Вптб

 

385280

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 20.V.1971 (№ 1658248/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 29.Ч.1973. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 24,V1.1974

М. Кл. 6 06f 15/34

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 68!.332:519.2 (088.8) Авторы изобретения

Н. П. Вашкевич, Г. М. Голованов и В. П. Умнов

ВПТБ епЧ " ""pTM

Пензенский политехнический институт

Заявитель

YCTPOACTBO ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВЕРОЯТНОСТНЪ|Х

ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к цифровой измерительной .и вычислительной технике и найдет применение в системах оперативного статистического анализа,нестационарных и стационарных случайных процессов, а также в системах стабилизации и управления процессами.

Известно цифровое устройство контроля характеристик, в котором вьебор величины кванта,для измерения процесса производится ,изменением .коэффициента усиления предварительного усилителя дискриминатора после оценки процесса оператором.

Известно устройство контроля вероятностях характеристик, .которое содержит амплитудный дискриминатор, схему выоора оптимального кванта и вычислитель характеристик. Вьгбор оптимального кванта для .изме,рения производится в нем один,раз до начала измерения за сч|ет а ппаратурного анализа выборки случайного процесса.

Недостатком этих устройств является невозможность контроля с заданной точностью нестационарных процессов с,изменением в широком диапазоне,их текущих средних значений и среднеквадратичных отклонений.

Предложенное устройство совместно со схемой центрирования и усилителем дискриминатора с регулируемым по степенной зависимости коэф фициентом усиления К>; —— 2; позволяет с заданной точностью и постоянным значением эталонного .кванта контролировать процесс с диапазоном, изменений, не менее, чем — 0,05 < < 0.3. а (т) — т (t)—

Предложенное устройство отличается тем, что содержит две цифровые схемы сравнения дисперсий,. соединенные входами со счетчи,ком промежуточных моментов второго порядка, вход .которого подключен к первому клапану и к управляющим входам второго и третьего клапана; счетчик окончания центрирования, вход которого соединен со схемой центрирования, схему сохранения постоянства кванта,:подключенную к дешифратору, а выходом соединенную с вычислителем характеристик.

На чертеже показана блок-схема предложенного .устройства: 1 — амплитудный дис криминатор уравнений; 2 — схема центриро20 вания процесса; 3 — цифровой вычислитель характеристик; 4 — первая схемы выявления интенсивности превышений отклонений амплитуд на уровне половины эталонного напряжения; 5 — вторая схема выявления .интенсивности превышений отклонений на уровне эталонного напряжения; 6 — дешифратор квадратов (возведения в квадрат) отклонений амплитуд; 7 — накапливающий сумматор; 8— клапан окончания центрирования; 9 —,схема

30 определения окончания центрирования; 10—

385280

Io

20 клапан вычисления характеристик при малой дисперсии; 1I1 — клапан вычисления характе.ристик при оптимальном значении дисперсии;

12 — счетчик определения промежуточных моментов второго порядка; 18 — схема сравнения момента второго порядка с максимальной дисперсией; 14 — схема сравнения момента второго порядка с минимальной дисперсией; 15 — клапан суммирующего входа реверсивного счетчяка; 1б — реверсивный счетчик;

17 — дешифратор, изменения коэффициента усиления и сохранения постоянной стоимости кванта; 18 — схема сохранения постоянной стоимости кванта.

:Выход дискриминатора уровней 1 соеди.нен со схемой центрирования 2, .которая, управляя дискриминатором, совмещает ось измерения с текущим значением математическо.го Ожидания. Выход схемы центрирования связан через де шифратор квадратов б с накапливающим сумматором 7.

Выход, усилителя дискриминатора соединен со схемами 4 и 5 выявления интенсивности - превышений отклонений амплитуд (соответсженно,на уровнях 0,5 U, и U,), выполненными на основе схем сравнения,и счетчиков. Выход «больше» схемы 4 подключен к клапану 10, выход «меньше» или «равно»вЂ” к клапану 15. Выход «больше» схемы 5 подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 1б.

Выход схемы 9 соединен с одним входом клапана 8, с други м входом которого соединена цепь переносов, накапливающего сумматора 7. Выход клапана 8 подключен к входам клапанов 10 и 11 и счетчика 12 определения промежуточных моментов второго порядка.

Выход счетчика соединен со входами схем сравнения .18, 14 момента второго порядка с

;максимальной и минимальной,дисперсиеи; выход «меньше» или «равно» схемы сравнения

14 подключены на входы клапанов 10 и 15, а выход «больше» на вход клапана (I. Выход клапана 15 подсоединен к,суммирующему входу реверсивного счетчика 15, на кото рый подается цепь отри цательных переносов реверсивного счетчика широкого диапазона центрирОВания схемы центрирования 2. Выход

«меньше» или «ра вно»схемы с рав не ния(>,подключен на вход клапана (1, а выход «больше» вЂ” на вычитающий вход реверсивного счетчика 1б. Выход реверсивного счетчика 1б через дешифратор (7 соединен с усилителем дискриминатора 1 и с управляющим входом схемы сохранения постоянной стоимости кванта 18. К второму входу схемы 18 подключены выходы клапанов 10 и.((. Выход, схемы сохра нения постоянной стоимости кванта 18 соединен с цифровым вычислителем характеристик 8.

Сущность работы схемы заключается в следующем:

1. Коэффициент усиления усилителя диекриминатора 1 увеличивается IB 2 раза, а стоимость кванта,,используемого,для вычислений

8О

65 характеристик, сохраняется постоянно й,добавлением двух разрядов в счетчик схемы сохранения постоянной стоимости кванта (т. е. делением переносов из сумматора на 4), если: а) центрирование,не происходит снизу (сооытие z,), т. е. процесс по средним значениям амплитуд меньше доп устимой для контроля .величины; б) центрирование происходит и закончилось (сооытие z) .и момент второго порядка меньше или равен минимально допустимой величине (Dj-

zo / yr>r — — 1.

2. Коэффициент усиления усилителя днскриминатора уменьшается в 2 раза, а стоимость кванта сохраняется постоянной исключением двух разрядов,из счетчика схемы сохранения постоянной стоимости кванта (т. е. умножением переносов,из сумматора на 4), если: а) центрирование происходит,и закончилось (событие z) и момент второго порядка больше допустимой для контроля величины (D j (макс СООЫТИЕ ya); б) есть .интенсивные превышения уровня, равного U, (Р у ) Р"а,н ), событие х2, т. е. выполняется условие яуа V x> = 1.

3. Вычисление характеристик производится, если: а) центрирование происходит,и закончилось (событие z) и .момент второго порядка больше минимально допустимой,и мень ше или равен максимально долустимой дисперсии

D мин С? j w< D макс СОбЫТИЕ gr ° yacc

o) центрирование происходит и закончилось (сооытие z) .и момент второго порядка меньше.или равен, минимально допустимой величине (Dj-(D мин сооытие yr) и есть интенсивные превышения уровня, равного 0,5 U, (Р; > Р „„,,событие хо т, е. выполняется условие: z(у1y>V х,у,) =1.

4. Отношение D„„,, D,„= 4.

Работа устройства. Случайный процесс в виде напряжения подается на вход усилителя с изменяемым коэффициентом усиления Ку дискриминатора 1. С выхода дискриминатора результаты .измерения через схему .центрирования 2 и дешифратор квадратов б поступают .на вход накапливающего сумматора 7.

Допустим, что в,данный момент времени содержимое реверсивного счетчика 1б равно

i; выход счетчика через дешифратор 17 устана вли вает |коэффициент усиления усилителя

К, = 2; и коэффициент передачи схемы 18 сохранения стоимости кванта К, = 1/2 (величина промежуточного кванта, равна а,2").

Если процесс по средним значениям амплитуд оказался недопустимо мал для контроля, в реверсивном счетчике широкого диапазона схемы центрирования 2 при сложении произойдет отрицательное переполнение, и отрицательный перенос увеличит содержимое

385280 реверсивного счетчика 1б на единицу. К, усилителя и К, схемы сохранения стоимости яванта 18 уста новятся соответственно Л„=2 +, Д 1/22!+2

Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока средние значения амплитуд процесса станут достаточно большими.

Если окажется, что процесс по сред им значениям очень велик, схема 5 выявления интенсивности превышений уровня U, выдает сигнал Р," ) Р"„и, который уменьшит содержимое .реверсивного счетчика 16 на единицу, уменышая тем самым Ку в два раза и увеличивая К, в четыре раза. Этот процесс оудет продолжаться до тех пор, пока среднее значение амплитуд войдет в диапазон центрирован,ия.

После окончания центрирования сигналом с выхода, схемы 9 открывается клапан 8 и происходит накопление квадратов отклонений на счетчике 12, т. е. определение промежуто-iного момента второго порядка. 3начение момента сравнивается с максимальной дисперсией на схемах сравнения соответственно 18 и 14. Кроме того, одновременно производится выявление интенсивности превышений отклонений амплитуд сигналов на схемах 4 и 5, на вход которых подается сигнал f(t) . К» с выхода усилителя. Если при этом окажется, что О; (Йиии и Р, (Р „„схема сравнения 14 .и схема выявления .интенсивности 4 закрсывают клапаны 10 и 11,и открывают клапан 15, увеличивая содержимое реверсивного счетчика 1б на единицу; если же Р, > Р „., клапан

15 закрыт, открывается клапан 10,и производится вычисление характеристик. Если

1 иии (1 j 1 макс> то схемами срявнения 18 и

14 открывается клапан 11, также разрешая вычисление характеристик. И наконец, если

1 1 макс, СХЕМЯ СРЯВНЕНИЯ С МЯКСИМЯЛЬНОЙ дисперсией И уменьшает содержимое реверсивного счетчика 1б на единицу, уменьшая Ку усилителя в 2 раза и увеличивая К, схемы сохранения постоянной стоимости кванта 18 в 4 раза.

Устройство работает так, что бы при вычислении характеристик ocb èçìåðåíèÿ всегда была бы совмещена с текущим значением математического ожидания,,а текущее значение среднеквадратическото отклонения находилось бы в заданных пределах, причем при ин тенсивных превышениях отклонений амплитуд сигналов уровня, равного 0,5 U, допускаются вычисления при (t) (VD«„..

П р ед мет,из оо р е т ен и я

Устройство для контроля вероятностных характеристик случайных процессов, содержащее цифровой числитель, подключенный к амплипудному дискриминатору уровней, соединенному с первой и второй схемами выявления,интенсивностей и со схемой центрирования процесса, соединенной через деши фратор квадратов с накапливающим сумматором;

pcBppcHBHbtH счетчик, подключенный к дешифратору; клапаны, отличающееся тем, что, с целью автоматического нормирования нестационарного,случайного процесса во время .измерений, оно содержит две цифровые схемы сравнения, дисперсий, соединенные входами со счетчиком промежуточных моментов второго порядка, вход которого подключен к первому клапану и к управляющим входам второго и третьего клапанов; счетчик, окончания центрирования, вход которого соединен со схемой центрирования, а выход подключен к одному из управляющих входов первого клапана, второй вход .которого соединен с накапливающим сумматором; схему сохранения постоянства кванта, подключенную входами к дешифрато,ру,и ко второму.и третьему клапанам, а выходом соединенную с вычислителем; первая схема выявления .интенсивности соединена с пер4О вым входом реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к четвертоиу клапану, входы кото рого соединены,c одной .из цифровых схем сравнения и со второй Схемой выявления,интенсивности; подключенной к

45 управляющему входу второго клапана.

385280

Составитель В. Жовинский

Техред Е. Борисова

Редактор О. Авдеева

Корректор Г. Филатова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 638 Изд. М 647 Тираж 635 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5