Программно-аппаратная реализация интерполяционных фильтров восстановления данных в мехатронных системах

УДК 004.94: 621.192

ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
ИНТЕРПОЛЯЦИОННЫХ ФИЛЬТРОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДАННЫХ В МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМАХ
К.Ю. Хазай, студент гр. 359М
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского "ХАИ"

Данные в мехатронных системах, передаваемые от датчиков к средствам обработки (информация состояния) и от средств обработки к исполнительным устройствам (информация управления), подвергаются воздействию помех. Высокий уровень помех в процессе функционирования мехатронных систем обусловливает появление в массивах передаваемых данных явных выбросов значений и их потери.
Для восстановления утраченных или пропущенных данных в практике широкое применение находят разностные (интерполяционные) фильтры с фиксированными операторами. Недостатком таких фильтров являются жесткие критерии выбросов и потерь отсчетов и невозможность оперативного изменения используемых операторов фильтров, что ограничивает область их применения.
В условиях изменения динамического диапазона каналов передачи информации и спектров передаваемых сигналов для восстановления высоковероятных отсчетов полезной информации, циркулирующей в мехатронных системах необходимо гибко устанавливать критерии выбросов и потерь информации и длину оператора фильтра.
В докладе предлагается оценивать условия выбросов и потерь сигналов по среднеквадратическому уровню шумов в канале передачи информации. Для операторов восстановления данных в аппаратно- программной реализации интерполяционного фильтра предложены специальные маркеры (замена аннулированных данных или выбросов определенными большими или малыми отсчетами).
Показано, что применение разностных интерполяционных фильтров возможно для сигналов, частота шумовых составляющих которых существенно (в 2.5-3 раза) меньше частоты Котельникова.
Предложенная программно- аппаратная реализация позволяет оперативно настраивать интерполяционный фильтр на изменяющиеся условия передачи данных в мехатронных системах и, следовательно, повышать достоверность функционирования последних в условиях изменяющегося уровня индустриальных помех.