LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Часо-частотні методи та засоби математичного моделювання динамічних інформаційних об'єктів

темами. Матеріали дисертації підготовлено за результатами роботи пошукача в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” та в співдружності за угодами з Інститутом фізики НАН України, Інститутом проблем реєстрації інформації НАН України, Національною академією Внутрішніх Справ України, Інститутом екології людини, окремими вищими навчальними закладами та промисловими підприємствами. Тематика роботи відповідає наступним проектам, програмам та темам “Переліку наукових і науково-технічних проектів з пріоритетних напрямів розвитку науки і техніки (Постанова КМУ №1716 від 24.12.2001) :

Р.1.6.Державна наукова програма “Технологічне передбачення як системна методологія іноваційного розвитку України”.

П.1.6.2.Розробка засобів і методів математичного, інформаційного, алгоритмічного, програмного та кадрового забезпечення.

Р.3.4.Державна науково-технічна програма “Нові технології та засоби діагностики та лікування”.

П.3.4.1.Розробка нових високоінформативних технологій діагностики.

П.3.4.3.Створення нових інформаційних і телемедичних технологій та засобів їх забезпечення.

Р.4.2.Державна науково-технічна програма “Системний аналіз, методи та засоби керування процесами різної природи, методи оптимізації, програмне забезпечення та інформаційні технології у складних системах”.

П.4.2.1.Розробка методологічних, алгоритмічних та програмних засобів системного аналізу процесів різної природи.

Р.4.3.Державна науково-технічна програма “Телекомунікаційні системи та інформаційні ресурси”.

П.4.3.1.Створення перспективних телекомунікаційних систем і технологій.

Р.5.1.Державна науково-технічна програма “Енергоефективні та ресурсозберігаючі технології генерування, перетворення та використання енергії”.

П.5.1.2.Створення методичних, програмних та технічних засобів оптимальної організації управління режимами електричних систем, мереж та об’єктів.

Окремі дослідження також проводились в рамках науково-дослідних робіт кафедри електронних приладів та пристроїв НТУУ “КПІ” ( Науково-технічні звіти про НДР №75011685 та №0196ГО06677 1997 р.), за планами прикладних науково-дослідних та госпдоговірних робіт Київської міської держадміністрації ( Науково-технічний звіт про НДР №ДР01024001491 2003р.) і робіт на замовлення науково-дослідних організацій та вищих навчальних закладів України (Інститут фізики НАНУ, Національний авіаційний інститут, Науково-виробнича фірма ЕПОС, Український Інститут екології людини, Національна академія внутрішніх справ України) за договорами про творчу співдружність в 2002-2005 рр .

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розвиток теорії математичного моделювання стохастичних об’єктів інформаційної електроніки на базі часо-частотної концепції, створення на цій основі часо-частотних методів і практичних засобів математичного моделювання динамічних інформаційних об’єктів для комплексного розв’язання задач аналізу перетворень НВП стохастичними інформаційними каналами.

Об’єктом дослідження є клас стохастичних динамічних інформаційних об’єктів.

Предметом дослідження є часо-частотні методи та засоби математичного моделювання, які забезпечують дослідження динаміки нестаціонарних випадкових процесів в стохастичних інформаційних каналах.

Основні задачі дослідження, у відповідності до поставленої мети полягають у створенні наступних методів та засобів:

- математичного моделювання стохастичних динамічних інформаційних об’єктів (розвиток часо-частотної концепції моделювання, її застосування для подання інформаційних процесів та створення математичного інструментарію моделювання стохастичних дискретних лінійних параметричних інформаційних каналів);

- математичного моделювання та часо-частотного аналізу гібридних електронних інформаційних каналів (синтез часо-частотних математичних моделей каскадів–перетворювачів, синтез системних функцій АЦП та ЦАП, синтез часо-частотних характеристик канонічних лінійних моделей гібридних каналів; аналіз перетворень нестаціонарних випадкових процесів гібридним інформаційним каналом);

- математичного моделювання та часо-частотного аналізу безінерційних нелінійних електронних інформаційних каналів при нестаціонарній випадковій дії (синтез часо-частотних моделей типу “вхід-вихід” безінерційних нелінійних інформаційних систем та часо-частотний аналіз перетворень нестаціонарних випадкових процесів);

- математичного моделювання та часо-частотного аналізу багатошвидкісних інформаційних каналів (синтез часо-частотних моделей каналів з багатошвидкісною дискретизацією та часо-частотний аналіз перетворень НВП; синтез економних структур фільтрів в каналах з багатошвидкісною дискретизацією; синтез моделі типу “вхід-вихід” системи дискретизації);

- дослідження прикладних питань часо-частотного аналізу математичних моделей динамічних інформаційних об’єктів (дослідження часо-частотної структури типових моделей дискретних нестаціонарних випадкових процесів; часо-частотний аналіз моделей типових нелінійних каскадів при нестаціонарній моделі дії; дослідження інформаційних процесів в практичних наукових задачах, зокрема в задачах часо-частотного аналізу фонограм та в задачах стиснення ЕКГ-сигналів; розгляд актуальних питань часо-частотного аналізу, зокрема в задачах розпізнавання мовних сигналів, в задачах обробки зображень в біомедичній діагностиці, в задачах аналізу завад в інформаційних каналах).

Методи досліджень базуються на загальних положеннях теорії лінійних систем, теорії випадкових процесів, теорії моделювання, окремих положеннях теорії нелінійних (безінерційних) систем і, зокрема, включають використані та розвинуті в дисертації часо-частотні методи подання нестаціонарних випадкових процесів, часо-частотні методи моделювання лінійних (в тому числі багатошвидкісних) цифрових, гібридних та нелінійних інформаційних каналів, частотно-масштабні версії часо-частотного методу подання інформаційних процесів.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в розвитку теорії математичного моделювання стохастичних інформаційних каналів електронних систем на основі узагальнення часо-частотної концепції спектрального аналізу на нестаціонарні випадкові процеси, що дозволяє сформувати макротеорію інформаційних систем в завершеному вигляді. На цій основі розвинуто методологію дослідження стохастичних електронних інформаційних систем, зокрема, розроблено часо-частотні методи білінійного спектрального аналізу стохастичних динамічних інформаційних об’єктів: часо-частотне подання нестаціонарних випадкових процесів і часо-частотні моделі типу “вхід-вихід” лінійних дискретних, в тому числі, багатошвидкісних, гібридних та нелінійних стохастичних електронних інформаційних каналів. Застосуванння часо-частотних методів та засобів математичного моделювання інформаційних процесів та їх частотно-масштабних версій сприяло розв’язанню важливих прикладних задач обробки інформації.

Основні наукові результати полягають в наступному:

  • Уточнення визначення спектра НВП, як перетворення Фур’є від неусередненої за часом функції кореляції процесу, дозволяє досліджувати спектри, змінність в часі яких є невід‘ємною ознакою нестаціонарності процесів.

  • Узагальнення часо-частотної концепції спектрального аналізу на нестаціонарні випадкові процеси дозволяє дослідити динаміку таких процесів, що сприяє розвитку теорії математичного моделювання стохастичних динамічних об’єктів інформаційної електроніки (інформаційних каналів та інформаційних процесів).

  • Подання перетворень нестаціонарних випадкових процесів в інформаційних каналах у вигляді параметричних стохастичних моделей типу “вхід-вихід” дозволяє враховувати динаміку станів системи (в тому числі стохастичність цієї динаміки) в межах макротеорії інформаційних систем, формування якої можна вважати завершеним.

  • Застосування часо-частотних методів моделювання дозволяє синтезувати новий клас білінійних спектральних моделей стохастичних електронних інформаційних каналів, що у свою чергу, відкриває шляхи вдосконалення аналітично-розрахункового інструментарію проектування інформаційних систем, а


  •