Устройство для идентификации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ , содержащее генератор импупьбов , пинию задерхоси, счетчик, Н выхрt|o0- которого соединевы с первыми в рдами первой rpynnbt п блоков умножения вторые входы которых соединены с аыxoa (vt объекта идентификации, выходы 11ервой группы вз П блоков умножения :соединены с входами первого регистре SIL. 1038924 А 1CSO ft;05 В 13/02- сбединеинрго выходом с первым входом (И+1)-го блока умножения, выход кото рого соединен с первым входом второго регистра, выход генератора икгаупьсов соединен через пинию задержки с вторым входом второго регистра, о т п и ч а ю вд ее с я тем, что, с цепью повышения быстродействия, в него введены вторая группа h блоков умнсменкя, ti квадраторов , первый и второй накапливаювдие с мматоры, блок деления, первые входы П блоков умножения и входы квадраторов соединены с выходом счетчика, выходы - квадраторов соединены с входами первого накапливающего сумматора, выход которого чере блок деления соединен с вторым ш входим (И41)-го блока умножения и с kn F входом генератора импульсов, соединенного выходс«4 с входом первого регистра, выход второго регистра подключен к вторым входам второй группы И бтгоков умноисеюйя, соединённых выходами с Bto дамй накапливающего сумматора, выход которого является выходом модели.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) )а) 9,05 8 13Ю2-----., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР по делАм иэоБретений и откРцтий

1 у««7 ". Ъ

«

«. с "

М i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3430962/1 8-24 (22) 27.04.82 (46) 30.08.83. Бюл. Мю 32 . (72) В. H.Ïoïoâ, А.В, Поцелуев и И.М. Колесников (53) 62=,50 (088.8) (56) 1. Бь1пкин Я.3. Адаптация и обучение в автоматических системах. М., "Наука", 1968, с. 157 158.

2. Виленкин С.Я. Статистическая обработка результатов исследования случайных функций. М., "Энергия, 1979, с. 301-302 (прототип).. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИ

ФИКЦИИ, содержашее генератор им упь» сов, пинию задержки, счетчик, li выходов которого соединены с первыми входами первой. группь1 П блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходом обьекта идентификации, выходы курвой группы из И блоков умножение соединены с входами первого регистр, соединенного выходом с первым входом (И +1)-го блока умножения, выход кото рого соединен с первым входом второго регистра, выход генератора импульсов соединен через пинию задержки с вторым входом второго регистра, о т п и ч а. ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения быстродействия, в него введены вторая группа tl блоков умнаиения, )) квадраторов, первый и второй накаппиваккцие сумматоры, блок деления, первые входы

И блоков умножения и входы квадраторов соедииены с выходом счетчика, выходы

- квадраторов соединены с входами первого накап иваюшего сумматора, выход которого через блок деления соединен с вторым д входбм ())+1)-го блока умножения и с Е входом генератора импульсов, соединенного выхоаом с входом первого регистра, выход второго регистра подключен к С вторым входам второй группы И блоков умножениями соединенных выходами с вко

Р дами накапливающего сумматора, выход ,:которо о является выходом модели.

1 1038

Изобретение относится к автоматике и может быть испопьзовано при экспериментапьных исследованиях систем автоматического управления.

Известно устройство дпя ицентификации 5 объекта, содержащее поспедоватепьно сое- . диненные первый бпок множитепей, блок интеграторов, второй бпок множитепей, первый сумматор, .второй сумматор и блок цепения, выход которого соединен с пер- t0 выми входами первого блока множителей, вторые входы которого через поспецовательно соединенные бпок квадратов и третий сумматор соединены с вторым входом блока деления, а выхоц,: объекта иден-f5 тификации соединен с вторым входом второго сумматора Pl)

Недостаток данного устройства состоит в том, что при быстром изменении коэффициентов объекта идентификации устройст р0 во работать не может. Это связано в первую очередь с тем, что подстройка коэффициентов моцели объекта к коэффициентам радиапьного объекта осуществляется с использованием простого градиент 25 ного метода, который плохо работает при быстром изменении коэффициентов объек-. та.

Наиболее близким к предпагаемому явпяется устройство, содержащее .модепь объекта, вход которой соединен с входом .объекта и входом счетчика, П выходов которого соединено с соответствующими входами П блоков умножения и блока формирования матрицы корреляционных функций входного сигнапа. Выходы бпока формирования матрицы входного сигнапа соединены с входами блока обращения матрицы корреляционных функций входного сигнала, выход которого соединен с одними входами генератора импупьсов и

40 (ll +1)-го блока умножения, второй вход которого соединен,с выходом первого регистра, П входов которого соединены с П выходами И блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходом

45 объекта. Выход (и +1)-го бпока умножения соединен с входом второго регистра, И выходов которого соединены с И переменными коэффициентами модели, Выход генератора импупьсов связан с управляющими входами бпока обращения, первого регистра и через пинию задержки с входом второго регистра (2J .

Недостатком известного устройства явпяется большое чиспо операций по вычислению оптимальной весовой функции реапьного объекта (формирование корре924 2 ляционной матрицы входного сигнапа, обращение этой матрицы), а следовательно, большое время, затрачиваемое на попучение весового вектора. Кроме того, устройство не может работать, если матрица коррепяционных функций входного сигнапа вырождена. Эта ситуация возникает в том случае, когда на вход устройства поступают единичные реализации спучайных процессов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цепь достигается тем, что устройство цпя идентификации, содерI, жашее генератор импульсов, пинию задержки, счетчик, 1l выходов которого соединены с первыми вхоцами первой группы и блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходом объекта идентификации, выходы первой группы иэ

П блоков умножения соединены с входами первого регистра,.соединенного выхо дом с первым входом (П +1)-ro блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго регистра, выход генератора импульсов соединен через линию задержки с вторым вхоцом второго регистра, дополнитепьно содержит вторую группу П б псков умножения, П квацраторов, первый и второй накапливающие . сумматоры, блок депения, первые входы блоков умножения и вхоцы квадраторов соединены с выходом счетчика, выхоцы. квадраторов соединены с входами первого накапливающего сумматора, выход которого через бпок депения соединен с вторым входом (П+1)-ro блока умножения и с входом генератора импупьсов, соединенного выходом с входом первого регистра, выход второго регистра подключен к вторым входам второй группы tl блоков умножения, соединенных выходами с входами второго накапливающего сумматора, выход которого является выходом модепи.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для идентификации содержит счетчик 1, вход которого соединен с входом объекта идентификации, а 1l выходов - с входами первой группы П . блоков 2 умножения, второй группы П блоков 3 умножения квадраторов 4. Вторые входы первой группы l1 блоков 2 умножения соединены с выходом объекта, а выходы — с соответствующими входами первого регистра 5. Выход первого регистра 5 соединен с первым входом (П+1)-го бпока 6 умножения. Выходы где В (1 ) - вектор весовых функций объекта; x (ll=(X(jl »1(j ll матрица корреляционных функций вхоцногоснгнала; Рк ®= х® g j ) I - вектор взаимно корреляционных функций входного и выходного сигналов объекта.

Поскопьку эксперименты единичны, матрица Ф„ (1 ) имеет следующий .вид Р ()=«®Х ®7 Ю

3 1038

11.квадраторов 4 соецинены с входами первого накаппивающего сумматора 7, выход которого через блок 8 депеши соецинен с вторым входом (11 +1)-го блока 6 умножения и входом генератора

9 импульсов. Выход (tl +l)-го бпока 6 умножения соединен с входом второго регистра 10, 11 выходов которого соединены с вторыми входами второй группы

11 бпоков 3 умножения, выходы которых 10 соединены с входами второго накапливающего сумматора 11, Выход генератора

9 импульсов соединен с (Я +1)-м входом первого регистра 5 и через пинию 12 задержки с вторым входом второго регис-15 тра 10.

Устройство работает спедующим образом.

Выборки входного сигнапа в двоичном коде поступают на вход счетчика 1, где 20 запоминается 11 таких выборок. Сиг напы с и выходов счетчика 1 поступают на оба входа 11 квадраторов 4-, первые входы

71ервоф и второй групп 11 блоков 2 и 3 умножения. На вторые входы ll блоков 2 25 умножения поступает выходной сигнал объекта. В результате на выходах l1 блоков

2 умножения формируюгся компоненты вектора-.столбца 9» () ) взаимно коррепя ционной функции входного и выходного сигнапов объекта. Эти компоненты запоминаются в первом регистре 5. Сигнапы с выходов 11 квадраторов 4 поступают на вход первого накапливающего сумматора 7, с выхода которого сигнал, проn порционапьный величине,с . х . где

1=1 17

11 - память счетчика, поступает на блок

8 деления, на. выходе которого формируи ется сигнап (/.X х . Этот сигнал по- 40

1:1 ступает на один вход (11,+1)-ro блока

6 умножения и вход генератора 9 импульсов, который запускается. Импупьсы с выхода генератора 9 импульсов посту- 4 пают на вход линии 12 задержки и вход ,первого регистра 5. Происходит последо вательное вытеснение компонент вектора

Ц » в (11+1)-й блок 6 умножения и

I,п умножение их на величину "/Л- Х1 . Сиг- 50

1=1 напы с выхода блока 6 умножеНия записываются цоспедоватепьно во второй регистр 10, где вытесняют старые значения вектора весовых коэффициентов, Сигнал с выхода пинии 12 задержки поступает 55 на вход второго регистра 10 дпя считывания весовых коэффициентов. Эти значения

;поступают затем на вторые входы второй

924 4 группы l1 бпоков 3 умножения, с выходов которых сигнапы поступают на входы накапливающего сумматора 11, на выходе которого формируется выходной сигнап подстраиваемой модепи.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного. В известном устройстве дпя ицентификации весовых коэффициентов объекта необходимо решать уравнение Винера-Хопфа. Это решение связано с необходимостью обращать мат риду коррепяционных функций входного сигнала, которая в случае единичных экспериментов вырождена. Дпя того, чтобы обойти возникающую трудность, в прецпагаемом устройстве реапизован ме° тод прямого решения уравнения ВинераХопфа с псевдообращением вырожденной матрицы корреляционных функций входного сигнапа. Уравнение Винера-Хопфа имеет вид где Х (j ) - входной сигнал объекта;

Т - операция транспонирования. ,Черточка под прописной буквой обозначает вектор.

В этом случае обратной матрицы дпя матрицы +x x (1 ) не существует. Поэтому предлагается искать псевдообратную мат- рину дпя матрицы 1 хк (j ) в вице и л . 2

СР,x=<> ®I х.(Hl, (g) где 4 г - след матрицы Ь" У„„®=ixT(j) s(j); (+) - операция псевдообращения.

Выражение (3) нетрудно проверить по формулам, характеризующим псевдообратные магрицы. Подставпяя (3) в (1) и зная, что л „Ж= ® (1) И л P»(>) =«х ® (), S 1бй8924 6 нетрудно яолучнть выражение дпя вектора та в предлагаемом устройстве реализует, еесоаах коеффициентов . ся проще по сравнению с известным. Рас д Х() Х (g) X())y()3 )((g) y(s) четы показывают, что на вьпвпнение всех (п =пчч7;Р- i (о — .(1 -h, 5 мени в десять и более раз меньше, чем

«ф„ц /4>q (1 на одно только обращение матрилы кор . Ив вмрпноннн 4) водно, что опвпоннв possssosssts Фуннпнй, но Попер, so мото ахождениа весовых коэффициентов обьек- ду Гревнля.

w(j

Составитель B. Кузин

Редактор М. Рачкулинвл Техфед А. Ач Корректор Ю Макаренко

Заказ 6229/84 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303Р, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4