Устройство для определения корреляционной функции

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ОП Ис

ИЗОБРЕТЕН И и ьвтоескомю свидетельств (6i) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 06.06.75(21) 2142140/18 Ф

l, 2

1) М. Кл.

Cj 06 Cj 7/52 с присоединением заявки №Государственный комитет ссср оо делам изобретений и открытий (23) Прйоритет

3) УДК 681,3 (088.8) Опубликовано 05.02.79,Бюллетень

Дата опубликования описания 08,0

С, Г. Звонов (72) Авто р, изобретения

Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЮЛЯ ОПРЕОЕЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ

ФУНКЦИИ

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано при исследовании и проектировании импульсных систем.

Известны способы и устройства для определения корреляционной функции выходного сигнала непрерывной и импульсной систем автоматического регулиро вания с помощью формирующих фильтров и моделей-аналогов, позволяющие онределять корреляционную функцию в уста- О новившемся режиме или,в неустановившемся режиме (1J.

Задача определения более полной статистической характеристики - коррелееционной функции выходного сигнала пос- 15 ледующей системы, характеризующей как установившийся, так и неустановившнйся режим ее работы н называемой полной корреляционной функцией, к настоящему времени решена только для непрерыв 2о ных систем, Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является

2 устройство для определения корреляцион ной функции, содержащее две цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фиксатора, блока

"задержки и блока умножения, вход фиксатора первой цепочки подключен к входу. фильтра и является первым входом устройства, вход фиксатора второй цепочки соединен с выходом фильтра, выходы блоков умножения обеих цепочек подключены соответственно к первому и второму входам блока сложения, другие входы блоков умножения первой и второй цепочек соединены с выходами фиксаторов соответственно второй и первой цепочек 121.

Однако применение этого устройства для получения полной кЬрреляцнонной функции импульсной системы невозможно, так как импульсные системы обладают существенными особенностями по сравнению с непрерывными. Это относится не только к наличию элементов, характерных лищь для импульсных систем (ключи, ИеикийййеееееееткейЕФФи е еииеии е»»": ÷ê аееиии .: кием -.меитт еи Еуе

3 . 646361 ( восстанавливающие элементй), но и, глав-. для корреляционной функции выходного . пым обраэотм, к замене оепеиирацити тинте - сигнала: грйрования ее дискретным аналогом и+е

-ЦТ,E7)iwf(n-F(T, 1О

Для получения напряжения, пропорционального полной корреляционной функции и зеавиис серго как от. времени задержки, так и от текущего времени (с момента включения системы), последнее фор- . мируют путем суммировайия результата сложения трех составляющих..

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет получения полной корреляционной функции выходного сигнала импульсной системы, что дает воэможHocib проанализировать ее поведение в переходном и установившемся режимах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительный блок умножения и усилитель, выход которого соединен с третьим входом блока сложения, выход которого являет ся выходом устройства, вход усилителя подключен к выходу дополнительного блока умножения, первый и второй входы которсп.о соединены соответственно с входом и выходом блока задержки первой цепочки, третий вход дополнительного блока умножения является вторым входом устройства„, Первая составлявшая пропорциональ( на произведению выходного напряжеуния исследуемой системы- при подаче на ее: вход ймйуильса очень MaaoN длительнос-, ти и сигнала, задержанйого после линейного преобразования дискрет м формируюшйм фильтром в соотаетситвии" с твитдом корреляционной функций вход: ного втоздействия. Вторую составляющую получают как произветденйе, задержанного сигнала с вйхода системы и йЫаидеержаинного выходного сигййа дискретного формирующего фильтра.

Третья соиставляюштая пропорциональна тфотиэвеедеяию диСперсии входного си1

:нала, задержанного: и незадержанного сигналов с выхода системы.

Принцип ойределения полной корре.ляционной функции К fP Т; Ц Т; Я Т) выходного сигнала импульсной еистемы основан -на вйчислении однократной суммы, к которой может быть сведено общее выражение Кц(пТ ВТ, 6 Т .

- И!Т,Ee)j, 15

rae VU(flV,CT)- весовая функция исследуемой системы;

"ив и "Фр)="- еу(.(й- )р,е р)ии (ит o)

20 ... КО . ф где W3 — весовая функция эквивалентной системы, образованной исследуемой системой и дискретным формирующим фильтром; те ти (и pI- иеиоиаи функйии йискретиого формирующего фильтра;

К„(О)=Ц,- начальное значение корреляционной функции входного сигнала (дисперсия); P - период замыкания ключа исследуемой системы; (, щ 0,1,2,...;

В-п т

И %ю(и . YO ); (Т щ Т .- дискретные моменты времени;

3 Т - время задержки;

М T - время, истекшее с моМента включения "системы;

0 6 й1 - параметр смешения.

На чер реже приведена блок-схема предложенного устройства, Устройотво содержит исследуемую систему (или ее модель) 1, фильтр 2.> фиксатбрй 3 и 4, блоки 8 и 6 задержки,: первый и второй блоки умножения

7,.8 и дополнительный блок умножения

9, усилитель 10, блок сложения ll, 50 сумъФ втор 1 2 е Дискретный формирующий фильтр2 и исследуемтая система 1 образуют эквиваленФнуюе- систему с передаточной функциейЮ@5Т, 6 T) . Включение дискретно55: го формируюшего фильтра 2 после исследуемой системы 1 возможно, так как

m пеараметриы йостоянны. Фиксаторы

3 и 4 к левого порядка являются восста навливаюшими элементами. 646351

На вход исследуемой системы 1 в момент времени Т = 0 подается сигнал в виде решетчатой 6 - функции

1 при Т=О;

0 при д Т Ф Q представляющий собой импульс одиноч ной амплитуды и бесконечно малой длительности. Практически такой сигнал заменяют импульсом одиночной амплиту а ды и очень малой длительности по сравнению с периодом Т замыкания ключа.

Ьыражениемдля Й - функции описывается корреляционная функция дискретНого белого шума. На выходе системы

1 и фильтра 2 получают, соответственно, весовые функции Мl(пТ, E Т) и

W (n Т, б Т) .

После прохождения сигналов, соот вет твуюших этим функциям через а блоки 5 и 6 задержки, имеющие одинако- вое время задержки, равное g Т, на выходах блоков 7 и 8 получают первые две составляющие, стоящие под знаком суммы в выражении для полной корреляционной функции.

Для получения третьей составляющей два входа блока 9 подключают к выходам фиксатора 4 и блока 5 задержки, а на третий подают сигнал, равный дисперсии входного воздействия. Так как третья составляющая входит под знак суммы с отрицательным знаком, то сигнал с выхода блока 9 подают на усилитель 10 с коэффициентом усиления

К=1.

Все три составляющие подают на блок сложения ll и затем на сумматор

12, На выходе сумматора 12 в виде аа ступенчатой функции получают сечение полной корреляционной функции при фиксированном значении задержки E T.

Для получения .на выходе сумматора

12 напржкеняя, пропорционального знаg$ чениям полной корреляционной функции в моменты замыкания клкча (на чертеже не показаны) системы 1, ключи системы 1 и фиксаторов 3 и 4 должны работать синхронно и синфазпо. Если

50 необходимо получить значения полной корреляционной функции между моментами замыкания ключа системой 1, то т задают фиксированное значение параметра смешения 5 Я» (i 1,2,3,...), 5S причем 0 а Я; < 1, Ключи фиксаторов

3 и 4 при зтом должны замыкаться синхронно с ключом системы 1, но не синфазно, а с запаздыванием на Я Т

При отсутствии подходтпего сумматора соответствующие результаты на выходе блЬка 11 в каждом такте измеряют (фиксируют) и затем суммируют вручну,о или с помощью UBM.

Изм эняя время задержки Р Т бт нуля до бесконечности и учитывая симмет ричность полной корреляционной фу-нкции относительно оси текущего времени К Т получают всю огибающую поверхность полной корреляционной функции. Очевидно, что при заданном (необходимо g + 1 включений модели.

При 3 = О получают дисперсию в неустановившемся режиме.

При достаточно больших значениях Й получают установившуюся корреляцион функцию.

Анализ поведения корреляционной функции как в установившемся, так и в неустановившемся режиме дает возможность качественнее решать задачи синтеза (выбора законов управл ния), что особенно важно при проектирова пш систем, инвариантиых K внешним всзмучцениям и> Вообще систем которым предъяв» ляются высокие требования по точности регулирования.

Формула изобретения

Устройство для определения корреляционной функции, содержащее две цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фиксатора, блока задержки и блока умножения, вход фиксатора первой цепочки кодкл очен к входу фильтра и является первым входом устройства, -вход фиксатора второй цепочки соединен с выходом фильтра, выходы блоков умножения ! обеих пеночек подключены соответственно к первому и второму входам блока сложения, другие входы блоков умножения первой и второй цепочек соединены с выходами фиксаторов соответственно второй и первой цепочек, о т— л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет полужния полной корреляционной функции выходного сигнала импульсной системы, в него введены дополз тельный блок умножения и усилитель, выход которого соединен с третьим входом блока сложения, выход которого является выходом устройства, вход усилителя подключен

t. I

7,::.,; " 646,351 8 к выходу дополнительного блока умно- Источники информации, принятые во жени», первый и второй входы которого внимание при экспертизе соединены соответственно с входом 1. Крутько П. Q. Статистическая дина» и выходом блока задержки первой пепоч- мика импульсных систем. М., Советс ки, третий вход дополнительного блока 5 кое радио, 1963, с. 271-279. умножения авлается вторым входом 2. Авторское свидетельство СССР устройства. ¹ 199545, кл.(j 06 С 7/52, 1966. к„

= bl

Составитель Э. Сечина

Редактор Э. Губнипка»: Техред C, Мигай КорректорЕ. Папп

Заказ 114/40 Тираж 779. Подписное

ЙНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж-З8, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4