Многоканальный ортогональныйфильтр для статистической идентифи-кации

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Социвлистическин . Республик iii832566

4

-l. (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заивлеио 23.07. 79 (21) 2799847/18-24 (s3)N. Кл. с присоединением заявки J4—G 06 6 7/52

ВаударетаенныН квинтет

СССР не делам наобретеннй н атнрытнй (23) П риоритет

Опубликоваио 23. 05. 81 Бнтллетеиь Jg 19 () Л (681 ° 333 (088.8) Дата опубликования описаиия 23 .05 81 (72) Авторы изобретения

/ .

И. И. Волков и А. С. Агеев

l у

t

/ "-. - - :;;-, " /

i т*

Куйбышевский политехнический институт„. им. В,В.Куйбышева с ь (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ОРТОГОНАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР

ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Изобретение относится к средствам экспериментального статистического анн лиза стационарных эргодических случайных процессов и может быть использовано для статистической идентификации динамических обьектов в процессе нормальной эксплуатации.

Известен ортогональный фильтр„ содержащий звенья блока уменьшения и блок усреднения (1). то

Недостаток фильтра — ограниченная область применения.

Известен ортогональный фильтр для статистической идентификации,m+1-ый канай которого состоит из тт1идентичных

15 групп блоков, в каждую из которых входит блок усреднения, масштабный блок, второй блок умножения, первый блок умножения, выход которого подключен через блок усреднения и масштабный блок по второму входу второго блока умножения, первые входы первого и второго блоков умножения подключены к одному из входов канала, а выход второго блока умножения каждой иэ групп подключен к ннвертирующим входам блока вычитания, неинвертирующий вход которого является одним из входов канала, а выход подключен ко входу норматора и к первому входу первого блока умножения в каждой группе-(2) .

Недостатком этого устройства является даже при небольшом числе наличие большого числа сложных функциональных блоков, таких как блоки умножения, блоки усреднения.

Цель изобретения — упрощение

Фильтра, т.е. при любом значении ттт сохранение только двух.идентичных групп блоков.

Поставленная цель достигается. тем, что в ортогональный фетльтр для статистической идентификации,(в+1)-ый канал .которого содержит четыре блока умножения, первые входы первого и второго блоков умножения обьединены и подключены к выходу первого бло-.

3 832566 4 ка вычитания, второй вход первого блока умножения объединен с первым входом третьего блока умножения и соединен с выходом блока нормирова" ния е-го канала фильтра, второй вход второго блока умножения и нервый вход четвертого блока умножеиия объединены и соединены с выходом блока нормирования (И -17-го канала фильтра, выходы первого и 10 второго блока умиожения соединены еаответстеенио через первый и второй блоки усреднения со входами соответствующих масштабных блоков, выход второго масштабного блока сое-

У!п1 (п1+! tnH е (е-6)H (2) S0

На чертеже представлена блок-схема устройства. (m+!)-ый канал фильтра содержит первую группу блоков, в которую входит блок 1 умножения, блок 2 усреднения, масштабный блок 3, второй блок 4 вычитания, блок 5 умножения, выход блока 1 умножения . через блок

2 усреднения и масштабный блок

3 подключен к инвертируияцему входу второго блока 4 вычитания, неинвертирующий вход подключен к первому входу канала, а выход — ко второму входу блока 5 умножения, первые входи блока .1 умножения и блока 5 умножения подключены ко второму входу канала: вторую группу блоков,в которую, входят блок б умножения, блок

7 усреднения, масштабный блок 8, блок 9 усреднения, выход блока 6 умножения подключен через блок 7 усреднения и масштабный блок 8 ко второму. входу блока 9 умножения, первые входы блока б умножения и блока 9 умножения подключены к третье» му входу канала, а выл(од блока 9 умножения подключен к инвертирующему входу второго блока 10 вычитания, K неинвертирующему входу подключен вход блока 5 умножения, а выход подключен ко входу блока 11 нормирования и ко вторым входам первых блоков 1 и 6 умножения.

Ортогональный Фильтр работает следующим образом.

На неинвертирувлций вход второго блока 4 вычитания поступает сигнал .

Х, а на инвертирующий вход сигнал

Д„ „, выходной сигнал которого перемножается с сигналом,Р м, поступающего с н- го канала фильтра. Одновременно с этим сигнал с выхода масштабного блока 8 „перемножается блоком 9 с сигналом поступающего с (ю -1)-го канала фильтра. Из сигнала (y С . 1) вычитается блоком 10 сигнал Ъ У(щ пн 1 на выходе которого будет сигнал который будучи пронормированным блоком 11, является выходным сигналом (m + l )-го канала фильтра. Сигнал (1) одновременно поступает на вторые входы блоков 1 и 6 умножения,на первые входы которых поступают сигналыЯ иЯ(, 1м соответственно с выхода блоков 1 и 6 умножения через соответствующие блоки усреднения.

Сигналы Я (Я „+1 Р „„ 1 и

Я Ц д j (q) H $ поступают на .соответствующие входы масштабных блоков 4 и 9. При этом масштабные блоки 4 и 9 :ырабатывают оответственно сигналы с(,„, 1и Рп такой величины, чтобы иа выходах соответствующих блоков 3 и 8.усреднения выполнялись равенства где Р - реальный оператор усредне-. ния. Если входной сигнал х есть функ ция времени, то усреднение производится но времени. .При этом сигнал (1) ортогонален со всеми сигналами с предыдущих каналов, начиная с первого. Это утвержде ние справедливо лишь в том случае, если сигналы У,;н (1 "О,,иф) с предыдущих каналов являются уже ортого5 832566 нальными и нормированными (индекс Н означает. нормированный)., Тогда усло" вия (2) и (3) являются проверкой условия ортогональности сигналами„„ со всеми предыдущими. 5

При этом, подставляя (1) в (2) и(3) и учитывая ортогональность предыдущих сигналов, получим

Многоканальный ортогональный фильтр цля статистической идентификации, щ+ Й -ый канал которого содержит четыре блока умножения, первые входы первого и второго блоков умножения объединены и подключены к выходу первого блока вычитания, второй

10 вход первого блока умножения объединен с первым входом третьего блока умножения и соединен с выходом блока нормирования П1-ro канала. фильтра, второй вход второго блока умножения

15 и первый вход четвертого блока умножения соединены с выходом блока нормирования (Итт!)-го канала фильтра, .выходы первого и второго блоков умножения соединены соответственно через первый и второй блоки усреднения со âõî.: ами соответствующих масштабных блоков, выход второго масштабного, блока соединен со вторым входом четвертого блока умножения, выход которого соединен с инвертирующим входом первого блока вычитания,,выход которого ко входу блока нормирования, отличающийся тем, что, с целью упрощения фильтра, в каждый канал фильтра введен второй блок вычитания, неинвертирующий вход которого является информационным входом канала, а инвертирукщий соединен с выходом первого масштабного блока, выход второго блока вычитания соединен со вторым входом третьего блока умножения, выход которого соединен с неинвертируищим входом первого блока вычитания.

Источники информации, п."инятые во внимание при экспертизе

1. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М. "Энергия", 1972, с. 155.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2700922/18-24, кл. 0 Об 6 7/48, 1978 (прототип).

Можно сказать, что для всех 1 = 2,3 m

Полученное соотношенйе (1), (4) и (5 ) является модификацией двухсту-. пенчатой рекурентной процедуры ортогонализации.

Необходимо отметить, что все 35 точностные характеристики, как независимость получаемых оценокот нестабильности параметров блоков, так и инвариантность фильтра к закону распределения, сохранены в предлага- 4О емом фильтре. Кромв того, введение дополнительного блока вычитания и незначительное изменение связей позволяют значительно упростить фильтр для генерации ортогональных

Ъолиномов как в схемо-техническом, так и в системо-технических аспектах. в" „дД-м (р « - «„„юф„ „)=о

Аналогично

" Ô.Ãö,.)H1="tpü,-,)íp.. 1,„м („° м", „,„=о

6.

Формула изобретения

832566

Т)Н

Составитель В. новинский

Редактор М. Ликович ТехредИ. Рейвес Хорректор Н. + +e9

Заказ 3832/78 Тиран 745 Подписное

ВНИИХИ Государственного кожтета СССР по делам изобретений и открытий

))3035, Москва, Ж-35 ° Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент" ° г. Унгород, ул. Проектная, 4