Анотація до роботи:

Ситніков В.С. Теоретичні та реалізаційні основи створення лінійних цифрових частотно-залежних перетворювачів з регульованою точністю для систем керування. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.05 Елементи та пристрої обчислювальної техніки та систем керування. Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2005.

Дисертація присвячена створенню теоретичних та реалізаційних основ аналізу та побудови цифрових частотно-залежних перетворювачів з регульованою точністю (ЦЧПРТ) з удосконаленими властивостями для систем керування, які забезпечують роботу перетворювача при заданих похибках частотних характеристик у робочому частотному діапазоні, а також реалізації цих перетворювачів на структурних схемах з мінімальним рівнем шуму квантування.

Запропоновані теоретичні та реалізаційні основи базуються на методах формування опису ЦЧПРТ, контролю їх рівня вихідного шуму квантування та формування структурної організації, що сприяло регулюванню точності перетворювачів і підвищенню ефективності системи керування.

Корекція елементарної складової за рахунок пристрою корекції дозволяє одержати квазіідеальні частотні характеристики ЦЧПРТ. В залежності від задачі, яку вирішують та вимог до частотних характеристик обирається варіант та метод корекції. Для зниження сумарного рівня шуму квантування запропоновано комплексний підхід до його аналізу та оцінки. Запропоновано метод зниження сумарного рівня шуму квантування для реалізації ЦЧПРТ високого порядку та обрання структурної організації перетворювача з мінімальним рівнем вихідного шуму квантування в робочому частотному діапазоні.

В основу створених ЦЧПРТ покладені результати теоретичних досліджень.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення науково-технічної проблеми, що полягає в розробці теоретичних та реалізаційних основ створення ЦЧПРТ, а також теоретичних основ аналізу та технічної реалізації їх з метою поліпшення технічних властивостей при заданих обмеженнях.

Запропоновані методи формування опису ЦЧПРТ, контролю їх рівня вихідного шуму квантування та формування структурної організації, що сприяло регулюванню точністю перетворювачів.

Основні наукові і практичні результати дисертаційної роботи слідуючі.

Виявлені фактори, що знижають вплив обмеженої розрядності на точність, та визначені шляхи компенсації цих факторів за рахунок корекції заданих характеристик та зміни структурної організації ЦЧП.

Запропоновані теоретичні основи регулювання точністю на базі розподілу передавальної функції на елементарну складову та складову корекції, що дозволило знайти вимоги до додаткової складової передавальної функції при заданих показниках точності відтворення частотних характеристик.

Одержав подальший розвиток метод корекції частотних характеристик, що дало можливість одержати ЦЧПРТ низького порядку з квазіідеальними частотними характеристиками. Обраний метод корекції дозволяє при отриманні квазіідеальних частотних характеристик розширити робочий частотний діапазон.

Запропоновані реалізаційні методи створення ЦЧПРТ. Використання пристроїв корекції рекурсивного типу дає значно кращу АЧХ ЦЧП з неконтрольованою ФЧХ ніж використання пристроїв корекції нерекурсивного типу. При такій корекції діапазон робочих частот зростає у середньому в два рази.

Ідеалізація ФЧХ при формуванні частотних характеристик ЦЧПІ та ЦЧПД накладає додаткові вимоги до передавальних функцій пристроїв корекції. Залежність коефіцієнтів передавальної функції від заданих вимог до АЧХ дозволяє керувати точністю відтворення бажаної характеристики та точністю всього пристрою. Робочий частотний діапазон зростає на (10-15)%.

Реалізаційні методи створення ЦЧПРТ з квазіідеальними характеристиками дають нелінійну залежність граничної частоти робочого частотного діапазону від вимог до характеристик та коефіцієнтів передавальної функції.

Запропоновані теоретичні основи визначення коефіцієнту підсилення шуму ЦЧПРТ встановлюють взаємоз’язок між коефіцієнтами передавальної функції та структурною організацією перетворювача. При усередненні коефіцієнту підсилення шуму в смузі робочих частот спрощується аналіз структурних схем ЦЧП.

Запропоновані теоретичні основи комплексного аналізу шуму квантування ЦЧПРТ високого порядку, які обґрунтовують одержання мінімального вихідного шуму квантування в робочому частотному діапазоні при виборі варіанту з’єднання їх секцій.

Запропоновані реалізаційні методи контролю рівня вихідного шуму квантування встановлюють, що властивості класу та типу секції ЦЧПРТ високого порядку, їх структурна організація визначають відношення усереднених у смузі пропускання коефіцієнтів підсилення шуму та підсилення пристрою. При каскадному з’єднанні секцій на їх послідовність впливають усереднені у смузі пропускання коефіцієнти підсилення секцій, які повинні зменшуватися у наступній секції. Коефіцієнт підсилення усереднений у смузі пропускання об’єднує реальний коефіцієнт підсилення та довжину робочого частотного діапазону.

Одержали подальший розвиток теоретичні основи формування структурної організації ЦЧПРТ з мінімальним рівнем вихідного шуму квантування в робочому діапазоні частот. Одержана оцінка кількості шумуючих розрядів, що дає змогу обрати структурну схему при регулюванні точністю.

Запропоновані реалізаційні методи створення ЦЧПР показали, що структурні схеми з розосередженими джерелами шуму притаманні ЦЧПІ, а також пристроям, АЧХ яких подібна до АЧХ фільтрів нижніх частот. Структурним же схемам з зосередженими джерелами шуму притаманні ЦЧПД, а також пристроям, АЧХ яких подібна до АЧХ фільтрів верхніх частот.

Публікації автора:

1. Ситников В.С. Адаптивные алгоритмы квазиоптимального оценивания параметров технологического процесса // Элементы и системы оптимальной идентификации и управления технологическими процессами. – Тула: ТулПи. – 1987. – С. 5-9.

2. Ситников В.С. Алгоритм для оценки параметров сигналов после детекторной обработки // Акустика и ультразвуковая техника. – К: Техніка. – 1987. – Вып. 22. – С. 62-65.

3. Ситников В.С., Иванов В.Н., Петрова Л.М. Построение комплексного измерителя и алгоритма обработки данных измерения для АСУ ТП // Элементы и системы оптимальной идентификации и управления технологическими процессами. – Тула: ТулПИ. – 1991. – С. 87-92.

4. Ситников В.С., Кисель А.Г. Аппаратное и программное обеспечение натурного эксперимента при проведении гидрофизических исследований // Акустика и ультразвуковая техника. – К.:Техніка. – 1992. – Вып. 27. – С. 46-50.

5. Малахов В.П., Ситников В.С., Ступень П.В. Анализ основных свойств матриц аналоговых и цифровых устройств // Труды Одесского политехнического университета. – 1996. – Вып. 2. – С. 5-6.

6. Блюхер Б.Г., Ситников В.С. Обеспечение надежности и живучести измерительной сети датчиков // Труды Одесского политехнического университета. – 1997. – Вып. 2. – С. 20-23.

7. Блюхер Б.Г., Ситников В.С. Повышение помехозащищенности и надежности измерителя с резистивным датчиком // Труды Одесского политехнического университета. – 1997. – Вып. 2. – С. 24-26.

8. Ситников В.С., Ступень П.В. К вопросу о количественном анализе сложности структуры цифровых фильтров // Труды Одесского политехнического университета. – 1997. – Вып. 2. – С. 86-87.

9. Малахов В.П., Ситников В.С., Ступень П.В. Проектирование канала цифровой фильтрации для системы автоматического управления // Труды Одесского политехнического университета. – 1998. – Вып. 2(6). – С. 81-82.

10. Ситников В.С., Ступень П.В. Проверка устойчивости цифровых фильтров по передаточной функции // Труды Одесского политехнического университета. – 1999. – Вып. 1(7). – С. 160-162.

11. Ситников В.С., Ступень П.В., Надоленко В.В. Применение метода пространства состояний к преобразованию структур цифровых фильтров // Труды Одесского политехнического университета. – 2000. – Вып. 2(11). – С. 138-141.

12. Выбор структуры цифрового фильтра по уровню выходного шума округления / В.П. Малахов, В.С. Ситников В.С., П.В. Ступень, С.В. Ульяшин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2001. – №2. – С. 17-22.

13. Ситников В.С., Литовченко Н.М., Дикусар О.В. Повышение точности реализации частотных характеристик цифровых интеграторов и дифференциаторов для систем управления // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – 2001. – №3. – С. 137-139.

14. Ситников В.С. Выбор наилучшей структуры цифровой системы управления // Труды Одесского политехнического университета. – 2001. – Вып. 3(15). – С. 131-133.

15. Ситников В.С., Литовченко Н.М., Пасичная Ю.Н. Выбор разрядности коэффициентов дискретных интеграторов и дифференциаторов с рекурсивными корректирующими устройствами // Праці УНДІРТ (Українського науково-дослідного інституту радіомовлення і телебачення). – 2001. – № 4(28). – С. 44-46.

16. Малахов В.П., Ситников В.С., Литовченко Н.М. Определение условия коррекции ФЧХ дискретных интеграторов и дифференциаторов // Збірник наукових праць УДМТУ (Український державний морський технічний університет імені адмірала Макарова). – Миколаїв. – 2002. – № 1(379). – С. 107-113.

17. Ситников В.С., Ступень П.В., Куцак И.Л. Автоматизация структурных преобразований схемы цифрового фильтра // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2002. – № 1. – С. 28-31.

18. Ограничения коэффициентов знаменателя цифрового фильтра для систем обработки сейсмосигналов / В.П. Малахов, В.С. Ситников, А.С. Бевз, Д.А. Полякова // Труды Одесского политехнического университета. – 2002. – Спецвыпуск. – С. 5-8.

19. Малахов В.П., Ситников В.С., Литовченко Н.М. Анализ частотных характеристик широко используемых дискретных интеграторов и дифференциаторов // Праці УНДІРТ (Українського науково-дослідного інституту радіомовлення і телебачення). – 2002. – № 2(30). – С. 5-12.

20. Ситников В.С., Ступень П.В., Бадерко И.В. Получение структуры цифрового фильтра из описания в пространстве состояний // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2002. – № 4-5. – С. 21-23.

21. Ситников В.С., Баркарь А.В. Получение наилучшего критерия оценки допусков на коэффициенты цифрового фильтра // Труды Одесского политехнического университета. – 2002. – Вып. 2(18). – С. 146-149.

22. Ситников В.С. Дискретные интеграторы и дифференциаторы с квазиидеальными частотными характеристиками для контура подстройки адаптивной системы управления // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: обчислювальна техніка та автоматизація. – 2002. – Вып. 47. – С. 120-125.

23. Ситников В.С., Литовченко Н.М. Коррекция ФЧХ дискретных интеграторов и дифференциаторов // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – 2002. – № 8(54). – С. 25-30.

24. Ситников В.С. Анализ критериев оценки частотных характеристик цифровых дифференцирующих фильтров для контура управления // Холодильна техніка і технологія. – 2003. – № 1(81). – С. 87-89.

25. Ситников В.С., Шумейко К.П. Применение цифровых фильтров в системах защиты речевых сообщений // Праці УНДІРТ (Українського науково-дослідного інституту радіомовлення і телебачення). – 2003. – № 1(33). – С. 62-65.

26. Ситников В.С., Литовченко Н.М., Глоба А.А. Коррекция АЧХ дискретных интеграторов и дифференциаторов корректорами рекурсивного вида // Праці УНДІРТ (Українського науково-дослідного інституту радіомовлення і телебачення). – 2003. – № 1(33). – С. 73-76.

27. Ситников В.С. Оценка верхней границы ошибок квантования в цифровом фильтре с фиксированной точкой // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы (ААЭКС). – 2003. – № 1(11). – С. 71-78.

28. Малахов В.П., Ситников В.С., Яценко Т.П. Критерий оценки частотных характеристик цифровых интегрирующих фильтров // Труды Одесского политехнического университета. – 2003. – Вып. 1(19). – С. 158-160.

29. Ситников В.С. Подстройка параметров цифрового интегрирующего фильтра второго порядка для получения квазиидеальной АЧХ // Труды Одесского политехнического университета. – 2003. – Вып. 2(20). – С. 152-158.

30. Ситников В.С. Реализация цифрового фильтра высокого порядка в каскадной форме по критерию минимума выходного шума квантования // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы (ААЭКС). – 2003. – № 2(12). – С. 100-108.

31. Ситников В.С. Количественная оценка структуры цифровой системы обработки сигналов по уровню собственных шумов // Збірник наукових праць УДМТУ (Український державний морський технічний університет імені адмірала Макарова). – Миколаїв. – 2003. – № 3(389). – С. 120-125.

32. Ситников В.С. Цифровые дифференцирующие фильтры с идеальной фазочастотной характеристикой // Вісник ЧДТУ (Черкаський державний технологічний університет). – 2003. – № 4. – С. 81-85.

33. Ситников В.С., Бадерко И.В. Анализ структурных особенностей цифрового фильтра для электропривода // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – 2003. – № 6(64). – С. 193-195.

34. Ситников В.С. Цифровой интегрирующий фильтр первого порядка для адаптивной системы управления // Збірник наукових праць УДМТУ (Український державний морський технічний університет імені адмірала Макарова). – Миколаїв. – 2003. – № 6(392). – С. 171-123.

35. Орлов В.В., Ситников В.С. Оптимизация цифрового адаптивного фильтра по критерию точность-быстродействие // Електромашинобудування та електрообладнання. – 2003. – Вип. 61. – С. 87-93.

36. Ситников В.С., Литовченко Н.М. Коррекция АЧХ дискретных интеграторов и дифференциаторов // Труды Одесского политехнического университета. – 2004. – Вып. 1(21). – С. 150-157.

37. Ситников В.С. Пути коррекции частотных характеристик цифровых элементов системы управления // Вісник ЧДТУ (Черкаський державний технологічний університет). – 2004. – № 1. – С. 71-73.

38. Ситников В.С., Пасичная Ю.Н. Выбор варианта разложения в непрерывную дробь передаточной функции частотно-зависимой цепи // Електромашинобудування та електрообладнання. – 2004. – Вип. 62. – С. 157-159.

39. Малахов В.П., Ситников В.С, Ядвичук П.В. Реализация элементов быстродействующего цифрового фильтра на ПЛИС // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2004. – № 4. – С. 3-8.

40. Ситников В.С. Анализ путей уменьшения погрешностей цифровых устройств с фиксированной точкой точкой // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы (ААЭКС). – 2004. – № 1(13). – С. 150-157.

41. Малахов В.П., Ситников В.С Применение цифровых дифференцирующих фильтров в контуре системы управления // Автоматизація виробничих процесів. – 2004. – № 1(18). – С. 158-160.

42. Ситников В.С., Брус А.А. Анализ условий квазиидеальности цифрового нерекурсивного дифференцирующего фильтра первого порядка // Труды Одесского политехнического университета. – 2004. – Вып. 2(22). – С. 177-181.

43. Ситников В.С. Управление параметрами цифрового интегрирующего фильтра для обеспечения заданных частотных характеристик системы управления // Весник СевГТУ (Севастопольский государственный технический университет). – 2004. – Вып. 58. – С. 29-36.

44. Усов А.В., Ситников В.С. Возможность построения передаточных функций линейных цифровых частотнозависимых вторичных преобразователей по частотным характеристикам // Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы (ААЭКС). – 2004. – № 2(14). – С. 214-220.

45. Малахов В.П., Ситников В.С. Пути повышения точности цифровых частотно-зависимых вторичных преобразователей информации с заданными ограничениями // Электроника и связь. – 2004. – № 22. – С. 97-99.

46. Адаптивная следящая система: А.с. 1288651 СССР, МКИ G 05 B 11/14/ В.С. Ситников, И.М. Гвоздева, В.Ф. Миргород, С.Н. Огинская, А.А. Рассохин, С.Т. Тихончук (СССР). – № 3771647/24-24; Заявлено 12.07.84; Опубл. 07.02.87, Бюл. № 5. – 8 с. ил.

47. Адаптивное двухканально устройство фильтрации сигналов: А.с. 1397942 СССР, МКИ G 06 G 07/18/ В.Ф. Миргород, В.С. Ситников, А.П. Маковецкий, (СССР). – № 3985185/24-24; Заявлено 02.12.85; Опубл. 23.05.88, Бюл. № 19. – 4 с. ил.

48. Устройство для определения несмещенного среднего значения нестационарного случайного процесса: А.с. 1478234 СССР, МКИ G 06 G 07/52/ В.Ф. Миргород, И.М. Гвоздева, В.С. Ситников, И.В. Скрыник, А.И. Паргамон (СССР). – № 4179351/24-24; Заявлено 09.01.87; Опубл. 07.05.89, Бюл. № 17. – 4 с. ил.

49. Цифровой экстраполятор: А.с. 1772805 СССР, МКИ G 06 F 15/353/ А.Г. Кисель, В.С. Ситников, Э.Н. Каримов, А.В. Скалевой, Петрова Л.М. (СССР). – № 4836664/24; Заявлено 23.04.90; Опубл. 30.10.92, Бюл. № 40. – 3 с. ил.

50. Пат. 1817834 СССР, МКИ G 01 F 23/62. Уровнемер: Пат. 1817834 СССР, МКИ G 01 F 23/62 И.Л. Учитель, А.Г. Кисель, В.С. Ситников, И.В. Приходько, А.В. Скалевой, Э.Н. Каримов, Ю.В. Киличенко, Л.Ю. Чистяков (СССР). – № 4910469/10; Заявлено 12.02.91; Опубл. 23.05.93, Бюл. № 19. – 4 с. ил.

51. Измеритель активной мощности: А.с. 1817033 СССР, МКИ G 01 R 21/06/ В.Н. Иванов, М.Е. Дюбченко, Л.Ю. Чистяков, Ю.А. Биньковский, Л.М. Петрова, В.С. Ситников, Н.И. Перевозчиков, В.П. Богданенко (СССР). – № 4928794/21; Заявлено 18.04.91; Опубл. 23.05.93, Бюл. № 19. – 6 с. ил.

52. Пат. 6998 Україна, МКИ G 01 R 21/06. Вимірювач активної потужності: Пат. 6998 Україна, МКИ G 01 R 21/06 В.М. Іванов, М.Е. Дюбченко, Л.Ю. Чистяков, Ю.А. Біньковський, Л.М. Петрова, М.І. Перевозчиков, В.П. Богданенко (Україна). – № 94301334; Заявлено 26.04.93; Опубл. 31.03.95, Бюл. № 1. – 7 с. ил.

53. Пат. 11081 Україна, МКИ G 01 F 23/62. Рівномір: Пат.11081 Україна, МКИ G 01 F 23/62/ І.Л. Учитель, А.Г. Кісель, І.В. Приходько, О.В. Скалевой, Е.Н. Карімов, Ю.В. Кіліченко, Л.Ю. Чістяков (Україна). – № 94321803; Заявлено 26.04.93; Опубл. 25.12.96, Бюл. № 4. – 4 с. ил.

54. Ситников В.С., Ступень П.В. Проектирование цифровых фильтров с улучшенными показателями для систем приема-передачи сигналов // Труды 2-й Международной конференции “Системы и средства передачи и обработки информации”. – Одесса. – 1998. – С. 30-31.

55. Исследование положения задержек в полной матрице цифрового фильтра / Ситников В.С., Ступень П.В., Литовченко Н.М., Бойко О.Ю., Черный О.М. // Труды 2-й Международной конференции “Современные информационные и электронные технологии” (СИЭТ-2001). – Одесса. – 2001. – С. 84.

56. Ситников В.С. Выбор наилучшей структуры цифровой системы управления // Матеріали міжнародної конференції з управління “Автоматика-2001”. – Т.1. – Одеса. – 2001. – С. 49-50.

57. Ситников В.С., Бадерко И.В. Анализ структур цифрового фильтра минимальной размерности // Труды 3-й Международной конференции “Современные информационные и электронные технологии” (СИЭТ-2002). – Одесса. – 2002. – С. 73.

58. Ситников В.С., Брус А.А. Коррекция цифровых интеграторов для систем управления и контроля // Материалы 3-й Международной конференции “Проблемы энергосбережения и экологии в судостроении”. – Николаев. – 2002. – С. 170-171.

59. Ситников В.С., Глоба А.А. Дискретные интеграторы и дифференциаторы для контура подстройки адаптивной системы управления // Матеріали міжнародної конференції з управління “Автоматика-2002”. – Т.1. – Донецьк. – 2002. – С.84-85.

60. Ситников В.С. Количественная оценка структуры цифровой системы // Матеріали міжнародної конференції “Кораблебудування і освіта, наука, виробництво”. – Т.ІІ. – Миколаїв. – 2002. – С. 223-226.

61. Ситников В.С., Кырмызы В.В. Исследование характеристик квазиидеальных цифровых интеграторов // Материалы 7-го Международного молодежного форума “Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке”. – Харьков. – 2003. – С. 483.

62. Ситников В.С. Определение условий коррекции интегрирующих фильтров // Труды 4-й Международной конференции “Современные информационные и электронные технологии” (СИЭТ-2003). – Одесса. – 2003. – С. 225.

63. Ситников В.С. Управление параметрами цифрового интегрирующего фильтра для обеспечения заданных точностных показателей системы управления // Материалы 10-й международной конференции по автоматическому управлению “Автоматика-2003”. – Т.1. – Севастополь. – 2003. – С.171-172.

64. Ситников В.С., Кривой М.А. Исследование динамических свойств скорректированных цифровых интегрирующих фильтров // Матеріали 2-ї міжнародної конференції “Сучасні інформаційні технології в освіті та промисловості”. – Миколаїв. – 2003. – С. 50-51.

65. Ситников В.С., Бадерко И.В. Особенности структурной схемы цифровой цепи второго порядка с частотно-независимым числителем // Матеріали 4-ї міжнародної конференції “Аерокосмічні системи моніторингу та керування”. – Т.ІІ. – Київ. – 2004. – С. 23.60-23.61.

66. Ситников В.С., Кривой М.А. Применение классических фильтров для проектирования цифровых интегрирующих и дифференцирующих фильтров // Труды 5-й международной конференции “Современные информационные и электронные технологии” (СИЭТ-2004). – Одесса. – 2004. – С. 59.

67. Ситников В.С., Брус А.А. Определение граничных условий для цифрового нерекурсивного дифференцирующего фильтра первого порядка // Труды 5-й международной конференции “Современные информационные и электронные технологии” (СИЭТ-2004). – Одесса. – 2004. – С. 60.

68. Ситников В.С., Пасичная Ю.Н. Классификация передаточных функций частотно-зависимых цепей при их реализации на лестничных структурах // Збірник наукових праць міжнародної конференції “Мікропроцесорні пристрої та системи в автоматизації виробничих процесів”. – Хмельницьк, 2004. – С. 76-78.

69. Ситников В.С., Дектерев А.В. Моделирование и определение параметров фильтра Баттерворта при его использовании в качестве цифрового интегрирующего фильтра // Материалы ХІ семинара “Моделирование в прикладных научных исследованиях”. – Одесса. – 2004. – С. 43-44.

70. Drozd A., Sitnikov V. An on-line testing method for digit by digit pipeline multiplier with truncated calculations // Proc. of East-West Design & Test Workshop (EWDTW’04). – Yalta, 2004. – P. 76-82.

71. Ситников В.С. Коррекция частотных характеристик элементов системы управления // Материалы 11-й международной конференции по автоматическому управлению “Автоматика-2004”. – Киев. – 2004. – С.38.