ спектрального анализа. Открытия. Изобретения. 1987;35:138.