Концепция векторных многокомпонентных физических величин, модели и метод измерения

Представлен новый взгляд на векторную физическую величину как на величину многокомпонентную. Каждая из компонентов упомянутых многокомпонентных величин может нести важную и даже уникальную информацию об источниках и причинах их возникновения. Рассмотрение векторной величины как величины многокомпонентной привело к необходимости формирования соответствующей концепции. Представлены три положения концепции, которые заключаются в следующем: векторные многокомпонентные физические величины рассматриваются как функции множества составляющих их информативных компонентов; функции связи названных информативных компонентов в моделях многокомпонентных физических величин определяются законами векторной алгебры; информационные модели векторных многокомпонентных физических величин допускают альтернативное представление информативных составляющих в зависимости от выбранной системы координат.

Представлена математическая модель векторной многокомпонентной физической величины. Данная модель является основополагающей и непосредственно вытекает из сформулированных выше положений концепции. Модель может быть применена при описании многокомпонентных перемещений и деформаций, которые претерпевают и простые, и сложные объекты. Примером сложного объекта может быть модель манипулятора универсального промышленного робота. Показано пространство моделирования многокомпонентных перемещений простых объектов. Информационные модели векторных многокомпонентных физических величин позволяют альтернативно представлять информативные составляющие, а задача построения таких моделей сложна и не однозначна. Поэтому в статье предложен формальный аппарат синтеза таких моделей, который основан на определённых правилах и соглашениях. Представлены теоретические основы метода оптических измерений информативных составляющих многокомпонентных перемещений и деформаций простых объектов, который предполагает использование многомерных тестовых объектов.

1. RMG 29-2013. Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmerenij. Metrologiya. Osnovnye terminy i opredeleniya [RIS 29-2013. State system for ensuring the uniformity of measurements. Metrology. Basic terms and definitions]. Moscow, Standartinform Publ., 2014, 56 p.

2. Nesterov V.N. [Theoretical foundations for measuring the components of vector multicomponent physical quantities]. Trudy III mezhdunarodnoj konferencii «Identifikaciya sistem i zadachi upravleniya» [Proceedings of the III International Conference “Identification of Systems and Management Problems”]. Moscow, Institute of Management Problems named after V.A. Trapeznikov RAS Publ., 2004, pp. 1691–1700 (in Russian).

3. Nesterov V.N. [The conception of vector multicomponent physical quantities and its application]. Trudy IV mezhdunarodnoj konferencii i molodezhnoj shkoly «Informacionnye tekhnologii i nanotekhnologii» (ITNT-2018) [Proceedings of the IV International Conference and Youth School “Information Technologies and Nanotechnologies” (ITNT-2018)]. Samara, Samara National Research University named after academician S.P. Korolev Publ., 2018, pp. 1822–1832 (in Russian).

4. Nesterov V.N. Mathematical modeling of complex multicomponent movements and optical method of measurement. CEUR Workshop Proceedings, 2016, vol. 1638, pp. 642–649. DOI: 10.18287/1613-0073-2016-1638-642-649

5. Fu K.S., Gonzalez R.C., Lee C.S.G. Robotics: control, sensing, vision and intelligence. New York, Paris: Ms Grow-Hill etc., 1987, 580 p.

6. Metody i sredstva izmerenij mnogomernyh peremeshchenij elementov konstrukcij silovyh ustanovok [Methods and tools for measuring multidimensional displacements of structural elements of power plants]. Ed. YU.N. Sekisov, O.P. Skobelev. Samara, Samarskij nauchnyj centr RAN Publ., 2001, 188 p.

7. Bondarenko L.N., Nefediev D.I. [Analysis of test methods to improve measure-ment accuracy]. Izmerenie. Monitoring. Upravlenie. Kontrol [Measurement. Monitoring. Management. Control.], 2014, no. 1(7), pp. 15–20 (in Russian).

8. Svistunov B.L. [Measuring transducers for parametric sensors using analytical redundancy]. Izmerenie. Monitoring. Upravlenie. Kontrol [Measurement. Monitoring. Management. Control.], 2017, no. 2(20), pp. 94– 100 (in Russian).

9. Zemel’man M.A. Avtomaticheskaya korrekciya pogreshnostej izmeritel'nyh ustrojstv [Automatic correction of measurement devices errors]. Moscow, Publishing house of standards, 1972, 199 p.

10. Nesterov V.N., Meshchanov A.V., Muhin V.M. Sposob izmereniya komponentov slozhnyh peremeshchenij ob"ekta [Method for measuring the components of complex displacements of an object]. Patent RF, no. 2315948, 2006.

11. Nesterov V.N., Nesterov D.V., Muhin V.M. Sposob izmereniya komponentov slozhnyh peremeshchenij ob"ekta [Method for measuring the components of complex displacements of an object]. Patent RF, no. 2610425, 2015.