Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины



Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины
Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины

 

H03K3/00 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2541904:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ГОСУДАРСТВЕННОЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО "РАДУГА" ИМЕНИ А.Я. БЕРЕЗНЯКА" (RU)

Изобретение относится к способам создания широкополосных случайных сигналов с заданными собственными спектральными плотностями мощности при испытаниях аппаратуры на вибростойкость к воздействиям случайной вибрации. Техническим результатом является повышение быстродействия преобразования с быстрой петлей коррекции. В способе генерируют непрерывный случайный процесс произвольной и заданной длины с использованием дискретных цифровых преобразований для управления несколькими вибростендами при их испытаниях с использованием циклически меняющихся буферов для доступа к памяти DMA. 6 ил.

 

Изобретение относится к способам создания широкополосных случайной процессов с заданными собственными спектральными плотностями мощности и может быть использовано в приборостроении, машиностроении, вычислительной технике для создания, в частности, многоканальных автоматических систем, в испытаниях на вибростойкость к воздействиям случайной вибрации и т.д.

Генерация во временной области случайного сигнала x(t), имеющего нормальный закон распределения амплитуд, производится по известному алгоритму («Автоматическое управление вибрационными испытаниями», Библиотека по автоматике, вып. 579, М., Энергия, 1978 г.) путем формирования во временной области на основе заданного спектра амплитуд последовательности (временного блока a 1) вещественных чисел a 1i (i=0, 1, …, N-1) в форме разложения Райса-Пирсона с шагом дискретизации Δt [сек] и преобразования полученной последовательности в непрерывный во времени случайный сигнал длиной TБ=N·Δt=1/Δf [сек], обратно пропорциональной шагу квантования спектра амплитуд сигнала по частоте Δf.

Все названные признаки присутствуют в предлагаемом способе. Как правило, при виброиспытаниях реальных объектов требуется реализация случайных процессов значительной длины, что создает проблемы с управлением в реальном времени с быстрой петлей коррекции.

Предлагаемым изобретением решается задача генерирования непрерывного случайного процесса произвольной заданной длины легко реализуемым на стандартном однопроцессорном компьютере методом дискретных цифровых преобразований, не требующим большого объема вычислений, времени и памяти, что существенно при создании систем управления в реальном времени с быстрой петлей коррекции, например, для управления несколькими вибростендами при испытаниях.

Предлагается способ формирования непрерывного случайного процесса произвольной длины путем цифровой генерации во временной области на основе заданного спектра амплитуд сигнала последовательностей вещественных чисел a ri (i=1, 2, …; i=0, 1, …, N-1) в форме разложения Райса-Пирсона с шагом дискретизации Δt [сек] (временных блоков a r, длиной TБ=NΔt); построения косинусоидального окна Ханна на длине THANN=(4·n-3) точек (n<<N, например, n=N/10):

;

формирования случайного процесса из последовательности следующих друг за другом временных блоков a r (r=1, 2, …), состыкованным по последним a r,N-1 и первым a r+1.0 точкам блоков a r и a r+1 соответственно по следующему алгоритму: в конце блока a r (r=1, 2, …) и в начале следующего блока a r+1 выделяют последовательности точек, длиной n, к концу блока a r добавляют (n-1) точек, симметричных последним n точкам блока a r, умноженным на вторую половину окна Ханна, к началу блока a r+1 добавляют (n-1) точек, симметричных первым n точкам блока a r+1, умноженным на левую половину окна Ханна, полученные в блоках a r и a r+1 последовательности складывают для получения суммарной последовательности, производят замену последовательностей точек блоков так, что последние n точек блока a r заменяют первыми n точками суммарной последовательности, первые n точек следующего блока a r+1 заменяют последними n точками суммарной последовательности; создания для формирования на выходе из системы управления из отдельных следующих друг за другом блоков a r непрерывного случайного сигнала цифрового механизма "ping-pong": в памяти компьютера организуют два буфера длиной N, в один из которых заносят сгенерированный блок данных a r, который затем контроллером прямого доступа к памяти (DMA) без участия центрального процессора передается в память цифроаналогового преобразователя (ЦАП). За время выдачи первого блока a r на выход ЦАП центральный процессор генерирует следующий блок данных a r+1, осуществляет стыковку его начала с концом предыдущего a r и переносит во второй буфер, который, в свою очередь, будет передан в ЦАП через DMA-канал. Затем буфера автоматически циклически меняются местами, и на выходе ЦАП генерируется непрерывный во времени случайный сигнал произвольной длины.

Отличительным признаком предлагаемого способа является:

построение косинусоидального окна Ханна на длине THANN=(4·n-3) точек (n<<N):

;

формирование случайного процесса из последовательности следующих друг за другом временных блоков a r (r=1, 2, …), состыкованным по последним a r,N-1 и первым a r+1.0 точкам блоков a r и a r+1 соответственно по следующему алгоритму: в конце блока a r (r=1, 2, …) и в начале следующего блока a r+1 выделяют последовательности точек, длиной n, к концу блока a r добавляют (n-1) точек, симметричных последним n точкам блока a r, умноженным на вторую половину окна Ханна, к началу блока a r+1 добавляют (n-1) точек, симметричных первым n точкам блока a r+1, умноженным на левую половину окна Ханна, полученные в блоках a r и a r+1 последовательности складывают для получения суммарной последовательности, производят замену последовательностей точек блоков так, что последние n точек блока a r заменяют первыми n точками суммарной последовательности, первые n точек следующего блока a r+1 заменяют последними n точками суммарной последовательности; создание для формирования на выходе из системы управления из отдельных следующих друг за другом блоков a r непрерывного случайного сигнала цифрового механизма "ping-pong": в памяти компьютера организуют два буфера длиной N, в один из которых заносят сгенерированный блок данных a r, который затем контроллером прямого доступа к памяти (DMA) без участия центрального процессора передается в память цифроаналогового преобразователя (ЦАП). За время выдачи первого блока a r на выход ЦАП центральный процессор генерирует следующий блок данных a r+1, осуществляет стыковку его начала с концом предыдущего a r и переносит во второй буфер, который, в свою очередь, будет передан в ЦАП через DMA-канал. Затем буферы автоматически циклически меняются местами, и на выходе ЦАП генерируется непрерывный во времени случайный сигнал произвольной длины.

Благодаря наличию указанного отличительного признака в совокупности с известными приобретается возможность формирования непрерывных случайных процессов x(t) заданной произвольной длины.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации решений, содержащих аналогичные признаки, не обнаружено.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что предложенный способ неизвестен на уровне техники и, следовательно, соответствует критерию «патентоспособности».

Предложенный способ может найти применение везде, где возникает необходимость в непрерывных случайных процессах произвольной длины, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Промышленная применимость».

Способ реализуется следующим образом. В конце блока a r (для примера взято r=1) и в начале следующего a r+1 выделяют последовательности длиной n точек (как правило, значение n является незначительным по отношению ко всей длине блока N точек, например, в данном примере n=N/10=10), на которых строится алгоритм стыковки фаз (Фиг.1) На длине THANN=(4·n-3) точек вычисляют косинусоидальное окно Ханна (Фиг.2):

.

К концу блока a r,N-1 добавляют (n-1) точек, симметричных последним n точкам блока: a 1,N= a 1,N-2, …, a 1,N+n-2=a 1,N-n. Умножают полученную последовательность на вторую половину окна Ханна (Фиг.3). К концу последующего блока a r+1 (точке a 2,0) добавляют (n-1) точек, симметричных первым n точкам блока: a 2,-1=a 2,1, …, a 2,1-n=a 2,n-1. Умножают полученную последовательность на первую половину окна Ханна (Фиг.4). Преобразованные последовательности (Фиг.3 и 4) складывают в суммарную последовательность (Фиг.5). Точками суммарной последовательности заменяют точки исходных блоков точек блоков a r и a r+1 так, что последние n точек блока a r заменяют первыми n точками суммарной последовательности, а первые n точек следующего блока a r+1 заменяют последними n точками суммарной последовательности (Фиг.6).

Способ цифровой генерации непрерывного случайного процесса произвольной длины, включающий цифровую генерацию во временной области на основе заданного спектра амплитуд сигнала последовательностей вещественных чисел ari (r=1, 2, …; i=0, 1, …, N-1) в форме разложения Райса-Пирсона с шагом дискретизации Δt [сек] временных блоков ar, длиной TБ=NΔt, отличающийся тем, что включает построение на длине THANN=(4·n-3) точек (n<<N) косинусоидального окна Ханна:
;
формирование случайного процесса из последовательности следующих друг за другом временных блоков ar (r=1, 2, …), состыкованным по последним ar,N-1 и первым ar+1.0 точкам блоков ar и ar+1 соответственно, по следующему алгоритму: в конце блока ar (r=1, 2, …) и в начале следующего блока ar+1 выделяют последовательности точек, длиной n, к концу блока ar добавляют (n-1) точек, симметричных последним n точкам блока ar, умноженным на вторую половину окна Ханна, к началу блока ar+1 добавляют (n-1) точек, симметричных первым n точкам блока ar+1, умноженным на левую половину окна Ханна, полученные в блоках ar и ar+1 последовательности складывают для получения суммарной последовательности, производят замену последовательностей точек блоков так, что последние n точек блока ar заменяют первыми n точками суммарной последовательности, первые n точек следующего блока ar+1 заменяют последними n точками суммарной последовательности; создание для формирования на выходе из системы управления из отдельных следующих друг за другом блоков ar непрерывного случайного сигнала цифрового механизма, для чего в памяти компьютера организуют два буфера длиной N, в один из которых заносят сгенерированный блок данных ar, который затем контроллером прямого доступа к памяти (DMA) без участия центрального процессора передается в память цифроаналогового преобразователя (ЦАП), за время выдачи первого блока ar на выход ЦАП центральный процессор генерирует следующий блок данных ar+1, осуществляет стыковку его начала с концом предыдущего ar и переносит во второй буфер, который, в свою очередь, будет передан в ЦАП через DMA-канал, затем буферы автоматически циклически меняются местами, и на выходе ЦАП генерируется непрерывный во времени случайный сигнал произвольной длины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области создания устройств для генерирования широкополосных случайных стационарных процессов с заданными собственными и взаимными спектральными плотностями мощности.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в элементах управления микропроцессорных КМОП микросхемах и элементах считывания запоминающих устройств.

Способ подбора профиля высоковольтных кольцевых экранов относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в генераторах высоковольтных импульсов и ускорителях заряженных частиц при подборе профиля закругления острых торцевых кромок проводников сильноточных формирующих линий.

Изобретение относится к системам с кодовым разделением каналов или с использованием сигналов с расширенным спектром. Технический результат - обнаружение сигналов более сложных и помехоустойчивых, нежели сигналы Баркера.

Изобретение относится к системам с кодовым разделением каналов или с использованием сигналов с расширенным спектром. Технический результат - получение новых более сложных, нежели сигналы Баркера, сигналов, обладающих значительно большей помехоустойчивостью.

Изобретение относится к импульсной технике. Техническим результатом является возможность зарядки емкостного накопителя от нестабилизированного источника питания до уровня напряжения, превышающего напряжение источника питания, а также возможность изменения уровня напряжения, до которого можно зарядить накопитель, в каждом цикле его зарядки-разрядки вне зависимости от начальных условий.

Устройство относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в ускорителях заряженных частиц и устройствах для формирования сильноточных импульсов.

Изобретение относится к области траления морских акваторий и может быть использовано для вывода из строя противодесантных мин и подводных роботов-разведчиков, имеющих неконтактные гидроакустические и магнитные датчики цели и ориентации в прибрежной зоне.

Изобретение относится к устройству для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания, предпочтительно для контроля качества мощных трансформаторов. Сущность: в устройстве для компонентов высоковольтной импульсной системы испытания, содержащей генератор импульсов и вспомогательные компоненты, а именно ограничительный разрядный промежуток (2), делитель (3) напряжения и компенсатор (4) перенапряжений, по меньшей мере два из вспомогательных компонентов установлены на общей основной раме с одним единственным головным электродом (11) для вспомогательных компонентов.

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики и может использоваться в различных цифровых структурах и системах автоматического управления, передачи информации.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам с постоянными магнитами. Технический результат состоит в повышении к.п.д. Магнитоэлектрическая машина содержит статор, выполненный по крайней мере из двух «П»-образных шихтованных магнитопроводов, образующих внутреннюю прямоугольную полость, на которых размещены обмотки, выходы которых закреплены на одном из магнитопроводов и направлены к выпрямителю. На другом магнитопроводе выполнен зазор для размещения в ней системы управления. Система управления представляет собой замкнутый шихтованный магнитопровод, расположенный перпендикулярно статору в прорези «П»-образного магнитопровода, на котором расположены по крайней мере две обмотки, одна из которых подключена к стандартному источнику постоянного тока, а другая - к источнику переменного тока. 4 ил.

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к бистабильным схемам с использованием в качестве активных элементов полевых транзисторов с внутренней положительной обратной связью, и может быть использовано в устройствах интерфейса ввода-вывода данных. Техническим результатом является создание более простого двухступенчатого ММ-триггера типа D с регулярной структурой за счет исключения общей обратной связи и организации локальных обратных связей в пределах каждой защелки ступеней триггера. Устройство содержит инверторы, комплементарные ключи, однотранзисторные ключи. 4 ил.

Изобретение относится к импульсной электронике и может использоваться в прецизионных время-импульсных преобразователях и генераторах сигналов двухтактного интегрирования. Технический результат заключается в увеличении крутизны фронтов выходных импульсов и повышении температурной стабильности пороговых напряжений. Устройство содержит первый и второй аналоговые коммутаторы и операционный усилитель. Второй аналоговый коммутатор имеет нормально замкнутый ключ, размыкающий контакт, последовательно соединенный с резистором цепи положительной обратной связи операционного усилителя, вход и выход дифференцирующей RC-цепочки подключены соответственно к выходу и входу операционного усилителя и управляющему входу второго аналогового коммутатора. 2 ил.

Изобретение относится к мощной импульсной энергетике, к устройствам для генерации мощных импульсов тока и может использоваться в источниках микроволнового излучения, лазерах, генераторах нейтронов. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности управления длительностью каждого импульса в формируемой конечной последовательности импульсов тока и управления длительностью интервала времени между каждой парой следующих друг за другом импульсов в серии. Генератор импульсов на индуктивном накопителе энергии с трансформаторной связью содержит омическую нагрузку, источник питания, замыкатель, двухобмоточный индуктивный накопитель энергии, вакуумный контактор, дополнительный накопитель энергии, переключатель полярности дополнительного накопителя энергии, блок коррекции напряжения зарядки дополнительного накопителя энергии, который выполнен в виде искусственной длинной линии (ИДЛ) из N, где N≥10, последовательно включенных идентичных Г-образных LC-звеньев, а омическая нагрузка подключена ко второй обмотке двухобмоточного индуктивного накопителя энергии с обеспечением возможности замены ее по окончанию каждого импульса в генерируемой серии импульсов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнической и автомобильной промышленностях. Технический результат - обеспечение регулирования параметров выходного импульсного сигнала: скважности, частоты следования импульсов или длительности импульсов внешними сигналами. Мультивибратор содержит два транзистора, два коллекторных резистора, два переходных конденсатора, каждый из которых соединен с коллектором одного и с базой другого транзистора, при этом мультивибратор дополнительно снабжен двумя транзисторами, двумя коллекторными резисторами и двумя резисторами питания баз дополнительных транзисторов, дополнительные транзисторы соединены эмиттерами к базам соответствующих основных транзисторов, а базами и коллекторами соответственно через резисторы питания баз и коллекторные резисторы - с источником питания. 1 ил

Изобретение относится к средствам систем энергоснабжения установок для исследований в различных областях физики высоких плотностей энергии. Технический результат заключается в уменьшении разброса времени срабатывания модулей мультитераваттного генератора. В устройстве система формирования высоковольтных импульсов модуля выполнена на основе двойной ступенчатой формирующей линии (ДСФЛ), а предымпульсный коммутатор состоит из управляемых разрядников, срабатывающих на спаде первой положительной полуволны напряжения, формируемого ДСФЛ, причем внутренний заземленный электрод двойной ступенчатой формирующей линии образует приосевую полость, в которой проложены пусковые кабели для запуска разрядников предымпульсного коммутатора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам заряда емкостных накопителей электрической энергии, широко используемых в импульсной технике, и может быть использовано для «медленного» заряда конденсатора емкостного накопителя электрической энергии от источника тока ограниченной мощности. Технический результат заключается в повышении КПД и сокращении времени заряда накопительного конденсатора. Устройство содержит источник постоянного напряжения и трансформатор тока, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к первому электроду накопительного конденсатора, а второй электрод накопительного конденсатора подключен ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора, в эмиттер управляемого ключа включен датчик тока, выход которого подключен к входу компаратора, а выход компаратора - к входу генератора импульсов, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, а второй вход генератора импульсов подключен к выходу компаратора напряжения, выход которого подключен к датчику тока во вторичной обмотке трансформатора. 2 ил.

Изобретение относится к газоразрядной технике, в частности к схемам генераторов высоковольтных импульсов с газоразрядным коммутатором тока и индуктивным накопителем энергии, и может быть использовано при создании генераторов высоковольтных импульсов со стабильными параметрами. Технический результат - стабилизация параметров генерируемых импульсов: амплитуды тока, амплитуды напряжения на нагрузке и длительности переднего фронта импульса напряжения. Предлагаемое изобретение отличается тем, что в схеме включения газоразрядного коммутирующего прибора, содержащей индуктивный накопитель энергии, газоразрядный прерыватель тока, схему управления, датчик контроля температуры, усилитель и регулятор напряжения, введена отрицательная обратная связь по напряжению накала водородного генератора газоразрядного коммутирующего прибора. 4 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение потерь электрической энергии. Согласование трехфазной трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой достигается в результате выполнения определенных условий, которые посезонно могут изменяться в результате изменения первичных параметров трехфазной трехпроводной линии электропередачи, определяемых с учетом величины стрелы провеса каждого провода этой линии электропередачи. Посезонное изменение стрелы провеса каждого провода измеряется при помощи дальномеров. Согласование заключается в сопоставлении действительного и эталонного сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку. Исходные данные о напряжениях и токах в линии получают через устройства сопряжения или датчики, выполненные в виде трансформаторов напряжения и тока, спектроанализаторов, делителей напряжения или шунтов переменного тока. В результате обработки исходных данных в процессоре формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов, автоматизированные технологические комплексы, накопители электроэнергии, источники активной мощности, такие как маломощные гидроэлектростанции или электростанции других типов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области управления транзистором и может использоваться в автоматике, телемеханике, робототехнике. Достигаемый технический результат - обеспечение надежной изоляции между управляющей и управляемой цепью. Трансформаторный способ управления транзистором характеризуется тем, что выходная силовая управляемая цепь транзистора гальванически развязывается по базе с управляющей слаботочной цепью трансформаторной связью вторичной обмоткой трансформатора, который может содержать или не содержать сердечник, при этом управляющая цепь имеет качер в качестве первичной обмотки трансформатора, который может иметь не зависимый от управляемой цепи источник питания. 2 ил.
Наверх