Основним завданням даної програми є дослідження характеру та особливостей шумових сигналів за допомогою візуального представлення графіку цього сигналу, розрахунок його автокореляційної функції, та енергетичного спектру з їх відповідною візуалізацією, обрахунок та порівняння енергії шумових сигналів в обраній смузі частот. Для здійснення порівняльного аналізу забезпечена можливість сумісного представлення на одній координатній площині одночасно до восьми графіків.

Рис .2.2. структурна схема програми дослідження вихідного
випадкового сигналу metro11_v1

Поставлена задача вирішена за допомогою віконного графічного інтерфейсу з використанням закладок, на кожній з яких подана інформація з відповідного етапу роботи програми. Завдання і зміна початкових параметрів реалізовано за допомогою низки компонентів редагування Edit, а також елементів вибору і відображення стану CheckBox та RadioButton.

Вікно користувача при роботі з даною програмою подано на рис. 2.3. В процесі роботи користувач може за допомогою візуальних діалогових елементів задати необхідні параметри, після чого в закладці «Дані» обрати звуковий файл для аналізу. Результати проведеного аналізу (кореляційного та спектрального) будуть відображені у відповідних закладках.

а)

б)

Рис. 2.3. Вікно користувача програми metro11_v1 при дослідженні
а) шумового сигналу; б) енергетичного спектру

2.3. Розробка програмного забезпечення Noise Flowmeter

Розробка програмного забезпечення для проведення експериментальних досліджень властивостей та характеристик потоку, а також емпіричний вибір параметрів і методів обчислень дозволив створити програму Noise Flowmeter, вікно користувача якої подано на рис. 2.4. Текст програми наведено в додатку Б.

Рис. 2.4. Вікно користувача програми Noise Flowmeter

За допомогою низки візуальних компонентів, таких як редагування Edit, елементів вибору і відображення стану CheckBox та RadioButton, користувачу надається можливість задати параметри для подальших розрахунків. Після натиснення кнопки «Старт» розпочинається аналіз шумового процесу, послідовно пакет за пакетом. Результати аналізу виводяться на графік. Таким чином можна спостерігати за характером та поведінкою шумового сигналу в часі. По завершенню аналізу результати усереднюються і візуалізуються. Для здійснення оперативного контролю за ходом аналізу використовується компонент ProgressBar (термометр).

Програма Noise Flowmeter стала основою для подальшого створення програмно-апаратного комплексу вимірювання витрати для звіряння побутових лічильників газу з використанням спектральних оцінок шумів контрольованого середовища.

ВИСНОВКИ

Проаналізовано ефективність застосування різних кореляціних функцій для цифрової обробки шумів контрольованого середовища.

Досліджено ефективності застосування різних згладжуючих вікон для проведення спектрального аналізу шумів контрольованого середовища.

Проведено планування параметрів спектрального аналізу та виділено частотну смугу в енергетичному спектрі вимірюваних сигналів, яка забезпечує максимальну кореляцію між оцінками статистичних характеристик таких сигналів і витратою вимірюваного середовища.

Розроблено програмне забезпечення обробки вимірюваних сигналів, а також організації експериментальних досліджень статистичних характеристик шумів потоку газу.

5. В економічній частині розраховано витрати на розробку програмного комплексу, а також обчислено її повну собівартість та доцільність розробки, проведена економічна оцінка АСУ.

6. Розроблено основні принципи безпечної роботи, а також проведено розрахунок освітлення для приміщень з персональними комп’ютерами на яких буде експлуатуватися програма.

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 540 с.

Андреев Н.И. Корреляционная теория статистических систем. – М.: Наука, 1966. – 454 с.

Дейч М.Е. Техническая газодинамика. Изд. 3-е, перераб. М.: Энергия, 1974. – 592 с.

Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Изд. 4-е, исправленное и дополненное. М.: Наука, 1976. – 888 с.

Гімер Р.Ф. Гімер П.Р. Основи газової динаміки. Навчальний посібник. – Івано-Франківськ: Видавництво «Факел», 2000. – 228 с.

Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов: Пер. с англ. – М.: Связь, 1973. – 416 с.

Бай-Ши-И. Турбулентное течение жидкостей и газов. Пер. с англ. М.: Издательство иностранной литературы, 1962. – 234 с.

Харкевич А.А. Спектры и анализ. – М.: ГИФМЛ, 1962. – 236 с.

Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. – М.: Наука, 1991. – 384 с.

Пашкевич О.П., Мельничук С.І. Статистичний аналіз випадкових сигналів, які утворюються при переміщенні газових потоків в транспортній магістралі // Наукові праці конференції «Метрологія та вимірювальна техніка (Метрологія – 2004)». – Том 2. – Харків: ННЦ «Інститут метрології». – 2004. – С. 220-222.

Дженкінс Г., Ватс Д. Спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. Вип. 1 – М.: Мир, – 1971. – 316 с. Вип 2, – 1972. – 287 с.

Николайчук Я. М. Низові обчислювальні мережі: Навчальний посібник. – К.: УМК ВО, 1990. – 55 с.

Пашкевич О.П., Мельничук С.І. Застосування різних коваріаційних функцій для методу вимірювання витрати на основі спектральних характеристик шумів контрольованого середовища // Вісник Технологічного університету Поділля. – 2004. – № 2. – Ч. 1, Т. 1. – С. 199-203.

Голд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов: Пер. с англ. – М.: Сов.радио, 1973. – 368 с.

Цифровая обработка сигналов: Справочник / Л.М.Гольденберг, Б.Д.Матюшкин, М.Н.Поляк. – М.: Радио и связь, 1985. – 312 с.

Бабак В.П., Хандецький В.С., Шрюфер Е. Обробка сигналів. К.: Либідь, 1999. – 496 с.

Отнес Р., Эноксон Л. Прикладной анализ временных рядов: Пер. с англ. – М.: Мир, 1982. – 428 с.

Пашкевич О.П. Вплив форми кореляційного вікна на згладжування оцінки спектру шумів вимірюваного середовища // Методи та прилади контролю якості. – 2004. – № 12. – С. 57-60.

Рабинер Л., Голд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. – М.: Мир, 1978. – 848 с.

Блейхут Р. Быстрые алгоритмы обработки цифровых сигналов: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 448 с.

Опенгейм Э. Применение цифровой обработки сигналов: Пер. с англ. – М.: