Форма заключения

УТВЕРЖДАЮ
Проректор по научной работе
Пермского государственного технического
университета, д.г.-м.н. профессор
_____________________ Галкин В.И.
“____” _______________ 2007 г.
ВЫПИСКА
из протокола № 5 заседания кафедры
«Автоматика и телемеханика» Пермского
государственного технического университета
г. Пермь
« 15 » февраля 2007 г.
ПРИСУТСТВОВАЛИ: 29 преподавателей и научных сотрудников
кафедры «Автоматика и телемеханика» Пермского государственного технического университета: к.т.н. доцент, начальник ГУ БР по Пермскому
краю В.В. Белоусов, к.т.н. доцент М.С. Волковой, ст. препод. А.В. Гаврилов, к.т.н., доцент, зам. начальника ГУ БР по Пермскому краю В.С. Галкин, к.т.н. доцент О.В. Гончаровский, к.т.н. проф. Э.С. Заневский, ст. преподаватель С.А. Данилова, инженер М.В. Кавалеров, ст. препод. А.Н. Кокоулин, к.т.н. проф. Е.Л. Кон, к.т.н. доцент Г.В. Кропачев, доцент И.И.
Кузнецов, инженер М.М. Кулагина, к.т.н. доцент Т.С. Леготкина, д.т.н.
проф. Н.Н. Матушкин, к.т.н. доцент В.А. Панов, к.т.н. доцент Г.И. Пахомов, к.т.н. доцент Е.Е. Суханов, ст. преп. Н.В. Третьяков, ст. преп. С.А.
Тюрин, к.т.н. доцент В.И. Фрейман, к.т.н., доцент И.Ф. Федорищев, к.т.н.
доцент Ю.Н. Хижняков, д.т.н. проф. А.А.Южаков, к.т.н., ст. преподаватель
Ал.Ал. Южаков, аспиранты: А.А. Байдаров, И.И. Безукладников, А.А. Белоглазов, П.В. Ремнев.
СЛУШАЛИ: доклад соискателя СМИРНОВА Дмитрия Николаевича
по диссертационной работе на тему: «Аналого-цифровой преобразователь
в кодах «золотой пропорции» на основе нейронной архитектуры», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по
специальности 05.13.05 – «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления».
2
В процессе обсуждения диссертационной работы докладчику было
задано 25 вопросов, на которые он дал исчерпывающие ответы.
В обсуждении диссертационной работы приняли участие: к.т.н.,
проф., Е.Л. Кон, к.т.н., проф. Э.С. Заневский, к.т.н., доцент В.В. Белоусов,
к.т.н., доцент О.В. Гончаровский, д.т.н., проф. Н.Н. Матушкин, к.т.н., доцент В.А. Панов, к.т.н., доцент Ю.Н. Хижняков, к.т.н., доцент Е.Е. Суханов, д.т.н., проф. А.А. Южаков.
В ходе обсуждения все выступающие дали положительную оценку
диссертационной работе, отметили актуальность темы исследований,
обоснованность и достоверность научных положений и выводов, новизну
и практическую значимость результатов, отметили соответствие диссертации специальности, по которой она представлена к защите.
Заслушав и обсудив научный доклад Смирнова Д.Н., кафедра «Автоматика и телемеханика» постановила принять следующее заключение по
диссертационной работе:
1. Актуальность темы диссертационной работы и ее связь с государственными научно-техническими программами и с планами научнотехнических работ кафедры «Автоматика и телемеханика».
Информационные технологии имеют огромное и непрерывно возрастающее значение в жизни человечества, охватывая широкий круг задач,
связанных главным образом со сбором, переработкой, передачей, хранением, поиском и выдачей информации человеку или машине. При этом
особое место в этом ряду занимает измерительная техника, которая предназначена для получения опытным путем количественно определенной
информации об объектах материального мира. С увеличением степени
сложности создаваемых технических и технологических систем и комплексов значительно увеличивается и усложняется объем обрабатываемой
информации, представленной в цифровом виде, и возрастают требования к
точности и надежности измерений. Это определяет актуальность создания
и совершенствования аналого-цифровых преобразователей (АЦП), предназначенных для высокоточностных измерений аналоговых параметров
сложных динамических объектов и быстротекущих процессов и представления измеренных сигналов в цифровой форме. Широкое распространение
и использование в телекоммуникационных и вычислительных системах
технических средств, для цифровой передачи данных, речи, аудио- и видеоинформации, цифрового телевидения и т.п. увеличивает интерес к современным системам измерения и преобразования информации, а также
значимость указанной проблемы.
Современная тенденция развития АЦП и цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) состоит в увеличении скорости и разрешающей способности обработки сигналов при уменьшении уровня потребляемой
мощности и напряжения питания.
3
Более низкие напряжения питания подразумевают меньшие диапазоны входных напряжений и, следовательно, большую чувствительность к
разного вида помехам: шумам от источников питания, некачественным
опорным и цифровым сигналам, электромагнитным воздействиям и радиопомехам (EMI/RFI) и, возможно наиболее важный момент – к некачественным методам развязки, заземления и размещения компонентов на
многослойной печатной плате или подложке СБИС (ПЛИС).
Несмотря на ряд проблем, в настоящее время доступны компоненты,
которые обладают чрезвычайно высокими разрешающими способностями
при низких напряжениях питания и малой потребляемой мощности.
Одно из направлений, удовлетворяющих указанным требованиям,
состоит в реализации АЦП нейронной архитектуры. Однако, реализация
таких структур осуществляется в обычной двоичной позиционной системе
счисления. Исследования, проведенные Стаховым А.П., показали, что
применение кодов Фибоначчи и кодов «золотой пропорции» позволяют
улучшить такие технические характеристики АЦП, как: точность, достоверность и надежность преобразования. В работе эту проблему предлагается решить с помощью объединения «нестандартной» системы счисления
(системы счисления Бергмана), являющейся основой кодов «золотой пропорции», возможностей современной микроэлектронной техники и новых
архитектурных решений АЦП, основанных на применении нейронных
технологий. В указанной постановке данная проблема рассматривается
впервые.
Таким образом, тематика диссертации является актуальной и имеет
важное теоретическое и практическое значение.
2. Основным результатом работы является разработка адаптивного
нейронного аналого-цифрового преобразователя на базе кодов «золотой
пропорции» и его сетевой архитектуры.
Конкретными результатами, содержащимися в работе и полученными лично Смирновым Д.Н., являются:
 разработка принципов построения и архитектуры адаптивных
нейронных АЦП в кодах «золотой пропорции», включающих: структурнологическую организацию указанного класса АЦП, принципы построения
связей нейронов, способы построения измерительного нейрона в кодах
«золотой пропорции», методы синтеза топологии адаптивного АЦП;
 исследование процесса квантования в коде «золотой пропорции»
и режимов работы АЦП, оценка избыточности кода «золотой пропорции»
по отношению к двоичному коду, характеристик процесса исправления и
обнаружения ошибок, линеаризации градуировочной характеристики;
 разработка аналитической и имитационной моделей адаптивного
нейронного АЦП как модели СМО с изменяющимися параметрами, которые характеризуются неоднородным входным потоком, переменным числом обслуживающих приборов;
4
 разработка методики рационального построения структуры
нейронного АЦП в кодах «золотой пропорции» с заданными точностными
характеристиками;
 проведение практической апробации АЦП, методов и моделей
проектирования, реализованных на основе предложенных в диссертационной работе подходов.
3. Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждена корректным теоретическим обоснованием приведенных доказательств и утверждений. Адекватность предложенных моделей доказана с использованием имитационного моделирования, статистических критериев и экспериментальных исследований на примере
нейронного АЦП в кодах «золотой пропорции» с сетевой архитектурой.
Достоверность расчетных и экспериментальных оценок подтверждается результатами практической эксплуатации АЦП в кодах «золотой пропорции» в составе системы автоматизации испытаний, разработанного при
непосредственном участии Смирнова Д.Н.
4. Научная новизна результатов, полученных лично Смирновым
Д.Н., состоит в:
 полученных методологических основах классификации адаптивных нейронных АЦП в кодах «золотой пропорции»;
 созданных принципах построения функционально полных структур адаптивных нейронных АЦП в кодах «золотой пропорции»;
 предложенных методах определения вероятностно-временных характеристик созданных АЦП как моделей СМО;
 комплексе прикладных результатов синтеза архитектуры, схемных
решений АЦП в кодах «золотой пропорции», программных средств, обеспечивающих решение задач расчета технических и метрологических характеристик рассматриваемого класса АЦП.
5. Практическая значимость и реализация результатов работы. Основные теоретические результаты диссертационной работы были использованы при разработке аппаратно-программной реализации многоканального, адаптивного АЦП с кодом «золотой пропорции» и архитектурой
нейронной сети в составе многоуровневой системы автоматизации испытаний. Опытная эксплуатация подтвердила эффективность применения
рассматриваемого класса АЦП. Материалы диссертации использовались а
рамках НИР «Разработка системы автоматизации испытаний авиационных
агрегатов», осуществляемой совместно с ЗАО «ИВС-сети» в течение 2005
г. Разработанная система автоматизации испытаний и многоканальный,
нейронный АЦП внедрены в опытную эксплуатацию в ОАО ПНППК (г.
Пермь). Разработанные аналитические и имитационные модели и методы
позволяют снизить затраты машинного времени на корректные вычисле-
5
ния вероятностно-временных характеристик созданных моделей и расчеты
оптимального объема оборудования исследуемого класса АЦП с заданными точностными характеристиками.
6. Предложения по дальнейшему использованию и внедрению результатов работы. Научные и практические результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы при создании многофункциональных, отказоустойчивых АЦП в кодах «золотой пропорции» при
использовании в современных автоматизированных систем управления
технологическими процессами, в частности, в химических, металлургических производствах, в системах телемеханики, автоматизированных системах научных исследований (АСНИ), системах автоматизации испытаний (САИ) сложных изделий.
7. Дальнейшее развитие научных исследований по теме диссертационной работы целесообразно проводить в направлении исследования АЦП
в кодах «золотой пропорции» на базе менее распространенных в настоящее время алгоритмов преобразования, расширение полученных результатов на класс АЦП в кодах «золотой пропорции» других топологий, а
также в дальнейшем развитии моделей СМО с изменяющимся режимом
(неоднородные обслуживающие приборы, неоднородный буфер, использование различных приоритетных дисциплин обслуживания и т.д.).
8. Основные результаты опубликованы в следующих работах:
1) Салтыков А.А., Смирнов Д.Н. Аналого-цифровой преобразователь поразрядного кодирования с применением кода «золотой пропорции»
// Сб. науч. трудов «Информационные управляющие системы». – Пермь,
Перм. гос. техн. ун-т, 2005. С 144–152. В данной работе соискатель провел
исследование режимов функционирования АЦП с применением кода «золотой пропорции» при возникновении различного рода неисправностей.
2) Белоусов В.В., Смирнов Д.Н. АЦП с применением кодов «золотой пропорции» // Материалы XXXII международной конференции, III
международной конференции молодых ученых «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе IT + S&E05». –
Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, май, 2005. – С. 133-134.
3) Белоусов В.В., Смирнов Д.Н. Многоканальный адаптивный
нейронный АЦП в кодах Фибоначчи // Тезисы докладов XXXIII международной конференции, IV международной конференции молодых ученых
«Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и
бизнесе IT + S&E06». – Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2006. – С. 357.
4) Смирнов Д.Н. Многоканальный адаптивный нейронный аналогоцифровой преобразователь в кодах Фибоначчи // Сб. науч. трудов «Системы мониторинга и управления». – Пермь, ПермГТУ, 2006. С. 62-68.
6
5) Смирнов Д.Н. Анализ измерительных процессов аналогоцифрового преобразования в кодах Фибоначчи // Сб. науч. трудов «Системы мониторинга и управления». – Пермь, ПермГТУ, 2006. С. 69-78.
6) Салтыков А.А., Смирнов Д.Н. Проблема избыточного кодирования в АЦП // Сб. науч. статей. Вып. XXIII «Методы и средства технической диагностики». – Йошкар-Ола, Мар. гос. ун-т, 2006. С 91-96. В данной
работе соискатель выполнил оценку избыточности кода «золотой пропорции» по отношению к двоичному коду, определил характеристики процесса исправления и обнаружения ошибок.
7) Смирнов Д.Н. Анализ измерения нейронного АЦП в кодах «золотой пропорции» – Научно-технический журнал «Электросвязь»,
№ 8/2007. С. 20–22.
9. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международных
и региональных научно-практических конференциях 2005 – 2006 годов:
 XXXII международная конференция, III международная конференция молодых ученых «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе IT + S&E05». – Украина, Крым, ЯлтаГурзуф, май, 2005.
 Региональная НТК «Повышение эффективности и качества систем
и средств управления» (Пермь, 2005–2006 годы);
 XXXIII международная конференция, IV международная конференция молодых ученых «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе IT + S&E06». – Украина, Крым, ЯлтаГурзуф, 2006.
10. Представленная Смирновым Д.Н. диссертационная работа является самостоятельным завершенным исследованием в области элементов и
устройств вычислительной техники, в частности, по проблематике измерительных устройств в кодах «золотой пропорции» с применением современных нейронных технологий.
Кафедра «Автоматика и телемеханика» рекомендует диссертационную работу Смирнова Д.Н. к защите в диссертационном совете
Д212.188.04 при Пермском государственном техническом университете по
специальности 05.13.05 «Элементы и устройства вычислительной техники
и систем управления».
Заведующий кафедрой
«Автоматика и телемеханика»
д.т.н. профессор
/Матушкин Н.Н./
Ученый секретарь кафедры
«Автоматика и телемеханика»
к.т.н. доцент
/Гончаровский О.В./