Разработка технического и программного обеспечения автоматизированной системы научных исследований (стр. 1 из 5)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Севастопольский национальный технический университет
Кафедра технической кибернетики
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по курсу «Обработка данных в автоматизированных системах»
«Разработка технического и программного обеспечений автоматизированной системы научных исследований»
(Альбом документов)
Выполнил:
ст. гр. А-41з
Брусинов С. Э.
Проверил:
Краснодубец Л. А.
Допущено к защите
Защищено с оценкой
Севастополь
2007
ОПИСЬ АЛЬБОМА
Отчет по курсовому проектированию содержит следующие документы:
- Техническое задание, где обозначены: цель проекта, технические требования, основные этапы работы и график их выполнения;
- Пояснительная записка, в которой представлено описание и принцип действия АСНИ; все расчеты заданного устройства и выводы по проделанной работе;
- Приложения, включающие: текст программы, принципиальную электрическую схему информационного измерительного канала и структурную схему программы.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Севастопольский национальный технический университет
Кафедра технической кибернетики
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по курсу «Обработка данных в автоматизированных системах»
«Разработка технического и программного обеспечений автоматизированной системы научных исследований»
(Техническое задание)
Выполнил: ст.гр. А-41з
Брусинов С. Э.
Проверил:
Краснодубец Л.А.
Севастополь
2007
Севастопольский национальный технический университет
(наименование высшего учебного заведения)
Факультет Автоматики и вычислительной техники
Дисциплина Обработка данных в автоматизированных системах
Специальность Компьютеризированные системы, автоматика и управление
Курс IV Группа А-41з Семестр IХ
ЗАДАНИЕ
На курсовой проект студента
Брусинова Сервера Энверовича
(фамилия, имя, отчество)
1. Тема проекта Разработка технического и программного обеспечений автоматизированной системы научных исследований
2. Срок сдачи студентом законченного проекта (работы)
3. Исходные данные к проекту (работе)
Внутреннее сопротивление датчика - Rи=300
Выходное напряжение датчика - Uc =3,0мВ
Эффективное значение синфазной помехи - Uсф=1,2B
Максимальная погрешность от синфазной помехи - d=3%
Частота работы АЦП Fд=2000Гц
Разрешение по частоте при определении спектральной плотности b=5Гц
Период дискретизации T=0.02c
Ошибка спектрального анализа e =25%
4. Содержание расчётно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)
1.Введение
2.Теоретические сведения
3.Разработка методического обеспечения
4.Разработка технического обеспечения
5. Разработка программного обеспечения
6.Тестирование ПО
7.Заключение
5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)
6. Дата выдачи задания 22 июня 2007 года
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
| №п/п | Название этапов курсового проекта (работа) | Срок выполнения этапов проекта (работы) | Пометки |
| 1 | Получение задания, подбор литературы | ||
| 2 | Расчет дифференциального усилителя | ||
| 3 | Расчет фильтра низких частот и нормирующего усилителя | ||
| 4 | Разработка схем и алгоритмов программы | ||
| 5 | Написание программы | ||
| 6 | Оформление отчета | ||
Студент__________________________________
(подпись)
Руководитель_____________________________ (подпись) (фамилия, имя, отчество)
«_____» ___________________________20___г.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Севастопольский национальный технический университет
Кафедра технической кибернетики
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по курсу «Обработка данных в автоматизированных системах»
(Пояснительная записка)
Выполнил: ст.гр. А-41з
Брусинов С. Э.
Проверил:
Краснодубец Л.А.
.
Севастополь
2007
СОДЕРЖАНИЕ
1 ВВЕДЕНИЕ
2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
2.1 МЕТОДЫ ГЕНЕРАЦИИ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ
2.2 МЕТОДЫ ОЦЕНИВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ПЛОТНОСТЕЙ МОЩНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСКРЕТНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ
3 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
3.1 СТРУКТУРА АСНИ
3.2 РАСЧЁТ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ
3.3 РАСЧЁТ ФИЛЬТРА НИЗКИХ ЧАСТОТ
3.4 РАСЧЕТ НОРМИРУЮЩЕГО УСИЛИТЕЛЯ
4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
4.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
4.1.1 НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ
4.1.2 ВХОДНЫЕ ДАННЫЕ
4.1.3 ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ
4.2 ФУНКЦИИ
4.3 ТЕСТИРОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО ПО
5 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЯ
1 ВВЕДЕНИЕ
Целью курсового проекта является разработка технического и программного обеспечения автоматизированной системы научных исследований (АСНИ).
АСНИ предназначена для спектрального анализа данных, поступающих от первичных преобразователей физических величин, характеризующих некоторый технологический процесс. В состав АСНИ входят следующие подсистемы:
- подсистема измерений – информационно-измерительный канал (ИИК);
- подсистема передачи данных;
- подсистема обработки данных;
- подсистема визуализации и документирования результатов.
В современных условиях необходимо внедрение средств микроэлектроники и вычислительной техники во все сферы народного хозяйства. Это обусловлено стремлением к повышению эффективности и качества производимой продукции.
В соответствии с заданием на курсовое проектирование необходимо разработать техническое и программное обеспечение: выполнить расчет информационно-измерительного канала автоматизированной системы научных исследований, состоящего из дифференциального усилителя и активного фильтра по исходным данным, а также разработать программу, выполняющую анализ поступающих сигналов.
2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
В состав методического обеспечения АСНИ включены методы генерации временных рядов и методы оценивания спектральных плотностей мощности.
2.1 Методы генерации временных рядов
Одной из важнейших задач, решаемых автоматизированными системами, является сбор и обработка данных, поступающих от первичных преобразователей (датчиков), установленных на объектах автоматизации. Эти данные рассматривают как временные ряды.
Временной ряд – это множество наблюдений, генерируемых последовательно во времени. В зависимости от того, как изменяется время: непрерывно или дискретно, различают временные ряды непрерывные и дискретные.
Современные автоматизированные системы обрабатывают данные с помощью компьютеров, поэтому все данные, которые поступают в виде аналоговых сигналов преобразуются в цифровую форму.
При исследовании процесса аналого-цифрового преобразования будут рассматриваться следующие временные ряды:
Х(t) - исходная физическая величина (непрерывный ряд);
х(t) - выходной сигнал датчика в вольтах, соответствующий функции Х(t) (непрерывный ряд);
С(t) - выход х(t) датчика, переведенный в непрерывные отсчёты (непрерывный ряд);
С(iT) - выход х(t) датчика, переведенный в непрерывные отсчёты, выполненные в дискретные моменты времени с периодом Т (дискретный ряд);
с(i) - выход х(t) датчика, переведенный в округленные отсчёты, полученные после операции квантования (дискретный временной ряд);
е(i) - погрешность, равная С(iT) - с(i).
Фиктивный временной ряд С(t) введен здесь только для удобства. Как временной ряд С(t) , так и ряд с(i) измеряются в одних единицах - отсчётах. Временной ряд С(t) есть просто результат линейного преобразования функции х(t), представленного формулой (2.1):
 | (2.1) |
2.2 Методы оценивания спектральных плотностей мощности с использованием дискретного преобразования Фурье
Дискретное преобразование Фурье (финитное) определяется соотношением (2.2):
 , | (2.2) |
где
X(k) - значение (комплексное) дискретного преобразования Фурье, определенное в частоте с номером k;
x(i) - значение (вещественное) исходного временного ряда, определенное в момент времени с номером i;
T - период дискретизации;
N - количество отсчетов (длина) временного ряда.
Дискретное преобразование Фурье связывает спектральную характеристику (комплексный спектр) X(k), определенную в дискретных значениях частоты (с номером k), с дискретными значениями временного ряда (сигнала) x(i), определенными в дискретные моменты времени (с номером i).