Автоматизация контроля и испытаний газоразрядных ламп на основе статистического анализа временных рядов, нейронных сетей и SСADA -технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Волков Антон Владимирович

• Волков Антон Владимирович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Волков Антон Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОРАЗРЯДНЫХНАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

1.1. Современные тенденции развития светотехники и светотехнической продукции

1.2.Описание конструкции процесса инициирования и работы натриевых ламп высокого давления

1.3.Технические требования и методы контроля параметров натриевых ламп высокого давления

1.4.Анализ работы существующих систем выходного контроля параметров ламп. Выявление направлений и способов улучшения их качественных показателей

Выводы к первой главе

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИГАЗОРАЗРЯДНЫХ НАТРИЕВЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

2.1. Современное состояние проблемы моделирования систем

2.2. Математическая модель в пространстве состояний переменных натриевой лампы высокого давления

2.3. Математическая модель проводимости натриевой лампы высокого давления

2.4. Построение математической модели натриевой лампы высокого давления методом матричных операторов

2.5.Нейросетевая модель натриевой лампы высокого давления

Выводы ко второй главе

Глава 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП

3.1. Основные виды контроля качества на производстве

3.2. Особенности контроля натриевых ламп высокого давления

3.3. Статистические методы анализа данных

3.4. Выбор математических моделей для контроля качества натриевых ламп высокого давления

3.5.Разработка алгоритмов контроля натриевых ламп высокого давления

Выводы к третьей главе

Глава 4. СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ВЫХОДНОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЛАМП С УЧЕТОМ ВЫРАБОТАННЫХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ

4.1. Техническое задание на проектирование. Разработка общей структуры системы контроля

4.2. Функциональное проектирование системы. Выбор элементной

базы

4.3. Разработка электрической принципиальной схемы системы контроля

и конструкторская реализация шкафов управления

4.4. Структура программных компонентов системы контроля и их реализация

4.5. Конфигурирование и программирование контроллера

4.6. Разработка системы визуализации и задания параметров

на операторной панели

4.7. Конфигурирование модуля сбора данных и сетевого измерительного модуля

4.8.Разработка подсистемы сбора данных и обработки результатов контроля. Реализация архивирования. Создание общего архива

системы

4.9.Техническое описание и руководство по эксплуатации 208 Выводы к четвертой главе 216 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Развитие светотехнической промышленности в России в основном связанно с усовершенствованием производственных и исследовательских предприятий этой отрасли. Существенную долю объемов производства составляют натриевые лампы высокого давления, которые являются одними из наиболее эффективных источников света.

До настоящего времени, как правило, реализуется ручной контроль ограниченного числа контролируемых параметров лампы - это приводит к быстрому утомлению оператора и появлению ошибок контроля, а ограниченное число контролируемых параметров снижает его достоверность. Архивирование информации о состоянии испытуемых ламп не производится, что затрудняло оценку причин возникновения брака и оперативность принятия решений по внесению корректировке хода технологического процесса изготовления ламп с целью исключения появления брака или улучшения их технических характеристик.

В связи с этим решение задач автоматизации контроля, обоснованного выбора контролируемых параметров, использования современных методов обработки контролируемой информации и её архивирования позволят существенно повысить эффективность выходного контроля ламп.

Трудность решения вышеуказанных задач связана со сложностью физических процессов, протекающих в лампе, нелинейностью и приближённостью математических моделей, отображающих эти процессы, сложности контроля некоторых физических переменных.

Преодоление трудностей контроля, связанных с приближенностью математических моделей и плохой наблюдаемостью физических переменных, в настоящее время успешно осуществляется в рамках задач интеллектуального, контроля и управления. Значительный вклад в решение

этих задач внесли работы российских и зарубежных ученых: В.М. Пчелина, А.В Белякова, А.Н. Сухожак, А.Т.Кынина, У.Лоудена, К. Шмидтадр.

Практика разработки подобных систем показала, что создание соответствующего современному уровню программно-аппаратного обеспечения современных систем контроля и управления требует больших затрат времени и средств с привлечением высококвалифицированных специалистов. Поэтому задача создания информационно-алгоритмических структур объектов контроля и разработка на этой основе высокоэффективных систем контроля является актуальной.

Цель работы-повышение достоверности выходного контроля натриевых ламп высокого давления путем автоматизации процесса контроля, обоснованного выбора контролируемых параметров, на основе методов статистического анализа с использованием временных рядов и нейронных сетей и SCADA -технологий.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи.

1.Анализ методов выходного контроля газоразрядных ламп высокого давления и выявление причин, снижающих его достоверность.

2.Создание математических моделей газоразрядной лампы высокого давления, позволяющих получить уточненные характеристики физических процессов, происходящих в лампе.

3.Валидация разработанных математических моделей, дающая возможность осуществить обоснованный выбор алгоритмов и режимов управления процессом контроля для повышения его точности и достоверности.

4.Разработка алгоритмов контроля электрических параметров газоразрядной лампы высокого давления, основанных на методах анализа временных рядов.

5.Разработка системы контроля и испытания натриевых ламп высокого давления на базе современных программно-технических средств с улучшенными технико-экономическими характеристиками.

Объект исследования: газоразрядных ламп высокого давления.

Предмет исследования: модели, алгоритмы и технические средства автоматизированного контроля и испытания ламп на основе анализа временных рядов и нейросетевых технологий.

Методы исследований. Исследования проводились на базе современной теории управления и автоматизации технологических процессов, теории вероятностей и математической статистики, математического моделирования, численных и экспериментальных методов.

Достоверность полученных результатов и выводов подтверждена путем математических доказательств, математического моделирования, сходимостью данных теоретических и экспериментальных исследований, а также практическим внедрением разработанных систем управления в производство.

Соответствие паспорту специальности. Диссертация выполнена в соответствии с требованиями специальности 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) Области исследования: 2 - Автоматизация контроля и испытаний; 3 - методология, научные основы и формализованные методы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производствами (АСУП), а также технической подготовкой производства (АСТПП) и т. д.; и 6 - Научные основы, модели и методы идентификации производственных процессов, комплексов и интегрированных систем управления.

Научная новизна.

1. Математические модели натриевой газоразрядной лампы высокого давления, позволяющие повысить достоверность контроля за счет

получения уточненных характеристик физических процессов, происходящих в лампе.

2. Метод параметрической идентификации нелинейной модели газоразрядной лампы основанный на отображения параметров имитационных моделей в параметры исходной нелинейной модели с помощью многослойной нейронной сети с прямой передачей сигнала, позволяющий осуществить объективный выбор имитационной модели для последующего контроля.

3. Алгоритмы контроля электрических параметров газоразрядной лампы, позволявшие на основе анализа временных рядов, генерируемых системой контроля с использованием сингулярного разложения и проверки статистических гипотез не только выявить дефекты, но и указать вероятную причину их возникновения.

4. Интегрированная система контроля и испытаний на базе современных программно-технических средств с улучшенными технико-экономическими характеристиками.

Практическая ценность заключается в разработке современных научно обоснованных методов и средств контроля качества газоразрядных ламп высокого давления и повышение эффективности контроля.

1. Рассчитаны параметры нелинейной модели газоразрядной лампы, позволяющие получить уточненные характеристики физических процессов, происходящих в лампе, и определить контролируемые параметры.

2. Проведён обоснованный выбор контролируемых параметров и алгоритмов контроля, не только повышающие достоверность контроля, но и дающие возможность устанавливать вероятную причину возникающих дефектов.

3. Создана система контроля и испытаний на базе современных программно-технических средств с улучшенными технико-экономическими характеристиками, обеспечивающая повышение достоверности контроля,

сокращением времени контроля на 29 % и позволяющая снизить число ошибок операторов.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные математические модели в виде методик, алгоритмов и программ внедрены в производство в ООО «Рефлакс-С» при проектировании и испытаниях натриевых ламп высокого давления, что позволило повысить производительность контроля различных типов ламп в 1,1 раза, а также используются в учебном процессе в ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарёва» на кафедре информационной безопасности и сервиса и на кафедре «Информационно-измерительная техника и метрология» Пензенского государственного университета при подготовке бакалавров и магистров по направлению 22.04.00 «Управление в технических системах».

Данная работа поддержана и одобрена Программой «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (У.М.Н.И.К.) в 20132015гг. от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (проект №157 ГУ1/2013 от 08.10.2013 г).

Диссертация подготовлена как часть прикладных исследований в соответствии с Соглашением о предоставлении субсидии №14.574.21.0143 с Министерством образования и науки Российской Федерации. Идентификатор Соглашения RFMEFI57417X0143.

На защиту выносятся:

1) математические модели натриевой газоразрядной лампы высокого давления, позволяющие повысить достоверность контроля за счет получения уточненных характеристик физических процессов, происходящих в лампе;

2) метод параметрической идентификации нелинейной модели газоразрядной лампы основанный на отображения параметров имитационных моделей в параметры исходной нелинейной модели с помощью многослойной нейронной сети с прямой передачей сигнала,

позволяющий осуществить объективный выбор имитационной модели для последующего контроля;

3) алгоритмы контроля электрических параметров газоразрядной лампы высокого давления, дающие возможность выделять их регулярную, периодическую и случайную составляющие и тем самым устанавливать вероятную причину возникающих дефектов;

4) интегрированная система контроля и испытаний на базе современных программно-технических средств с улучшенными технико-экономическими характеристиками, отличающаяся от известных систем введением расширенного вектора контролируемых параметров, сокращением времени контроля на 9 % и позволяющая снизить число ошибок операторов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация контроля и испытаний газоразрядных ламп на основе статистического анализа временных рядов, нейронных сетей и SСADA -технологий»

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 9 конференциях различного уровня, в том числе на молодежном научно-инновационном конкурсе «У.М.Н.И.К.» (Саранск, 2013); Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Томск, 2010, 2012); Международной научно-практической конференции «Найновите научны постижения - 2014» (Болгария, София, 2014), XLV Огарёвских чтениях (Саранск, 2017), XI Международной научно-практической конференции (Пенза, 2017), IX Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации» (Пенза,

2018).

Публикации. Ценность научных работ соискателя, полнота изложения материалов диссертации. Материалы диссертации достаточно полно представлены в 15 работах, из которых 1 работа опубликована в международной базе Scopus, 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ (Научно-технический вестник Поволжья, Автоматизация и современные

технологии), 11 работ - в журналах и сборниках международных научно-технических конференций и вестниках университетов, 1 работа опубликована без соавторов, 2 свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ. Доля личного участия соискателя составила 67 %.

Структура и объем работы. Диссертационное исследование состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы, включающего 152 наименования, и четырех обязательных приложений. Объем работы: 265 страница машинописного текста, включая 113 рисунков и11таблиц.

Глава 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ НАТРИЕВЫХ

ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

1.1. Современные тенденции развития светотехники светотехнической

В настоящее время Российская Федерация на мировом рынке производителей светотехнического оборудования не очень заметна - страна замыкает топ-15с долей в мировом производстве в 1%. С одной стороны, объемы российского производства в 2,8 раза больше, чем объемы выпуска светотехники во Франции и Австрии. С другой стороны, отставание России от мирового лидера - США - астрономическое: в 43,5 раза [52].

На текущий момент наиболее значимую часть мирового рынка светотехники составляют Европа и Северная Америка с долей более 23% у каждого из регионов. С небольшим отставанием за ними следует Китай с 18,6%. Япония, Азия и Латинская Америка имеют доли в 7-8%. Доли других стран на мировом рынке - менее 5%[52].

По прогнозам CentreforIndustrialStudies(CSIL) [130] в перспективе до 2030 года Европа и Северная Америка сохранят свои лидирующие позиции. Китай подберется вплотную к лидерам. Также заметно увеличатся доли рынка у Азии и Индии. Структура рынка светотехники в 2018 году представлена на рисунке 1.1.

продукции

Индия

ьЗ Африка Турция

■ Китай

■ Япония

■ Азия и Океания Я Латинская! Америка (В Россия и СНГ Ближний ВОСТОК

Рисунок 1.1 - Региональная структура рынка светотехники в 2018 году

Несмотря на то, что в настоящее время за регионами-лидерами по объемам рынка сохраняется лидерство и по темпам роста (рынка по сравнению с ВВП), на меньших по объему развивающихся рынках имеется потенциал более быстрого роста в будущем.

Современные технологии освещения как наука становятся все более требовательными и, помимо проблем освещения, решают и другие насущные проблемы:

• разработка новых экологических источников света, использование которых позволит значительно сократить количество потребляемой электроэнергии;

• создание комфортной световой среды, обеспечивающей полный спектр информационных, реабилитационных и других световых мероприятий;

• использование света в качестве эффективного и выгодного средства повышения производительности сельскохозяйственного производства;

• создание источников света, в которых реализуются хемилюминесцентные и электролюминесцентные процессы, используются полупроводниковые и радиоизотопные материалы;

Одна из последних тенденций в современной светотехнике -разработка светодиодных осветительных приборов.

Соотношение светоотдачи традиционных источников света и светодиодов приведено на рисунке 1.2 [109].

В обозримом будущем, вероятно, произойдет замена большей части существующих энергонеэффективных источников света, ламп накаливания, ДРЛ и устаревших типов люминесцентных ламп на энергоэффективные источники света и световые приборы на их основе (см. таблицу 1.1) [150].

Лампа накаливания ИКЛЛ ■ Натриевая лампа типа ДНаТ ■ Бельш светодиод

IГалогенная лампа п Люминесцентная лампа ■ Ртутная лампа типа ДРЛ

Рисунок 1.2 - Соотношение светоотдачи различных источников света: прогноз роста до 2030 года[75]

Таблица 1.1 - Предполагаемая тенденция развития российского рынка освещения в натуральном выражении (по данным «Osram») (% к итогу)

Группы ламп 2010г. 2016г. 2020г.

Лампы накаливания общего назначения 52 9 2

Галогенные лампы 12 22 12

Газоразрядные высокого давления (ДРЛ,ДРВ,ДНаТ,МГЛ) 2 2 2

Люминесцентные 16 20 18

Компактные люминесцентные 17 25 19

Светодиоды 1 22 46

Итого на российском рынке 100 100 100

По мере развития мировой светотехнической промышленности наблюдается тенденция к повышению энергоэффективности осветительных приборов за счет внедрения энергосберегающих осветительных установок: ламп (натриевые, металлогалогенные, компактные люминесцентные, плазменные, индукционные, диодные излучатели света и др.), электронных устройств различного назначения, осветительных приборов и систем управления освещением.

По мнению участников светотехнического кластера, наиболее востребованными в ближайшее время будут следующие области светотехники: [109]:

- световые приборы на основе светодиодов, которые по оценке МсЮшеу&Сотрапу к 2020 году займут порядка 60% мирового светотехнического рынка;

- лампы-ретрофиты, эквивалентные лампе накаливания в 60Вт, в настоящее время являются наиболее эффективнымиLED-источниками света.

Использование ламп с большей мощностью невыгодно, поскольку выделение избыточного тепла значительно снижает светоотдачу. По мере совершенствования технологий мощность ламп может возрасти. К 2020 году первенство в индустрии возьмут лампы, сравнимые с лампами накаливания мощностью 100 Вт. Значительное место занимают светодиодные светильники, используемые для замены линейных люминесцентных ламп в потолочных светильниках.

Вероятно, скорость развития рынка в области адаптивных ламп не будет сопоставима со скоростью разработки специализированных светодиодных установок и, пройдя пик, войдет в стагнацию и будет постепенно уменьшаться. Это связано с поломкой и последующей заменой обобщенных ламп.

Современные тенденции указывают на то, что в будущем светодиодные лампы будут занимать важное место на рынке освещения,

вытесняя традиционные лампы (например лампы накаливания и ДРЛ). Потребуются новые типы светильников, использующих белый светодиод (нанесение люминофора непосредственно на светодиод) и дистанционную люминофорную технологию (удаленного нанесения люминофора). Светотехнический кластер определил эти две области как приоритетные.

Газоразрядные лампы являются серьезными конкурентами для светодиодов в основном из-за их относительно низкой стоимости:

-натриевые лампы долго будут занимать лидирующие позиции в целях уличного освещения по соотношению цена - качество;

-последние разработки ведущих компаний отраслиметаллогалогенных ламп значительно продлили срок их службы, и стоимость таких светильников значительно ниже, чем у светодиодов;

-в индукционных лампах нет электродов или нагревательных элементов, поэтому срок их службы составляет 100 000 ч; среди других их преимуществ - низкая температура, высокая частота мерцания;

-плазменные лампы, основанные на технологии активной разработки, с выходом на рынок будут подавляться другими газоразрядными лампами.

Разработка автоматизированных систем управления производством для различных осветительных приборов приведет к значительной экономии энергии и снижению затрат на техническое обслуживание и изготовление систем освещения. Рынок в России обладает огромным потенциалом, поскольку находится на начальной стадии развития. Инновации, рекомендованные светотехническим кластером, в настоящее время не уступают мировым в области энергоэффективности, но они также доступны по цене.

Внедрение статистических методов контроля качества способствовало сокращению времени, затрачиваемого на контрольные операции, и повышению эффективности контроля. Однако использование статистики без волевых и целенаправленных усилий субъекта управления не является

единственным условием для стабильного развития системы качества. Это утверждение объясняется различием между определением современной концепции планирования качества как «целеполагающей деятельности, требований к качеству и применения элементов системы контроля качества» и подходом к этому термину со стороны количественных методов оценки качества выпускаемой продукции.

Суть статистических (количественных) методов сводится к непрерывной регистрации любых фактов, связанных с качеством: выявление и измерение несоответствий, а также установление математической взаимосвязи между несоответствиями и факторами производства (причины).

Статистические методы могут использоваться для анализа любых несоответствий (отклонений) от внутренних стандартов. Например, можно изучить выпуск возвращаемых отходов, превышение нормы технологических потерь, увеличение срока ожидания транспортного средства и т. д. Изучение и устранение несоответствий зависит от культуры управления и жизненного цикла продукта, стоимости работ и услуг.

Статистические методы учета и контроля получили свое название в 1950-1960-х годах и широко представлены в научной и практической литературе [10, 55, 92]. Обычно они делятся на две группы:

• методы выявления несоответствий;

• методы определения причин несоответствий.

Ниже приведены статистические методы выявления несоответствий.

1. Метод контрольных листов (табличное изображение всех выявленных несоответствий по их характеристикам и количеству за отчетный период) показывает тенденцию к возникновению несоответствий во времени. Для увеличения информационного содержания табличной формы используются различные графики: в виде ломаной линии, гистограммы или круговой диаграммы, ленты или 2-образного графика.

2. Гистограмма (графическое изображение выявленных расхождений по их знакам и числу в отчетном периоде) показывает устойчивость возникновения тех же несоответствий во времени.

3. Контрольная карта (графическое представление количества обнаруженных отклонений по сравнению с установленным допуском в отчетном периоде) показывает количество несоответствий по сравнению с принятой нормой.

Для установления и анализа причин несоответствий используются следующие статистические методы.

4. Стратификация (группировка расхождений по их причинам для выявления первичных и вторичных причин, может быть изображена как гистограмма).

5. Диаграмма Парето (столбчатая диаграмма, оценивает причины несоответствий по мере их уменьшения, это делается либо по экспертным оценкам, либо по сумме затрат на устранение причины) выявляет наиболее существенные причины несоответствий.

6. Диаграмма рассеяния, или корреляционная диаграмма (графическое представление нескольких взаимозависимых измеримых причин и дефектов), показывает математическую зависимость между причиной и несогласованностью (например применение моделирования объекта управления и сравнение результатов моделирования с данными, полученными экспериментально).

7. Каузальная карта (диаграмма рыбы, или диаграмма Ишикавы).

Анализ вышеуказанных методов позволяет заключить, что несответствия и их причины являются первичной информацией, имеющей отношение к принятию решений с целью улучшения качества. В то же время неразрешение любых несоответствий сводит на нет эффективность статистических методов.

Надежность первичной информации обеспечивается только непрерывной синхронной записью каждого факта несогласованности и ее причин в реальном времени. Это основной принцип точного учета качества. Очевидно, что требование надежности может быть выполнено в случае, когда статистические методы встроены в систему учета управления производством.

Для внутренней практики бухгалтерского учета принцип полного и непрерывного учета несоответствий и причин является новым. Хотя существует множество инструкций по учету и расчету затрат в различных отраслях (которые можно рассматривать как рекомендации по управленческому учету). Однако этот метод несовместим с системой полного контроля качества и требует немедленного обновления.

Для практической реализации принципа полного учета качества мы предлагаем ввести новые аналитические параметры,которые ранее не использовались в российской бухгалтерской практике (измерению должны подвергаться не только напряжение на лампе, но и текущие значения для получения более достоверной информации о процессе всего контроля качества НЛВД системы).

Основой для разработки вышеуказанных принципов может быть также классификация дефектов и их причин в зависимости от степени влияния на потребительские свойства продуктов, предложенная В. Мишиным [92].

Стандарты качества гласят: «Организация должна контролировать и измерять характеристики продукта, чтобы проверить соответствие требованиям продукта. Это должно быть выполнено на соответствующих этапах процесса жизненного цикла продукта, как планировалось. Необходимо подтвердить соответствие критериям приемлемости. В записях должно указываться лицо (лица), которое разрешило выпуск продукта»[89, 105].Поэтому внутренние стандарты качества должны обеспечивать прослеживаемость действий, то естьспособность идентифицировать историю

возникновения и устранения несоответствий [92]. В свою очередь, система учета должна генерировать информацию о времени возникновения и времени и стоимости устранения несоответствий. Только в этом случае можно предположить, что качество контролируется, а внутрикорпоративные стандарты актуальны. Поэтому вторым принципом качественного учета является формирование информации о расхождениях и издержках или потерях, вызванных ими, как единый объект учета.

Чтобы реализовать этот принцип, необходимо рассмотреть стандартные действия и затраты, связанные с управлением качеством. Наиболее распространенная классификация включает действия и издержки качества, основанные на технологическом подходе и предложенные в середине прошлого века А. Фейгенбаумом [86]. Так, обычные затраты на поддержание качества - разработку дизайна и качество контроля - ученый называет расходами, а затраты на устранение несоответствий - убытками.

Обращаясь к производству НЛВД, необходимо учитывать как основные параметры, используемые для проверки продукта, так и дополнительные для улучшения качества продукции и контроля процесса на каждом этапе производства[111].

1.2. Описание конструкции процесса инициирования и работы натриевых ламп высокого давления

В 1965 году разработанная У. Лоуденом и К. Шмидтом натриевая лампа высокого давления получила широкое распространение по всему миру [142]. Обычно она меньшего размера (рисунок 1.3) по сравнению с другими типами ламп (например, с дуговой ртутной люминесцентной лампой -сокращенное название ДРЛ) и, как правило, имеет трубчатую форму (ДНаТ) или выпуклую зеркализованную колбу специальной формы (ДНаЗ).

Лампа состоит из полупрозрачного и герметичного корпуса (горелки), который содержит два электрода, изготовленных из вольфрама, часто легированных оксидом тория ^02 для электрической дуги или облегчения запуска. Каждый электрод является попеременно катодом, испускающим электроны, и анодом, собирающим их.

В поликристаллической газоразрядной трубке (А1203) содержатся избыточные пары натрия при давлении порядка 200 кПа и пары ртути при давлении до 3 МПа. В газоразрядной трубке имеются и другие наполняющие газы (обычно ксенон), через которые также проходит разряд, прежде чем ртуть или натрий испарятся. Производство лампы ДНаТ стало возможным после изобретения А.В.Беляковым и А.Н.Сухожак полупрозрачного поликристаллического оксида алюминия, стойкого к парам натрия [97].

Внешняя колба (из стекла, устойчивого к различным атмосферным и погодным явлениям)

Вакуум (обеспечивает эффективность дуговой лампы посредством контроля температуры)

Геттер -

Ножка дуговой лампы

Резьбовой цоколь с резьбой диаметром 40 мм (с никелевым покрытием)

Изолирующая пробка ]

Электрод

Керамическая дуговая лампа, содержащая натрий

Спай дуговой лампы

I

.Л

Рисунок 1.3 - Образцы газоразрядных натриевых ламп

Разрядная трубка содержится в прозрачной трубчатой оболочке в вакууме для обеспечения тепловой изоляции и увеличения механической прочности самой разрядной трубки.

Когда подводящее напряжение в несколько кВ подается между электродами, между ними возникает дуга. Распределение тепла по трубке постепенно испаряет ртуть, затем натрий. В стационарном состоянии концентрация разряда и света распределяется по оси трубки, оставляя темную зону вблизи стен, что отражает сильный градиент температуры между осью разрядной трубки (4 000-4500 К) и его стенкой (порядка 1500 К для оксида алюминия).

Как будет видно далее, в отличие от ламп накаливания газоразрядные лампы не могут быть напрямую подключены к сети. Разряд должен быть стабилизирован балластом и в некоторых случаях инициирован импульсом высокого напряжения, создаваемым с помощью импульсно зажигающих устройств.

Выпускаемые лампы должны иметь характеристики, адаптированные к различным требованиям. Таким образом, характеристики, которые оправдывают выбор ламп, - это в основном световой поток, световая эффективность, срок службы, видимый цвет, цветопередача и условия освещения. Лампы типа ДНаТ или ДНаЗ излучают преимущественно желто-розовое свечение из-за желтого дублета натрия, который затем расширяется столкновениями (эффект давления) и таким образом покрывает большую часть видимого спектра. На рисунке 1.4 показан типичный спектр, излучаемый натриевой лампой, используемой для городского освещения.

300

Л 250

0

® 200

1 150

а

^ 100

1

" 50

300 400 500 600 700 Х(пт)

Рисунок 1.4 - Спектр излучения натриевой лампы

Основным недостатком этой лампы является качество света, который она производит. Он довольно монохроматичен и значительно искажает цвет объектов, которые освещает (низкий индекс цветопередачи). Можно улучшить качество света, главным образом за счет увеличения давления или мощности, но в этих случаях световая эффективность уменьшается. На рисунке 1.5 показана корреляция между эффективностью света и индексом цветопередачи. Натриевая лампа высокого давления применима в случаях, когда важной оказывается стоимость освещения. Напротив, металлогалогенная лампа, например, производит белый свет хорошего индекса цветопередачи, несмотря на низкую светоотдачу и короткий срок службы по сравнению с натриевыми лампами высокого давления. Поэтому этот тип ламп используется для освещения мест, где необходим высокий индекс цветопередачи, например, на спортивных полях, в телевизионных студиях в ЖК-проекторах [131, 145].

400 500 600 700

длина волны (пт)

Рисунок 1.5 - Световая эффективность, цветопередача и потенциальное применение различных семейств натриевых ламп высокого давления

Источник питания в лампе имеет две основные функции: зажигание и после стабилизации ограничение тока.

Первая функция заключается в создании на клеммах лампы высокого напряжения до нескольких кВ, чтобы вызвать пробой и ионизацию газа, присутствующего в трубке, и сделать его более проводящим. Для натриевой лампы зажигание обычно обеспечивается внешним контуром. Существует,

как правило, две процедуры: инициация импульса и возникновение резонанса. Следует отметить, что длительность инициации импульса очень важна для электродов и может повредить лампу или, в лучшем случае, ограничить срок ее службы.

Источник напряжения, используемый для зажигания, должен быть очень быстро переключен на источник тока после зажигания. Первоначально разряд находится в переходной фазе, продолжительность которой составляет несколько минут, а затем напряжение на лампе возрастает и достигает порядка 100 В на ее клеммах. В течение периода прогрева важно, чтобы ток, проходящий через лампу, препятствовал росту напряжения на ее клеммах выше его номинального значения. В качестве иллюстрации этого принципа на рисунке 1.6 показан график возрастания напряжения для ртутной лампы высокого давления [139].Для ламп городского освещения амплитуда напряжения зажигания обычно составляет 2,5 кВ.

1л

ил 140

30 100 150 200 250 300 с

40 20 0

Рисунок 1.6 - Эволюция эффективных значений тока (а) и напряжения (Ь) на этапе пуска натриевой лампы высокого давления

0

В работающей натриевой лампе высокого давления содержатся три газообразных компонента: ксенон, ртуть и натрий. Каждый из них играет свою роль: соответственно затравочный, улавливающий и рабочий газ. При приложении высокого напряжения ксенон является практически единственным элементом в газовой фазе. Таким образом, разряд будет образовываться в ксеноне под давлением от 1300 до 2600 Па. Как только возникнет разряд, произойдет повышение температуры среды, и ртуть начнет испаряться, давление увеличится. В этом случае электроны, которые благодаря электрическому полю изначально имели большую кинетическую энергию, начинают все больше и больше уступать место нейтральным частицам, поскольку частота упругих столкновений возрастает с давлением. Таким образом, температура продолжает увеличиваться и, следовательно, с ней возрастает давление. При достижении определенного значения натрий, в свою очередь, начинает испаряться и излучает свое характерное желтое излучение. Спектральная ширина линии натрия увеличивается с давлением и охватывает все более широкую полосу; свет становится более «белым». Наконец, вся ртуть в трубке полностью испаряется, общее давление таким образом стабилизируется приблизительно от 1 до 3 бар, напряжение достигает своего номинального значения, а среда теперь термализуется (кинетическая энергия и масса каждой частицы становятся равными). В данных условиях пары ртути ограничивают свободный путь электронов в плазме, чтобы позволить им встретить атомы натрия, которые будут возбуждаться неупругими столкновениями и испускать излучение. Таким образом, ртуть является улавливающим газом, а натрий - рабочим газом.

Одна из основных характеристик лампы связана с пиковым коэффициентом, определяемым отношением между максимальным и эффективным напряжениями. Данный коэффициент определяет деградацию лампы: чем он больше, тем старше лампа. В большинстве случаев рекомендуемое ограничение коэффициента составляет 1,7 [128].

Несмотря на преимущество применения различных электронных балластов, работа лампы как на высокой, так и на низкой частотах ограничивается паразитным явлением, называемым «акустический резонанс» (АР). Это касается исключительно газоразрядных ламп высокого давления. Сегодня люминесцентные лампы питаются как высокочастотными, так и феррорезонансными балластами. Явление АР существует в лампах любого типа, но в случае люминесцентных ламп размеры трубки и общее давление оказывают влияние только на частотах выше 1 Гц.

АР характеризуется деформацией и флуктуацией разрядной дуги. Теоретически это происходит от распространения волн давления в оболочке разряда с отражением на стенках, из-за которого возникает стоячая волна. Она появляется, когда гармонические частоты мощности источника питания равны резонансным частотам лампы, а их гармоническая мощность превышает определенные значения [132]. Эти явления также обнаруживаются в других типах ламп, таких как натриевые лампы и ртутные лампы высокого давления, металлогалогенные лампы, лампы низкого давления и аргоновые лампы.

Частотные акустические резонансы многочисленны и изменяются в зависимости от вводимой мощности, геометрической формы, давления, газового состава, возраста лампы, производителя или даже серийного производства.

На рисунке 1.7 представлены различные деформации дуги разряда из-за акустических резонансов в натриевой лампе мощностью 400 Вт [135]. Форма разряда делится на три категории: продольный, радиальный и азимут.

Акустический резонанс в продольном режиме представлен изогнутой дугой на одном конце разряда. При радиальном режиме дуга последовательно сегментируется в диффузные зоны, а затем гаснет. Наконец, азимутальный режим представляет собой колебание дуги от одного конца до другого. Акустический резонанс влияет на стабильность света и

однородность цвета и может привести к угасанию разряда. В этом очень критическом случае АР может повредить лампу, постоянно деформируя горелку или провоцируя взрыв (рисунок 1.8). Наличие АР ускоряет старение лампы.

Рисунок 1.9 иллюстрирует чувствительность явления АР к параметрическим изменениям для двух натриевых ламп высокого давления с одинаковой мощностью и геометрической формой, но от разных производителей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Волков Антон Владимирович, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Адамова А.А. К проблеме автоматизированной количественной оценки технологичности современных электронных средств / А.А. Адамова, А.П. Адамов, Г.Х. Ирзаев // Проектирование и технология электронных средств. - 2006. - № 4. - С. 57-61.

2. Адамова А.А. К решению задач моделирования типовых радиоэлектронных и электронных средств / А.А. Адамова // Проектирование и технология электронных средств. - 2009. - № 4. - С. 37-42.

3. Адамова А.А. Методологические основы обеспечения технологичности электронных средств / А.А. Адамова, А.П. Адамов, Г.Х. Ирзаев. - СПб. : Политехника, 2008. - 264 с.

4. Адамова А.А. Моделирование бизнес-процесса корпорации на примере электронных средств / А.А. Адамова, А.В. Черняев // Проектирование и технология электронных средств. - 2002. - № 5. - С. 4549.

5. Александров Ф. И. Автоматизация выделения трендовых и периодических составляющих временного ряда в рамках метода «Гусеница»-SSА / Ф. И. Александров, Н. Э. Голяндина // Математика в приложениях. -2004. - С. 54-61.

6. Амос Г. MATLAB. Теория и практика [Электронный ресурс] / Г. Амос ; пер. с англ. Н. К.Смоленцев. - Электрон.дан. - М. : ДМК Пресс, 2016. - 416 с. - Режим доступа: https://elanbook.com/book/82814 (дата обращения 7.03.2019).

7. Анисимов А.А. Идентификация электромеханических систем с использованием искусственной нейронной сети / А.А. Анисимов, М.Н. Горячев // Вестник ИГЭУ. - Иваново. - Вып. 3. - 2008. - С. 1-5.

8. Артамонов Д.В. Основы теории линейных систем автоматического управления / Д.В. Артамонов, А.Д. Семенов. - Пенза: Изд-во Пенз. гос. унта, 2004. - 130 с.

9. Архипов В.А. Практикум по теории подобия и анализу размерностей [Электронный ресурс] : учеб.-метод. пособие / В.А. Архипов, А.И. Коноваленко. - Электрон.дан. - Томск : ТГУ, 2016. - 93 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/105094 (дата обращения 7.03.2019).

10. Баумгартен Л.В. Анализ методов и определение конкурентноспособности организаций и продукции / Л.В. Баумгартен // Маркетинг в России и за рубежом. - 2005. - №4. - С. 72-85.

11. Бронштейн И. Н. Справочник по математикедля инженеров и учащихся втузов учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. -7-е изд., стереотип. - М. :Гостехиздат, 1957. - 848 с.

12. Бронштейн И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. - 13-е изд., испр. - М.: Наука, 1986. - 720 с.

13. Бычков Ю.А. Непрерывные и дискретные нелинейные модели динамических систем [Электронный ресурс] : монография / Ю.А. Бычков, Е.Б. Соловьева, С.В. Щербаков. - Электрон.дан. - СПб. : Лань, 2018. -420 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/112676 (дата обращения 7.03.2019).

14. Ван дер Варден Б. Л. Алгебра / Б.Л. Ван дер Варден.- М.: Наука, 1980. - 624 с.

15. Власов А. И. Визуальные модели управления качеством на предприятиях электроники / А.И. Власов, А.М. Иванов // Наука и образование. - 2011. - № 11. - С. 34.

16. Власов А.И. Методы генерационного визуального синтеза технических решений в области микронаносистем / А.И. Власов, Л.В. Журавлева, Г.Г. Тимофеев // Научное обозрение. - 2013. - № 1. -С. 107-111.

17. Власов А.И. Пространственная модель оценки эволюции методов визуального проектирования сложных систем / А.И. Власов // Датчики и системы. - 2013. - № 9. - С. 10-28.

18. Власов А.И. Системный анализ технологических процессов производства сложных технических систем с использованием визуальных моделей / А.И. Власов // Международный научно-исследовательский журнал. - 2013. - № 10, ч. 2. - С. 17-26.

19. Волков А.В. Автоматизация системы отбраковки ламп высокого давления / А.В. Волков, А.В. Троянский // Системы проектирования, моделирования, подготовки производства и управление проектами САБ/САМ/САЕ/РБМ : сб. ст. XI Междунар. науч.-практ.конф. - 2017. -С. 44-48.

20. Волков А.В. Получение архивных данных в системе контроля качества натриевых ламп / А.Д. Семенов, А.В. Волков // Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации : сб. ст. IX Междунар. науч.-практ.конф.: в 4 ч. - 2018. -С. 249-252.

21. Волков А.В. Применение математических методов для реализации алгоритмов контроля качества натриевых ламп / А.В. Волков // Научно-технический вестник Поволжья. - 2018. - № 8. - С. 65-68.

22. Волков В.В. Управление непрерывными процессами в технических системах [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.В. Волков, И.И. Коновалова, А.Д. Семенов. - Электрон.дан. - Пенза :ПензГТУ, 2011. - 270 с. - Режим доступа: https://elanbook.com/book/62610 (дата обращения 7.03.2019).

23. Гаврилов А.Н. Теория автоматического управления технологическими объектами (линейные системы) [Электронный ресурс] : учеб.пособие / А.Н. Гаврилов, Ю.П. Барметов, А.А. Хвостов. - Электрон.дан. - Воронеж : ВГУИТ, 2016. - 243 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/76258 (дата обращения 7.03.2019).

24. Гайдук А.Р. Анализ и аналитический синтез цифровых систем управления [Электронный ресурс] : монография / А.Р. Гайдук, Е.А. Плаксиенко. - Электрон.дан. - СПб. : Лань, 2018. - 272 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/107282 (дата обращения 7.03.2019).

25. Гайдук А.Р. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в МАТЬАВ [Электронный ресурс] : учеб.пособие / А.Р. Гайдук, В.Е. Беляев, Т.А. Пьявченко. - Электрон.дан. - СПб. : Лань, 2017. - 464 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/90161 (дата обращения 7.03.2019).

26. Гайдук А.Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управления (Полиномиальный подход) [Электронный ресурс] : монография / А.Р. Гайдук. - Электрон.дан. -М. :Физматлит, 2012. -360 с. - Режим доступа: https://elanbook.com/book/59631 (дата обращения 7.03.2019).

27. Галушкин А.И. Теория нейронных сетей. Кн. 1: учеб.пособие для вузов / Общ. ред. А.И. Галушкина. - М.: ИПРЖР, 2000. - 416 с.

28. Глудкин О.П. Всеобщее управление качеством : учеб.для вузов / О.П. Глудкин. - М. : Радио и связь, 1999. - 454 с.

29. Голяндина Н.Э. Варианты метода «Гусеница»-$$А для анализа многомерных временных рядов / Н.Э. Голяндина, В.В. Некруткин, Д.В. Степанов // Труды II Междунар.конф. «Идентификация систем и задачи управления» SICPRO'03, Москва, 29-31 января 2003. - М.: Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН. - 2003. - С. 2139-2168.

30. Голяндина Н.Э. Метод «Гусеница»-SSA: анализ временных рядов: учеб.пособие / Н.Э. Голяндина. - СПб. : Изд-во СПбГУ, 2004. - 76 с.

31. Голяндина Н.Э. Метод «Гусеница»-$$А: прогноз временных рядов: учеб.пособие / Н.Э. Голяндина. - СПб. : Изд-во СПбГУ, 2004. - 52 с.

32. Голяндина Н.Э. Обработка многомерных временных рядов с помощью метода «Гусеница». Главные компоненты временных рядов: метод «Гусеница» / Н.Э. Голяндина, Д.Л. Данилов ; под ред. Д.Л. Данилова, А.А. Жиглявского. - СПб. : Пресском, 1997. - С. 105-131.

33. Горбань А.Н. Обучение нейронных сетей / А.Н. Горбань. - М.: СП ПараГраф. - 1990. -159 с.

34. ГОСТ Р 50116-92. Электронная гигиена. Термины и определения [Электронный ресурс]. - М.: Изд-во стандартов. - 10 с. - Режим доступа: http://www.gostrf.eom/normadata/1/4294820/4294820077.pdf (дата обращения: 29.03.2019).

35. ГОСТ Р 51522-99 (МЭК 61326-1-97). Совместимость технических средств электромагнитная. Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Требования и методы испытаний. -М. : ИПК Изд-во стандартов, 2000.

36. ГОСТ Р ИСО 9000-2008. Система менеджмента качества. Основные положения и словарь. - М. :Стандартинформ, 2009.

37. Гриднев В.Н. Проектирование коммутационных структур электронных средств : учеб.пособие / В.Н. Гриднев, Г.Н. Гриднева. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. - Кн. 7. - 344 с.

38. Гулаков К.В. Моделирование многомерных объектов на основе когнитивных карт с нейросетевой идентификацией параметров :дис. ... канд. тех. наук : 05.03.18 / Е. В. Гулаков. - Брянск, 2016. - 178 с.

39. Диагностирование, ремонт и техническое обслуживание систем управления бытовых машин и приборов [Электронный ресурс] : учебник / Ж.А. Романович, В. А. Скрябин, В. П. Фадеев, Б. В. Цыпин.- Электрон. дан. - М. : Дашков и К, 2016. - 316 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/72402 (дата обращения 7.03.2019).

40. Дьяконов В.П. Вейвлеты. От теории к практике [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.П. Дьяконов. - Электрон.дан. - М. : СОЛОН-Пресс, 2008. - 400 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/13692 (дата обращения 7.03.2019).

41. ДьяконовВ.П. МАТЬАБ 6.5 SP1/7/7 SP1/7 SP2 + Simulink 5/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.П. Дьяконов, В.В. Круглов. - Электрон.дан. - М. : Солон-Пресс, 2009. - 456 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/13727 (дата обращения 7.03.2019).

42. Дьяконов В. П. МАТЪАВ и SIMULINK для радиоинженеров / В. П. Дьяконов. - М.: ДМК-Пресс, 2011. - 976 с.

43. Дьяконов В.П. МАТЪАВ Я2007/2008/2009 для радиоинженеров [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В. П. Дьяконов. - Электрон.дан. - М. : ДМК-Пресс, 2010. - 976 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/1180 (дата обращения 7.03.2019).

44. Егоров А.И. Основы теории управления [Электронный ресурс] : учеб.пособие / А.И. Егоров. - Электрон.дан. - М.:Физматлит, 2004. -504 с. - Режим доступа: https://elanbook.com/book/48175 (дата обращения 7.03.2019).

45. Егупов Н.Д. Алгоритмическая теория систем управления, основанная на спектральных методах :в2 т. Т. 1. Аппарат обобщения математической базы частотного метода [Электронный ресурс] / Н.Д. Егупов. - Электрон.дан. - М., 2014. - 464 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/106262 (дата обращения 7.03.2019).

46. Егупов Н.Д. Алгоритмическая теория систем управления, основанная на спектральных методах :в 2 т. Т. 2. Матрично-вычислительные технологии на базе интегральных уравнений [Электронный ресурс] : монография / Н.Д. Егупов. - Электрон.дан. - М. :МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. - 464 с. - Режим доступа: https://elanbook.com/book/106542 (дата обращения 7.03.2019).

47. Еланцев А.В. Автоматизированный контроль и испытания электронной аппаратуры / А.В. Еланцев, В.В. Маркелов. - М. : Изд-во МГТУ, 1990. - 51 с.

48. Есаков В.А. Основы теории и проектирования систем автоматического управления [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.А. Есаков, Г.Ф. Земляной, В.Г. Дудко. - Электрон.дан. - М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. - 110 с. - Режим доступа: https://elanbook.com/book/104598 (дата обращения 7.03.2019).

49. Загашвили Ю.В. Теория цифрового управления [Электронный ресурс] : учебное пособие / Ю.В. Загашвили, А.А. Пугач. - Электрон.дан. -СПб. : БГТУ «Военмех» им. Д.Ф. Устинова, 2012. - 87 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/63673 (дата обращения 7.03.2019).

50. Затонский А.В. Моделирование объектов управления в MatLab [Электронный ресурс] : учеб.пособие / А.В. Затонский, Л.Г. Тугашова. -Электрон.дан. - СПб. : Лань, 2019. - 144 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/111915 (дата обращения 7.03.2019).

51. Зиновьев Г.С. Силовая электроника :учеб.пособие для бакалавров / Г.С. Зиновьев. - 5-е изд., испр. и доп.- М. : Юрайт, 2017. -667 с.

52. Зубиков А. Мировой рынок светотехники [Электронный ресурс] / А. Зубиков // Световые технологии. -2014. - Ноябрь. - Режим доступа: http:// https://docplayer.ru/30006637-Mirovoy-rynok-svetotehniki.html (дата обращения: 29.03.2019).

53. Изерман Р. Цифровые системы управления / Р. Изерман. - М. : Мир, 1984. - 541 с.

54. Ильичев Д.Д. Электроприводы с полупроводниковым управлением. Системы с электромагнитными муфтами / Д.Д. Ильичев, О.Н. Татур, Г.М. Флидлидер ; ред. М.Г. Чиликин. - М. ; Л. : Энергия, 1965. - 97 с.

55. Интернет-портал для управленцев [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://vww.management.com.ua/qm/qm009.html (дата обращения: 21.03.2019).

56. Ицкович Э.Л. Основные положения рационального построения систем автоматизации энергообъектов разных классов / Э.Л. Ицкович // Автоматизация и IT в энергетике. - 2013. - № 7. - С. 2-9.

57. Каталог компании ОВЕН [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.owen.ru/catalog (дата обращения: 23.03.2019).

58. Кашьян Р. Л. Построение динамических стохастических моделей по экспериментальным данным / Р. Л.Кашьян, А. Р.Рао. - М.: Мир, 1983. -384 с.

59. Квасов Б.И. Численные методы анализа и линейной алгебры. Использование Matlab и Scilab [Электронный ресурс] : учеб.пособие / Б.И. Квасов. - Электрон.дан. - СПб. : Лань, 2016. - 328 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/71713 (дата обращения 7.03.2019).

60. Квитко А.Н. Методы решения граничных задач теории управления [Электронный ресурс] : монография / А.Н. Квитко, Д.Б. Якушева. -Электрон.дан. - СПб. : СПбГУ, 2013. - 296 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/78093 (дата обращения 7.03.2019).

61. Ким С.А. Теория управления [Электронный ресурс] : учебник / С.А. Ким. - Электрон.дан. - М. : Дашков и К, 2016. - 240 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/70583 (дата обращения 7.04.2019).

62. Клыков М. Е. Моделирование электрических цепей с натриевыми лампами высокого давления / М. Е.Клыков, О. Г.Корягин, А. Е. Краснопольский // Светотехника. - 2003. - № 4. - С. 2-6.

63. Клыков М. Е. Расчеты электрических цепей с разрядными лампами / М. Е.Клыков, А. Е.Краснопольский, В. Б. Соколов // Светотехника. - 2002. -№2. -С. 2-4.

64. Ковач К.П. Переходные процессы в машинах переменного тока : пер. с нем. / К.П. Ковач, И. Рац.- М. ; Л. : Госэнергоиздат, 1963. - 744 с.

65. Козловских А.В. Обыкновенные дифференциальные уравнения (Исследование методов решений с помощью MAPLE и MATLAB) [Электронный ресурс] : учеб.пособие / А.В. Козловских. - Электрон.дан. -Томск : ТПУ, 2013. - 168 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/45170 (дата обращения 7.03.2019).

66. Колмогоров А.Н. О представлении непрерывных функций нескольких переменных в виде суперпозиции непрерывных функций одного переменного и сложения / А.Н. Колмогоров // Докл. АН СССР. - 1057. -Е. 114. - № 5. - С. 953-956.

67. Конструкторско-технологическое проектирование электронных средств / Под общ.ред. В. А. Шахнова. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 568 с.

68. Кончуковский Д.А. Моделирование электрических параметров газоразрядной лампы / Д.А. Кончуковский // Светотехника. - 2009. - №4. - С. 12-15.

69. Кончуковский Д.А. Моделирование электрических параметров газоразрядной лампы высокого давления / Д.А. Кончуковский // Електротехшка, электроэнергетика. - №1. - 2010. - С. 72-77.

70. Кошкидько В.Г. Основы программирования в системе MATLAB [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.Г. Кошкидько, А.И. Панычев. -Электрон.дан. - Ростов н/Д. : ЮФУ, 2016. - 84 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/114443 (дата обращения 7.03.2019).

71. Краснопольский А.Е. О дифференциальном уравнении газоразрядной лампы / А.Е. Краснопольский // Светотехника. - 1977. -№ 12. - С. 13-15.

72. Краснопольский А. Е. Пускорегулирующие аппараты для разрядных ламп / А. Е. Краснопольский, В. Б. Соколов, А. М. Троицкий. -М.:Энергоатомиздат, 1988. - 207 с.

73. Кудинов Ю.И. Теория автоматического управления (с использованием MATLAB-SIMULINK) [Электронный ресурс] : учеб.пособие / Ю.И. Кудинов, Ф.Ф. Пащенко. - Электрон.дан. - СПб. : Лань, 2019.-312 с.-Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/111198 (дата обращения 7.03.2019).

74. Кухарев Г.А. Основные теоремы сдвига, свертки и корреляции для задач цифровой обработки сигналов / Г. А. Кухарев// Изв. вузов. Радиоэлектроника. -1985. - Т.28, № 8. - С. 26-31.

75. Кынин А.Т. Развитие источников света [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.metodolog.ru/01228/01228.html (дата обращения: 21.03.2019).

76. Литвинов В. С. Разрядные источники оптического излучения (расчет и оптимизация параметров) / В. С. Литвинов. - М. : Изд-во МЭИ, 2000. - 156 с.

77. Лукин Д.В. Адаптация систем сбора данных к входным перегрузкам / Д.В. Лукин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2008. - № 2 (6). - С. 47-55.

78. Маркелов В.В. Автоматизация методов входного статистического контроля при управлении качеством изделий электронной техники в среде МАТНЬАВ / В.В. Маркелов, А.И. Власов, Д.Е. Зотьева // Надежность и качество сложных систем. - 2014. - № 3. - С. 38-44.

79. Маркелов В.В. Системный анализ процесса управления качеством изделий электронной техники / В.В. Маркелов, А.И. Власов, Э.Н. Камышная // Надежность и качество сложных систем. - 2014. - № 1. -С. 35-43.

80. Маркелов В. В. Управление и контроль качества изделий электронной техники. Семь основных инструментов системного анализа при управлении качеством изделий электронной техники / В.В. Маркелов, А.И. Власов, Д.Е. Зотьева // Датчики и системы. - 2014. - № 8. - С. 55-67.

81. Маркелов В.В. Управление качеством электронных средств : учеб.пособие / В.В. Маркелов, А.С. Кабаева. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. - 272 с.

82. Математические методы теории управления. Проблемы устойчивости, управляемости и наблюдаемости [Электронный ресурс] : учеб.пособие / А.В. Ильин, С. В. Емельянов, С. К. Коровин [и др.]. -Электрон.дан. - М. :Физматлит, 2014. - 200 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/59700 (дата обращения: 7.04.2019).

83. Математические основы теории автоматического управления: в 3 т. Т. 1 [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.А. Иванов,В. С. Медведев, Б. К. Чемоданов, А. Е. Ющенко.- Электрон.дан. - М., 2006. - 552 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/106312(дата обращения: 7.04.2019).

84. Математические основы теории автоматического управления: 3 т. Т. 2 [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.А. Иванов,В. С. Медведев, Б. К. Чемоданов, А. Е. Ющенко. - Электрон.дан. - М., 2008. - 616 с. - Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/106310 (дата обращения: 7.04.2019).

85. Математические основы теории автоматического управления: в 3 т. Т. 3 [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.А. Иванов, В. С. Медведев, Б. К. Чемоданов, А. Е. Ющенко. - Электрон. дан. - М., 2009. - 352 с. - Режим доступа: https://elanbook.com/book/106311 (дата обращения: 7.04.2019).

86. Матюшин В. Причины низкой эффективности внедрения стандартов ИСО серии 9000 на российских предприятиях [Электронный ресурс] / В. Матюшин, И. Агафонова.- Режим доступа:http://quaHty.eup.ru/GOST/cause.htm (дата обращения: 21.03.2019).

87. Медведев В.С. Нейронные сети. МАТЬАВ 6 / В.С. Медведев, В.Г. Потемкин - М.: Диалог-МИФИ, 2002. - 496 с.

88. Мейстель А.М. Динамическое торможение приводов с асинхронными двигателями / А.М. Мейстель. - М. ; Л. : Энергия, 1967. -136 с.

89. Методические рекомендации (инструкция) по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции лесопромышленного комплекса [Электронный ресурс] : утв. приказом М-ва промышленности и науки РФ от 26 дек. 2002 г. - Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс». - Режим доступа :www.consultant.ru/document/cоns_doc_LAW_105793.

90. Методы классической и современной теории автоматического управления:в 3 т. Т. 1: Анализ и статистическая динамика систем автоматического управления : учебник/ Под ред. Н.Д. Егупова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. - 748 с.

91. Минский М. Персептроны / М. Минский, С. Пейперт. - М.: Мир, 1971. - 261 с.

92. Мишин В.М. Управление качеством: учеб.для студ. вузов, обучающихся по спец. «Менеджмент организации» (061100) / В.М. Мишин.- 2-е изд., перераб. и доп. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2005. - 463 с.

93. Нестеров А.Л. Проектирование АСУ ТП : метод.пособие. Кн. 1 / А.Л. Нестеров - СПб.: Изд-во ДЕАН, 2006. - 552 с.

94. Онищенко Г.Б.Теория электропривода :учеб. / Г.Б.Онищенко.- М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 294 с.

95. Основы программирования микропроцессорных контроллеров в цифровых системах управления технологическими процессами

[Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.С. Кудряшов, А. В. Иванов, М. В. Алексеев [и др.]. - Электрон.дан. - Воронеж : ВГУИТ, 2014. - 144 с. -Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/72896(дата обращения 7.03.2019).

96. Ощепков А.Ю. Системы автоматического управления: теория, применение, моделирование в MATLAB [Электронный ресурс] : учеб.пособие / А.Ю. Ощепков. - Электрон.дан. - СПб. : Лань, 2018. - 208 с. -Режим доступа:https://e.lanbook.com/book/104954 (Дата обращения 7.03.2019).

97. Патент РФ № 2083531, 10.07.1997. Способ получения прозрачной алюмооксидной керамики/ А.В.Беляков, А.Н.Сухожак // Патент России № 2083531. - 1997. - Режим доступа: http://www.freepatent.ru/patents/2083531.

98. Петров И.И. Специальные режимы работы асинхронного электропривода / И.И. Петров, А.М. Мейстель. - М. : Энергия, 1968. - 264 с.

99. Пойда В.Н. Спектральный анализ в дискретных ортогональных базисах / В. Н. Пойда. - Минск: Наука и техника, 1978. - 136 с.

100.Поляков В.Д. Моделирование электрической проводимости натриевой лампы высокого давления / В.Д. Поляков, Е.А. Обжерин // Вестник МЭИ. - 2003. - №4. - С. 86-91.

101.Пупков К.А. Методы синтеза оптимальных систем автоматического управления / К.А. Пупков, Н.В. Фалдин, Н.Д. Егупов. -М.: Изд-во МГТУ им.Н. Э. Баумана, 2000. - 512 с.

102.Пупков К.А. Функциональные ряды в теории нелинейных систем / К.А. Пупков, В.И. Капалин, А.С. Ющенко. - М.: Наука, 1976. - 448 с.

103.Ревинская О.Г. Символьные вычисления в MatLab [Электронный ресурс] : учеб.пособие / О.Г. Ревинская. - Электрон.дан. - Томск : ТГУ, 2018. - 528 с. - Режим доступа: https://elanbook.com/book/112827 (дата обращения 7.03.2019).

104.Семенов Б.Ю.Силовая электроника: профессиональные решения / Б.Ю. Семенов. - М. : Солон-Пресс, 2011. - 416 с.

105.Системы менеджмента качества. Требования [Электронный ресурс] : ГОСТ ISO 9001-2011. Межгосударственный стандарт : утв. приказом Росстандарта от 22 дек. 2011 г. №1575-ст. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс». - Режим доступа: www.consultant.ru/document/cоns_doc_LAW_145824.

106. Современные методы и средства обеспечения качества в условиях комплексной автоматизации / В. Г. Дудко, К. Д. Верейнов, А. И. Власов, А. Г. Тимошкин // Вопросы радиоэлектроники. Сер. АСУПР. - 1996. - № 2. -С. 54-72.

107.Спиди К. Теория управления (идентификация и оптимальное управление) / К. Спиди, Р. Браун, Дж. Гудвин. - М.: Мир, 1973. - 248 с.

108.Статистические методы контроля качества продукции : пер. с англ. / Л. Ноулер, Дж. Хауэлл, Б. Голд[и др.] - М. : Изд-во стандартов, 1989. - 96 с.

109. Технико-экономическое обоснование развития центра энергосберегающей светотехники на базе АУ «Технопарк-Мордовия» и ГУП РМ «НИИИС им. А.Н. Лодыгина [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.technopark-mordovia.ru/press-center/Proekt.docx (дата обращения: 29/03/2019).

110.Ту Ю. Современная теория управления / Ю. Ту. - М.: Машиностроение, 1976. - 472 с.

111.Ульянова Н.В. Тенденции развития методологии управления качеством и формирование принципов учета качества / Н.В. Ульянова // Аудит и финансовый анализ. - №4. - 2014. - С. 44-51.

112.Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика / Ф. Уоссермен. - М.: Мир, 1990. -- 240 с.

113.Управление качеством электронных средств : учеб.для вузов / О. П. Глудкин,А. И. Гуров, А. И. Коробов [и др.]. - М. : Высш.шк., 1999. -414 с.

114. Фёдорова В.П. Теорема Стоуна-Вейерштрасса и пространства мер / В.П. Фёдорова // Матем. заметки. - 2002. - Т. 72, вып. 3. - С. 455-467.

115.Федоров М.М. Использование нейросетевых методов для решения задач идентификации объектов [Электронный ресурс] / М.М. Федоров // Современные научные исследования и инновации. - 2013. - № 9. - Режим доступа: http://web.snauka.ru/issues/2013/09/26285 (дата обращения: 23.03.2019).

116.Хайрер Э. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Жесткие дифференциально-алгебраические задачи / Э. Хайрер, Г. Ваннер. -М.: Мир, 1999. - 685 с.

117.Харченко В.Ф. Модифицированная модель нестационарных режимов разрядной лампы высокого давления с индуктивным балластом / В.Ф. Харченко, А.А. Якунин // Свгглотехшка та електроенергетика. -2012. - № 2 (30). - С.4-12.

118.Харченко В. Ф. Разработка компьютерной модели для разрядной лампы высокого давления / В. Ф. Харченко, В. Г. Ягуп, А. А. Якунин [и др.] // Свгглотехшка та електроенергетгка. - 2013. - № 2. - С. 52-57.

119.Ходашинский И.А. Идентификация нечетких систем:методы и алгоритмы / И.А. Ходашинский // Проблемы управления. - 2009. - №9.-С. 15-23.

120.Хэнсен Б.Л. Контроль качества. Теория и применение : пер. с англ. / Б.Л. Хэнсен. - М. : Прогресс, 1968. - 269 с.

121.Цибизова Т.Ю. Методы идентификации нелинейных систем управления // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 2 (ч. 14). - С. 3070-3074.

122. Цифровые системы управления [Электронный ресурс] : учеб.пособие / В.В. Григорьев, С. В. Быстров, В. И. Бойков [и др.]. -Электрон.дан. - СПб. : НИУ ИТМО, 2011. - 133 с. - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/43665 (дата обращения 7.03.2019).

123.Цукарев Э.В. Разработка Сервера-шлюза получения технологических данных в гетерогенной сети / Э.В. Цукарев // Современные проблемы компьютерных наук (СПКН-2013) : сб. материалов I Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. - С. 61-63.

124.Цукарев Э.В. Реализация инициативного опроса на Сервере консолидации технологических данных / Э.В. Цукарев // Открытые инновации - вклад молодежи в развитие региона : сб. материалов рег. молодеж. форума : в 2 т. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2013. -Т. 1. - С. 207-208.

125.Шишов О. В. Технические средства автоматизации и управления: учеб.пособие / О.В. Шишов. - М.: ИНФРА-М, 2011. - 397 с.

126. Шумихин А.Г. Применение нейросетевых динамических моделей в задаче параметрической идентификации технологического объекта в составе системы управления / А.Г. Шумихин, А.С. Бояршинова // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. - Пермь. - № 3. - 2015. - С. 21-38.

127.ЯгупВ.Г. Автоматизированныйрасчеттиристорныхсхем. -Харьков :Вищашкола, 1986. - 160 с.

128.AllingW. R. Importantdesignparameters for solid-state ballasts / W. R. Alling// IEEE transactions on industry applications. - 1989. - Vol. 25, № 2. - March/April. - P. 203-207.

129.Butcher J. C. Numerical Methods for Ordinary Differential Equations / J. C. Butcher. - Chichester:John Wiley & Sons, Ltd, 2008. - 463 p.

130.Centreforindustrialstudies (CSIL) [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.csilmilano.com/ (дата обращения: 20/03/2019).

131. Chun-Jen Y. A Single-Stage Full-Bridge Electronic Ballast for High-Pressure Mercury Lamps / Y.Chun-Jen // SICE Annual Conference. - 2008. -P. 2705-2709.

132.Correa J. Modeling of Low Power Metal-Halide and HPS Lamps Operated at High Frequency / J. Correa// Power Electronics Congress, 2002. Technical Proceedings. CIEP 2002. VIII IEEE International 20-24 Oct. - 2002. -P. 233-238.

133.De Groot J.The high pressure sodium lamp / J.de Groot, J.Van Vliet// Kluwer technischeboeken B.V. - Deventer, 1986. - 328 p.

134.Eisner J. Singular Spectrum Analysis. A New Tool in Time Series Analysis / J. Eisner, A. Tsonis. - New York: Plenum Press, 1996. - 163 p.

135.Epron S. Etudes eteffets des oscillations acoustiquesdans les lampes/ S. Epron// Adécharge haute pression these doctoratengénieélectriqueen. -999. - Université Paul Sabatier, Toulouse, France.

136.Golyandina N. Analysis of Time Series Structure: SSA and Related Techniques / N. Golyandina, V. Nekrutkin, A. Zhigljavsky. - Boca Raton: Chapman & Hall/CRC, 2001. - 305 p.

137. Hecht-Nielsen R. Kolmogorov's Mapping Neural Network Existence Theorem / R. Hecht-Nielsen // IEEE First Annual Int. Conf. on Neural Networks. -1987. - Vol. 3. - P. 11-13.

138. Herrick P.R. Mathematical models for High Intensity Discharge lamps / P. R. Herrick // IEEE Transaction on power electronics. - 1980. -Vol. 16, № 5. - P. 648-654.

139. Hooker J.D. The low-pressure sodium lamp / J.D. Hooker // Plasma Science, IEEE Conference Record - Abstracts. - 1997. - P. 289.

140.Hopfield J. Computing with Neural Circuits: A model / J. Hopfield, D. Tank // Science. - 1986. - Vol. 233, № 4764. - P. 625-633.

141.Koprnicky J. Electric Conductivity Model of Discharge Lamps / J. Koprnicky // Selfreport of the Ph. D. Thesis. - Liberec, 2007. - 44 p.

142.Lionel S. Influence de l'alimentation par commutateur de courant sur le rayonnement des lampes sodium haute-pression / S Lionel // Thèsedoctoratengénieélectriqueenuniversitépaulsabatier. - Toulouse, France, 1995.

143.Neural Networks and Natural Intelligence / Edited by S.Grossberg. -MIT Press, Cambridge, Mass. - 1988. - 637 p.

144.Risteski I.B. Principal values and principal subspaces of two subspaces of vector spaces with inner product / I.B. Risteski, K.G. Trencevski // Beitragezur Algebra und Geometrie, Contributions to Algebra and Geometry. - 2001. -№ 42. - P. 289-300.

145. Salane J. P. Contrôle du point de fonctionnement des déchargesélectriquesparl'intermédiaire de leur alimentation / J.P. Salane // Thèsedoctora ten genie électrique, University Paul Sabatier. - Toulouse, France -2005. - 573р.

146. Schafer R.Investigations on the fundamental longitudinal acoustic resonance of high pressure discharge lamps / R.Schafer, H.-P.Stormberg// Journal of Applied Physics. - 1982. - Vol. 53. - Iss. 5. - May. - Р.3476-3480.

147. Sejnowski T. Parallel networks that learn to pronounce English text / T. Sejnowski, C. Rosenberg // Complex Systems. - 1987. - Vol. 1. - P. 145-168.

148. Semenov A. D. Quality control of sodium high-pressure lamps by the singular decomposition method^eKTpoHHbrnpecypc] / A. D.Semenov, A. V. Volkov// 2018 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2018. - 2019. - P. 1-4. -Режимдоступа: https://ieeexplore.ieee.org/document/8602531/ (датаобращения: 14/04/2019).

149. Sevier L. Influence de l'alimentation par commutateur de courant sur le rayonnement des lampes sodium haute-pression // Thèsedoctoratengénieélectriqueen. - 1995. - Université Paul Sabatier, Toulouse, France.

150.TheNew0SRAM-morethanjustlight [Электронный ресурс].-Режим доступа: https : //www.osram.com/cb/about-osram/indexj sp^ara обращения: 21.03.2019).

151. Vagvolgyi A. Modeling acoustic resonance in high-pressure discharge lamp arc chambers / A. Vagvolgyi// International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. - 2002. - Vol. 13. - № 1-4. - Р. 427-430.

152.Van Vliet J.A.J.M. High-pressure sodium discharge lamps / J.A.J.M. Van Vliet, J.J de Groot// IEE PROC. - 1981. - Vol. 128. -Pt. A. - № 6. - Sept.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Полная технологическая схема изготовления ламп ДНаЗ и ДНаТ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Листинги программ, представленных во второй главе

1 — clear

2 ~ global dan

3 - R=1;L=.02;U0=131;Al=5.5;kl=.б;k2=l.5e4;k3=3e4;к4 = 1.5;

4 - dan=[R L UD Al kl k2 k3 k4] ;

5- lTrY]=ode45(@iamr£D:- 00001:1]r [0 .001 -1]);

6 - U1=Y(;, 1} J (Y{:,2) .*Y{:,3) ) ;

7- Il=Y(:,l);

B- U1=I1./(Y(:,2}.'Y(:,3]];

5- Us=311*sin(100*pi*T);

10- t=T(10000:end) 1;

11 — us=Us(10000:end)1 ;% Напряжение Питания

12- y=Il(10000:end)1;% Ток лаыры

13 — u=Ul(10000:end)';% Напряжение на лампе

14 — figure (1) ^Построение графиков

15 % subplot (1,1, 1)

16 %plot(trus,tTu)rgrid

17 — plot (t, us); hold on;

18 — plot(t,u) ; hold on; 15 - plot (t,y) ;

20 — xlabel 'Время, сек.1

21 — ylabel 'Напряжение сети и напряжение на лампе. Б'

22 - figure (2)

23- ui=Ul(5000:7000) ;

24- v=Il(5000:7000) ;

25- plot (ui, v) , grid

26 — xlabel 'Напражение лампы, Б"

27 — ylabel 'Ток лампы. А1

Рисунок Б1 - Листинг программы, реализованной в среде MATLAB

1 — clear

2 — d=xlsread ( 1 oscn.3 . xlsx 1 ) ;

3 - Ule=d(:, 3};

4- uep=Ule(1:2501};

5- dt=mean(diff(d(:, 1} } ) ;

6- Ile=1000*d(:,2};

7- iep=Xle(1:2501};

8- tp=0:8e-6:2e-2; Si — global dan

10 - R=l; L=. 02 ;ua=t3i;:Al=5 . 5; kl =. 6; k2=l. 5e4 ; k3=3e4 ; k4=l, 5;

11 - dar.= [R L U0 AI kl k2 k3 k:4 J ;

12- [T, Y]=ode45 (@Iam, j;0:dt:l] , [0 .001 .1]};

13 - U1=Y[:, 1} J (Y(:,2) . *Y(:,3}} #■

14- I1=Y (:,!];

15 - std(uep-1.3707*Ul(60000+161:60000+2500+161)),grid 1£ - std(iep-0.317 7*U1(60000+161:60000+2500+161}},grid 17- figure(1}

16 - plot(tp,uep,tp, 1.37 07 *Ul(60000+2 61:60000+2500+2 61}] , grid 15 — figure(2}

20 - plot, (tp, iep, tp, 0 . 3177* II (60000+161: 60000+2500+161} } , grid

21

Рисунок Б2 -Программа проверки ошибок моделирования

1 2

3

4

5

е

7

8 9

10 11 12

13

14

15 IS 17 IB IS 20 21 22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38 3 Э

40

41

42

43

44

45

46

47

48 4Э

50

51

52

53

54

55

clear

global dan.

R=1;L=. 02,-U0=131; Al=5 . 5; kl" . 6; k2=l. 5e4 ; k3=3e4 ; k4=1.5;

dan (1) =151; dan (2) =5. 5; dan (3) =. 6; dan (4 J =1.5e4;dan (5) =3e4 dan ( 6 J =1. 5;

dt=. 00001; ^Задание шага дискретизации

[T,Y]=ode45(Slam,JO:.00001:1],[0 .001 .01]);

t=T(1:end-98 000} ;

n=length. {t> ;

Us=311 "sin (1 OQ'^pi'1't) ; % Напряжение cerní

U1=Y(10000:end, 1) ./(Y(100 00:end,2) . *Y(10000:end, 3) ) ; % Напряжение на лампе I1=Y(10000:end,1);% Ток ламры

n=S; %Число членов разложения в базисе Уолта

yb=Il(5000:7000); %Формирование выходного сигнала объекта

xb=Ul(5000:7000}; %Формирование входного сигнала объекта

d= floor (length, (xbJ /п) ;

for 1=1Ln

tt (1} -fc ( i t it) *d+1} ; x (i) =xb ( (i-1) M+l) í y (i)=yb( (i-1)*d+l>; end x=x 1 ; У=У" '

plot(t,xb,t,yb),grid % Регистрация входного и выходного сигнала hold on

plot(tt,x, '1',tt,y, 1 о 1),grid pause

H=hadamard(n); ^Формирование базиса Уолша ®(t)

Cx=H*x/n;% Вычисление коэффициентов разложения входного сигнала Су=Н'*у/п; Вычисление коэффициентов разложения выходного сигнала

% Вычисление свертки базиса Уолша .'for i=l:n for j=l:n

z=conv(H (1, : ) ,H (j, : } ) ; m=length (z) ; for k=l:m

sh (i, j , k) =z (k) / n;

end end end

% Вычисление интегральной характеристики базса Уолша (формула (2.59)} for i=l-.n

s=zeros(n,n}; :.': for j=l:n

s=s+sh(: , : , j) *H(i, j) ; end

s=s/9.7521;

% Вычисление прямого и обратного оператора объекта a (i, : } = (sACx) 1 i b(i, : } = (s1Су) '; ■ end

zp=iriv (а} *Cy; Ь Вычисление коэффициентов разложения функции веса

kr=H* zp

hold off

figure (2}

plot(kr),grid

Рисунок Б3 -Программа идентификации, проводимая в ортонормированном базисе

Уолша НЛВД

1 — clear

2 — d=xlsread(1yulsh.xlsx1);

3 - Ule=d(:, 3) ;

A - uep=Ule(1:2501);

5- dt^mean. (dif f (d (:,1}] ) ;

6- Ile=l000*d(:,2) ;

7- iep=Ile (1:2501)

8- tp=0:8e-6:2e-2; 5 — global dan.

10 - R=1;L=.02/U0=131;A1=5.5;kl=.6;k2=l.5e4;кЗ=Зе4гk4=l.5/

11- dan=[R L Ш Al kl k2 кЗ k4] ;

12 — [TrY]=ade45(@lamr[0:dt:1],[0 .001 .1]);

13 - Ul=Y(:, 1) J (Y(:,2) . *Y(:, 3) ) ;

14- I1=Y(:,1>;

15 - std(uep-1.3707*U1(60000+161:60000+2500+161)) ,grid

16 - std(iep-0,317 7*Ul(60000+161:60000+2 500+161)) ,grid

17 - figure(1]

IB - plot(tp,uep,tp, 1.3707*Ul(60000+2 61:60000+2500+2 61} ) , grid

15- figure(2)

20 - plot (tp,iep,tp, 0.317 7*11 (60000+161:60000+2500+161)) , grid

21 i

Рисунок Б4 -Программа проверки ошибок моделирования

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Листинги программ для третьей главы

с1еаг

а=х1згеай(1огспЗ. х!эх') и1=<*(:, 3) ; 11=1000'*с1 (:,2) ;

у=£ше!Й (И) ; (у) I

с1еаг

d=xlsread(1озспЗ.х!эх' ) и1=3(:, 3) ; 11=1000М(:г2} ; %у=£тей (II) г-■р1оЪ (II) I

Рисунок В1 - Листинг программы с медианной фильтрацией входного сигнала и без нее

2 — clear

3 % RMNK

4 - d=xlsread(12017_10_D4_smena2.xlsx');

5 %load ul

6 %yl=tul(2,:)

7 %y2=tul(3, :)1;

8 %y=yl+D,025*y2; Щ - y=d(:,2]i

10 % Анализ сигналов объекта

11 — my=mean(y); 12- dy=std(у)Л2;

13 — yc=y-my;

14 — n=length(ус) ;

15 - figure (1)

16— plot (ус),grid

17- yc=[0;у(ltend-1)-y(2:end)]; IS — ry=xcorr(yc,'biased'};

15 — tau=-ii+l:l:n-l;

20 - figure (2)

21— plot (tau, ry) , grid

22 — title ('Корреляционная функция сигнала 1)

23- ylabel ('Ryy'}

24 — к label ( " N° измерения") 2526 — figure (3)

27 - plot (f (1:50) ,3(1:50)/max(S) ) , grid

29 — title ('Спектр сигнала")

25- ylabel ['Syy')

30- xlabel ('Частота, Гц')

31 - figure (4)

32- hist (y) , grid

33— title ('Гистограмма сигнала')

34 — xlabel ('Интервал, В')

35 - ylabel ('n')

36 - subplot(1,1,1)

37 %RMNK

38 - 111=3;

35 - clear Tp

40 — P=10D0*eye(2*m,2*m);

41 - Q=zeros (2*ei, 1) ;

42 - Г=0;

43 - uc (m:-1:1) =yc (m:-l: 1) ' 4 4 — uc=uc'

88- [Sjr f ] =psd (e, 11) ;

85 - figure (5}

90- plot (fjr S/iuiax (S) ) r grid

91 — title ("Спектр ошибки1}

92 — xlabel ( 1 Частота, Ге']

93 - ylabel ('Suu") 54 - figure (10)

95 — hist(e),grid

96 — title ('Гистограмма ошибки1)

97 - xiabel ( ' Интервал, Б")

98 - ylabel ('n')

9 9 % Модели объекта

100- nun= {kf (end, m+l: 2 *m) 0];

101- den= [1 kf (end, l:m) ] ; 102 — wod=tf(nun,denr1) 103- wo=d2c(wod)

104 - figure (11)

105 — step (wod) , grid

106 - figure (9)

107 - bode (wod) , grid

Рисунок В2 - Листинг программы, реализующий SVD-разложение

1

2

3

4

5

6

7

в

S

10

11

12

13

14

15

ie

17

18

15

20

21

22

23

24

25

26

27

28

25

30

31

32

33

34

35

36