zhChinese    enEnglish
  ПМ-ПУ  » Образование  » Программы курсов » Автоматизированные системы сбора и обработки информации

Автоматизированные системы сбора и обработки информации

Общий курс

Составители: кандидат физ.-мат. наук, доцент Овсянников А. Д.

Содержание дисциплины

1. Введение
Область применения автоматизированных систем сбора и обработки данных. Общие принципы построения и набор требований, предъявляемый к таким системам. Роль систем сбора данных в автоматизации научных исследований и управлении технологическими процессами. Примеры. Обзор современных средств разработки таких систем. Перспективы развития.
2. Математические основы анализа сигналов
Классификация сигналов. Ряды Фурье. Вещественная и комплексная формы. Примеры разложения в ряд Фурье. Преобразование Фурье. Свойства преобразования Фурье. Корре-ляционный анализ. Корреляционная и взаимная корреляционная функции. Моделирова-ние случайных процессов. Ансамбли реализаций. Вероятностные характеристики случай-ных процессов.
3. Аналоговые, цифровые и дискретные сигналы
Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования. Дискретные системы. Способы описания. Дискретное преобразование Фурье. Свойства дискретного преобразования Фу-рье. Восстановление непрерывного сигнала. Алгоритм быстрого преобразования Фурье.
4. Квантование в цифровых системах
Представление чисел. Формат с фиксированной запятой. Формат с плавающей запятой. Процесс квантования. Шумы квантования и ошибки округления в цифровых системах. Переполнение разрядной сетки и округление промежуточных результатов в процессе вы-числений. Основные понятия интервального исчисления и модели Тейлора.
5. Строение системы сбора и обработки данных
Аппаратура сбора данных. Датчики. Согласование сигналов. Компьютер и программное обеспечение. Системы реального времени. Структура эксперимента по сбору данных: ус-тановка, калибровка, настройка конфигурации системы. Типовые операции обработки данных. Примеры.
6. Система Matlab и Data Acquisition Toolbox
Средства взаимодействия среды Matlab с оборудованием аналогового и цифрового ввода-вывода данных. Аналоговый ввод и вывод данных в реальном масштабе времени. Одно-временное выполнение аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований. Цифро-вой ввод и вывод информации в реальном масштабе времени. Запись данных на диск. Бу-феризация данных. Программные и аппаратные триггеры. Синхронизация.
7. Примеры прикладных задач и проблемы реализации
Осциллограф. Генератор сигналов. Средства системы Matlab построения графического интерфейса пользователя. Информационные системы крупных экспериментальных ком-плексов. Информационная система плазменной установки токамак. Технология GRID.

Литература

  1. Уиттекер Э.Т, Ватсон Дж.Н. Курс современного анализа - Москва: Едиториал УРСС, 2002. - 856 с.
  2. Data Acquisition Toolbox (For use with Matlab). User's Guide, Version 2.
  3. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов - СПб.: Питер, 2006. - 751 с.
  4. Дьяконов В.П. Matlab 6: учебный курс. - СПб.: Питер, 2002
  5. Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения Matlab. Специальный справочник. - СПб.: Питер, 2001