Устройство для экстраполяции случайных сигналов

 

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности прогнозирования случайного сигнала. Устройство содержит первый алгебраический сумматор 1, первый масштабирующий элемент 2, первый элемент запаздывания 3, второй и третий алгебраические сумматоры 4, 5, сумматор 6, второй масштабирующий элемент 7, второй элемент запаздывания 8, фильтр 9 нижних частот, вход 10, выход 11. Входной сигнал разделяется на две составляющие с не пере крыв ающи-г мися спектрами, которые экстрапо11ируются раздельно в двух каналах, каждый из которых имеет частотную характ.еристику, настроенную на минимум дисперсии ошибки прогноза. Затем прогнозы совмещаются. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (11 4 С 06 С 7/30

ОПИСЛНИК ИЗОВРКТЕНиЯ

Н А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4146070/24-24 (22) 30.09.86 (46) 15.07.88. Бюл. № 26 (72) С;Г.Рассомахин, Ю.В.Колесов и В.В.Гавриленко (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 842855, кл.. С 06 G 7/30, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1088022, кл. G 06 G 7/30, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСТРАПОЛЯЦИИ случАЙных сиГнАлОВ (57) Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике. Цель изобретения — повышение точности прогнозирования случайного сигнала. Устройство содержит первый алгебраический сумматор 1 первый масштабирующий элемент 2, первый элемент запаздывания 3, второй и третий алгебраические сумматоры 4, 5, сумматор 6, второй масштабирующий элемент

7, второй элемент запаздывания 8, фильтр 9 нижних частот, вход 10, выход 11. Входной сигнал разделяется на две составляющие с неперекрывающи-. мися спектрами, которые экстраполируются раздельно в двух каналах, каждый из которых имеет частотную характеристику, настроенную на минимум дисперсии ошибки прогноза. Затем прогнозы совмещаются. 1 з,п. ф-лы, 2 ил.

14100б7 разом.

Входной сигнал, подлежащий экстраполяции, предварительно разделяется с помощью фильтра 9 на два сигнала с непрерывающимися спектрами, причем спектр каждого из них сосредоточен в области частот, где соответствуюший канал устройства имеет минимальную 30 ошибку прогноза. После раздельной экстраполяции двух составляющих полученные прогнозы совмещаются с помощью третьего сумматора 5.

Передаточная функция первого кана- 5 ла прогнозирования равна

>и3 Ь с + > (jw)- — -- = e м ь

1+се е

-p (,ь)(i+ce где с — коэффициент передачи элемен40 та 2; — время запаздывания элемента

3, равное времени упреждения.

Первое слагаемое правой части (5) д определяет передаточную функцию идеального устройства прогнозирования, а второе слагаемое.- ошибку прогноза.

По аналогии для второго канала прогнозирования, образованного блоками б, „

7, 8 и отличающегося знаком обратной связи, можно записать

+аьГ

+ е

И (j )-е + — — — —.— (2)

2 j, cvC

1-се

Квадраты модуля частотных характеристик в торых слагаемых функций (1 ), A (ь) и A (au) определяющие дисперсию г ошибок прогноза, являются периодичесИзобретение относится к автоматике !

|и аналоговой вычислительной технике.

Пель изобретения — повышение точности прогнозирования случайного сиг нала.

На фиг.1 представлена схема уст ройства; на фиг.2 — схема фильтра нижних частот.

Устройство содержит первый алгеб- 10 раический сумматор 1, первый масшта( бирующий элемент 2, первый элемент запаздывания 3, второй и третий алгебраические сумматоры 4, 5, сумматор

6, второй масштабирующий элемент 7, 15 второй элемент запаздывания 8, фильтр

9 низких частот, вход 10, выход 11.

Фильтр 9 нижних частот содержит блок вычитания 12, дифференцирующии элемент 13, фазовращатель 14, масштаби- 20 рующий элемент 15.

Устройство работает следующим обкими по частоте с максимумами и минимумами, смещенными одна относительно других на полпериода аргумента . Минимумы функции А „(ч) соответствуют

cos w"bl0, а минимумы функции А (ю)

l расположены на частотах,где созыГ О..:

Передаточная функция фильтра 9 равна

w (j ) — — — ——

Ф

Э

1+е 1 — -.——

1+joe T где Ч вЂ” сдвиг фазы фазовращателя фильтра;

Т вЂ” постоянная времени дифференцирующего элемента фильтра, Т <- О, 1а, Ь вЂ” коэффициент передачи масштабирующего элемента фильтра.

Фаза 4 выбирается из условия минимальных фазовых искажений в полосе пропускания фильтра 9, = — «2, коэффициент передачи Ь должен удовлетворять условию ц,, (-.-)1 и 0,5.

Коэффициент с масштабирующих элементов 2 и 7 ищется из условия минимума дисперсии ошибки прогноза.

Устройство обеспечивает снижение ошибки прогнозирования примерно вдвое

1по сравнению с прототипом.

Формула и 3 о б р е т е н и я

1. Устройство для экстраполяции случайных сигналов, содержащее сумма-. тор, первый алгебраический сумматор, выход которого соединен с входом первого масштабирующего элемента, и первый элемент запаздывания, выход которого соединен с вычитающим входом первого алгебраического сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности прогнозирования случайного сигнала, устройство содержит второй и третий алгебраические сумматоры, второй элемент запаздывания, второй масштабирующий элемент и фильтр нижних частот, вход которого, являющийся входом устройства, соединен с суммирующим входом, а выход — с вычитающим входом второго алгебраического сумматора, а также с суммирующим входом первого алгебраического сумматора, выход второго алгебраического сумматора соединен с первым входом сумматора, выход ко1410067

Составитель Г.Осипов

Редактор О.Спесивых Техред А.Кравчук

Корректор В.Ъутяга

Заказ 3483/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 торого через второй масштабирующий элемент соединен с вычитающим входом третьего алгебраического сумматора и с входом второго элемента запаздывания, выход которого соединен с вторым входом сумматора, выход первого масштабирующего элемента соединен с входом первого элемента запаздывания и с суммирующим входом третьего алгебраического сумматора, выход которого является выходом устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фильтр нижних частот содержит блок вычитания, дифференцирующий элемент, фазовращатель и масштабирующий элемент, соединенные последовательно, при этом первый вход блока вычитания является входом фильтра, выход блока вычита10 ния — выходом фильтра, а выход масштабирующего элемента соединен с вторым входом блока вычитания.