Виртуальный прибор для исследования функциональных возможностей алгоритма полигармонической экстраполяции
1. Постановка задачи
Для выбора и использования на практике того или иного метода прогнозирования (экстраполяции), исследователь должен изучить его функциональные возможности, четко представлять его достоинства и недостатки. Это представление частично можно получить анализируя математические соотношения лежащие в основе алгоритма, но более полные и достоверные сведения могут быть получены лишь на основе опыта практического применения к различным модельным и реальным сигналам. Технологии National Instruments предоставляют весьма удобный путь создания специализированного инструмента, позволяющего быстро набрать необходимый опыт.
Целью настоящей работы является создание виртуального прибора с расширенным набором моделей сигналов обладающего, также, подключенной библиотекой реальных сигналов (данные из области физики, метеорологии, астрономии, экономики и др.) и с возможностью изменения параметров (и структуры) применяемого экстраполятора.
2. Описание решения
В составе виртуального прибора, реализующего решение поставленной задачи, можно выделить следующие функциональные устройства:
- устройство генерирования различного вида периодических, степенных, экспоненциальных и логарифмических функций
- библиотека реальных и модельных сигналов, .
- многорежимный экстраполятор,
- индикатор осциллографического типа.
На передней панели ВП Рис. 1-3. имеется возможность вручную задавать форму исследуемого сигнала. Это может быть сумма нескольких функций синусоидальной, треугольной или прямоугольной формы с изменяемыми частотами, амплитудами и фазами. Имеется возможность модуляции по амплитуде синусоидальной, степенной, экспоненциальной или логарифмической функциями. Очень полезной для исследователя является возможность подключения входа экстраполятора на выход функции чтения из файла. Путем выбора нужного файла данных можно экстраполировать реальные ряды данных или ранее заготовленные модели сигналов. На индикаторе осциллографического типа для визуальной оценки расчетов одновременно отображаются результаты прогноза сигнала, а также непосредственно исходный сигнал.
Рис.1.
Рис.2
Рис.3
3. Используемое оборудование и ПО
Моделирование экстраполятора и построение набора входных сигналов осуществлялось в среде графического программирования "LabVIEW" 8.20. В качестве аппаратной части использовались компьютеры уровня Пентиум-4 стандартной конфигурации. Вычислительных ресурсов при этом в большинстве случаев хватало для комфортной работы в режиме диалога.
4. Внедрение и развитие решения
Предложенный виртуальный прибор может найти применение прежде всего в учебном процессе ВУЗов соответствующего профиля в качестве основы для лабораторной работы. Другим применением может быть использование описанного ВП, как составной части автоматизированного рабочего места профессионального экономиста-прогнозиста.
Дальнейшее развитие решения может состоять в подключении в состав ВП более эффективных модификаций АПГЭ, а также основных традиционных алгоритмов прогнозирования.
Список литературы
1. Евсеев А.П., Городов Д.И., Касаткин С.А., Кузьмин В.В.//В кн. Материалы Международной научно-практической конференции "Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments"-M.: Изд-во РУДН, 2005.- 392 с.
2. Бовыкин М.А., Касаткин С.А., Евсеев А.П. //В кн. Материалы Международной научно-практической конференции "Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments"- М.: Изд-во РУДН, 2006.-241 с.