CC BY
2
Романова Ю.В. ст. преподаватель Волгоградский филиал Российского государственного университета туризма и сервиса Россия г. Волгоград ИНФОРМАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ СИНТЕЗА АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ В ФИЗИЧЕСКОМ ЭКСПЕРЕМЕНТЕ
Описана методика синтеза оптимальных измерительных цепей в составе адаптивных систем для физических исследований.
Проведение комплексных физических экспериментов, реализующих несколько методов определения искомых характеристик объекта исследования, предполагающих оптимизацию измерительных цепей системы и управление ее характеристиками в ходе эксперимента с целью сохранения их оптимальности, требует придания ей свойств адаптивности к изменяющимся условиям текущего эксперимента. В современном эксперименте реализация подобных систем связана с применением процессорных средств (ЭВМ) и разработкой экспертных систем (ЭС).
К подобным экспериментальным системам относятся, в частности, системы для исследования зарядовых процессов в гетероструктурах, охваченных зарядовой связью, при воздействии внешних полей радиочастотного диапазона и их частотных свойств. При этом должна обеспечиваться возможность производить измерения физических величин (ФВ) с предельно достижимой точностью.
Все исходные данные, необходимые для осуществления синтеза измерительных цепей разрабатываемой оптимальной адаптивной системы, можно получить из анализа требований реализуемых экспериментов. При этом должны быть известны количество методов определения физической величины (ФВ) - к, количество измеряемых ФВ - п, их частотный (/тп ^ /тх) и амплитудный (этп ^ ) диапазоны (если в виде напряжения, то (итп ^ )), наличие аддитивных помех п ), длительность эксперимента (ТЭКСП) и необходимость формирования сигналов управления характеристиками системы (БШР).
В общем случае основные характеристики, вытекающие из требований эксперимента, можно представить последовательностью V):
= к; п;{[(/т1п ^ /ъах ), (^тт ^ ), (Ишп ^ Мшж ), П ()1^ЯТг}г=1' ТЭКСП; ^УПР } (1)
Для осуществления синтеза оптимальных измерительных цепей в составе адаптивной системы требуется некоторый функциональный ресурс (ФР), состоящий из имеющегося набора функционально завершенных модулей.
Известно, что первым функциональным модулем (ФМ) в измерительной системе, воспринимающим измеряемую ФВ, должен быть
первичный измерительный преобразователь (ПИП). В данном случае, для решения задачи исследования зарядовых и частотных свойств гетероструктур в составе приборов с зарядовой связью (ПЗС), в качестве ПИП использовались экспериментальные установки (ЭУ) для измерения высокочастотных (ВЧ) и низкочастотных (НЧ) вольт-фарадных характеристик (ВФХ), изотермической релаксации емкости (ИРЕ), термостимулированных токов поляризации (ТСП) и деполяризации (ТСД), микрополосковых антенн СВЧ/КВЧ и формирователей сигналов изображения на ПЗС.
Необходимые вспомогательные измерительные преобразования в аналоговой части системы производятся с помощью таких ФМ, как устройство выборки и хранения (УВХ), аналоговый коммутатор (АК), нормализатор (Н) и устройство сопряжения (УС). Аналого-цифровое преобразование может производиться одним из пяти имеющихся в составе ФР АЦП с разными характеристиками. Цифроаналоговое преобразование может осуществляться одним из двух разновидностей ЦАП с разными характеристиками. Вспомогательные измерительные преобразования в цифровой части производятся с помощью ФМ, представленных моделями двух цифровых фильтров (ЦФ) и формирователем управляющих сигналов.
Специальное математическое обеспечение (мсмо) предназначено для получения искомых ФВ и является индивидуальным для каждого реализуемого метода их измерения.
Таким образом в составе имеющегося ФР, есть однотипные ФМ и, следовательно, он обладает избыточностью (ИФР), то есть принципиальной возможностью перебора различных вариантов измерительных структур для решения задачи их оптимизации.
Из анализа функционального назначения ФМ в составе данного ИФР можно определить модели всех измерительных ситуаций в эксперименте по исследованию зарядовых и высокочастотных свойств гетероструктур, которые он может обеспечивать. Обобщенная модель этих ситуаций имеется в [1, 2]. В нашем случае, с учетом вида измеряемых ФВ, уравнение гипотетических измерений в операторной форме будет иметь вид:
^ ~ РЦАПРУПРРСМОРПИПРН РЦФРУСРАЦПРАКРУВХРНРПИПУ'] (2)
где и Ян1 - операции, обратные Япип и ЯН соответственно, -
измеряемая физическая величина, у. - входное воздействие (через R условно
обозначена операция преобразования). При этом соответствующая гипотетическая измерительная структура в модельной форме будет определяться выражением (3):
МцАпМупрМамМ 'МНМцфМусМацпМАКМУВХМНМ5 (3)
Поскольку в (3) уже имеется информация о комбинировании ФМ, то теперь возможен вывод обобщенных математических моделей ФМ, входящих в ее состав.
В структуре приведенных моделей ФМ содержится тип преобразования, вид измеряемого сигнала, модельные обозначения предшествующих ФМ, а также информация о наличии или отсутствии соответствующих ФМ. Разработанный аппарат является основой для синтеза адаптивной системы и входит в состав базы знаний экспертной системы (ЭС).
Приведенные рассуждения позволяют сформулировать основные положения предлагаемой методики синтеза оптимальных измерительных цепей в составе адаптивных систем для физических исследований.
1.Основой синтеза измерительных структур адаптивных систем для физических исследований является функциональный ресурс (ФР), обладающей избыточностью.
2.Необходим вывод гипотетического уравнения измерений, определяющего возможности данного ФР, решающего проблему комбинирования и совместимости входящих в его состав ФМ, в соответствии с требованиями проводимых экспериментов.
3.При компьютерном синтезе измерительных структур на основе имеющегося ФР, создается экспертная система, способная на основе выбранного критерия оптимизации выводить оптимальную измерительную структуру.
Использованные источники:
1.Цветков Э.И. Алгоритмические основы измерений. -С.-Пб. Энергоатомиздат. 1992. -256с.
2.Еид Муса, Цветков Э.И. Потенциальная точность измерительных автоматов. -С.-Пб.: СЗО МА, 1999. -80с.
Ручкина Т.В., к.с.н.
доцент
кафедра профессионального развития кадров ССЭИ, филиал РЭУ им. Г.В. Плеханова
Россия, г. Саратов КЛИНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СОЦИАЛЬНОГО ЗДОРОВЬЯ
Аннотация: в статье раскрывается специфика изучения нормы и патологических явлений, происходящих в теле человека. Упор делается не на внешние условия, а на внутренние, которые позволяют сформировать комплексную модель «здоровья» человека как «изнутри», так и в рамках социальной среды.
Ключевые слова: здоровье, медицина, болезнь, комплексное изучение человека, окружающая среда, анормальность, нормальность, норма, целостное функционирование организма, человек, нагрузки, перегрузки, социальное здоровье, клиническая модель.
Долгое время медицина была основана на изучении патологических явлений, происходящих в человеке и на поиске путей извлечения, которые
