Устройство для определенияинтервала корреляции

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ КОМУ СВК ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рвспублнк о >842847 (61) Дополнительное к авт. свид-ву р )м, к. (22) Заявлено 131179 (2f) 2842018/18-24 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 3006,81. Бюллетень Йо 24

Дата опубликования описания 3006.81

G 06 G 7/19

Государственный комитет

СССР но деяам изобретений и открытий (53)УДК 681 333 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ä. Тищенко, Г.Д. Фесивский и A. E. Эйдельман с

> !

J

Донецкий государственный университет (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛА

КОРРЕЛЯЦИИ

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, гидро-, аэродинамики и измерительной техники и предназначено в частности для измерения интервала корреляции турбулентности.

Известно устройство для оценки интервала корреляции как несобствен ного интеграла от квадрата нормированной корреляции функции. Это устройство содержит последовательно соединенный первый и второй управ— ляемые фильтры, выход второго управляемого фильтра подклочен к первому входу первого блока умножения, второй вход которого объединен со входом. дисперсиометра и с превым входом второго блока умножения и подключен ко входу данного устройства, выход первого блока умножения через первый блок усреднения соединен с первым входом первого блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу дисперсиометра, а выход первого блока вычитания через блок регулировки параметров соединен с управляющими входами управляемых фильтров и с первым управляющим входом управляемого функционального преобразователя, информа- ционный вход которого подключен к выходу дисперсиометра, а выход управляемого. функционального преобразователя подключен к первому входу блока деления, второй вход кото рого соединен с выходом второго блока вычитания, входы которого соединены, соответственно, с выхо10 дами дисперсиометра и второго блока усреднения, вход которого подктпочен к выходу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого фильтра (1) .

Йедостатком устройства является большая погрешность определения интервала корреляции, численно равная погрешности аппроксимации корреляционной функции исследуемо20 го процесса экспоненциальной моделью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для оценки интервала корреляции случайного процесса, в котором входной сигнал поступает на вход квадратора и первый вход умножителя, а через первое звено сглаживания. — на второп вход умно30 жителя, выход которого - ерез вто842847 рое звено сглаживания соединен со .входом делителя. Выход квадратора через третье звено сглаживания соединен со вторым входом делителя, сигнал на выходе которого Принимается в качестве оценки интервала корреляции, исследуемого процесса. .Недостатком устройства является то, что оно нв.может обеспечить необходимой точности измерений изза того, что рабочий диапазон входных сигналов умножителя, квадратора и делителя недостаточен, в то время как их входные сигналы изменяются в значительных пределах. Кро-, ме того, устройство построено по разомкнутому циклу, что приводит к большим аппаратурным погрешностям, которые загрубляют получаемую оценку. поэтому требуется применение прецизионных элементов.

Цель изобретения — повышение точности определения интервала корреляции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения интервала корреляции, содержащее квадратор, первый блок умножения, первый вход которого соединен с выходом блока сглаживания введены второй блок умножения, два суммируюцих интегратора и регулируемый усилитель, информационный вход которого является входом устройства, а выход подключен ко второму входу блока умножения, ко входу блока сглаживания и ко входу квадратора, выход первого блока умножения соединен с первым входом первого сум мирующего интегратора, второй вход которого является вторым входом устройства, а выход подключен к управляюцему входу регулируемого усилителя, выход квадратора подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго суммирующего интегратора, второй вход которого является третьим входом устройства, а выход соединен со вторым входом второго блока умножения.

На чертеже представлена блоксхема для измерения интервала корреляции турбулентности.

Устройство для определения интервала корреляции турбулентности, содержит регулируемый усилитель 1, блок 2 сглаживания, блок 3 умножения, суммирующий интегратор 4, квад. ратор 5, суммирующий интегратор 6 и блок 7 умножения..Выход интегратора 6 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образогл.

Входной сигнал U(t) поступает на первый вход регулируеглого усилителя 1, усиливается и поступает на !

Первый вход блока 3 умно ения. а .через блок 2 сглаживания на второй вход блока 3 умножения. Результат . умножения .поступает на суммирующий вход интегратора 4. Разность между напряжением с выхода блока 3 ум-. ножения и Опорным напряжением интегрируется и поступает на управляющий вход регулируемого усилителя 1. Выходное напряжение регули- руемого усилителя 1 через квадратор 5 поступает на первый вход блока 7 умножения, выходное напряжение которого поступает на суммирующий вход интегратора 6. Разность произведения и сигнала средней ско рости интегрируется и поступает на второй вход умножителя. Это напря15 жение пропорционально интервалу корреляции турбулентности и определяется выражением (o(еф, (1) где о((— коэффициент аитокорреля20 ции (нормированная корреляционная функция)

Поясним это следуюцтими соотношениями. Напряжение U< (t) на выходе регулируемого усилителя в статическом режиме равно

U< (t) = k„U(t),. (2) где k — коэффициент передачи регули\ руемого усилителя.

В контуре, составленном из регулируемого усилителя 1, блока сглаживания 2, блока 3 умножения и интегратора 4 существует отрицательная обратная связь по постоянной составляющей сигнала 0 (с) на выходе блока 3 умножения, которую при достаточно большогл коэффициенте передачи по контуру можно считать равной опорному напряжению

U = U () = k u, () u (t) (3)

U<(t) = 3 h (t-t„)U„(t, )dt (4) где U (t) — напряжение на.выходе блока сглаживания 2, h (t) — импульсная характерис45

% тика блока сглаживания k - коэффициент передачи блока 3 умножения, — черта означает сглаживание.

50 Из выражения (3)(4) определили коэффициент передачи k„

4 (5)

k u () ()р()

55 который в случае импульсной характеристики h (t) такой, что

Ь (Фмах ) hî,(0) где 5 - максимальное время корбО глох реляции процесса, будет иметь величину (б) 65

842847 k u ()b (о)Т ь g

Напряжение на выходе квадратора где k — коэффициент передачи квад-, 5 ратора 5 поступает во второй контур из блока

7 умножения и интегратора 6, охваченный отрицательной обратной связью по постоянной составляющей напряжения на выходе блока 7 умножения, которую при достаточно большом коэффициенте передачи по контуру можно считать равной напряжению U + (t) "g (); (8)

15 где k — коэффициент передачи блока 7

l умноже ния следовательно, напряжение 0 (t) на выходе интегратора 6 определяется выражением и,()= — — =- - — - u c и к и (о) ь() 7 5 ор и при надлежащем выборе параметров Д kh h (О.)

7 5 Оп равно интервалу корреляции турбулентности (1).

Предлагаемое устройство для изме у) рения интервала корреляции выгодно отличается от известного тем, что, в нем среднеквадратичное напряжение на выходе регулируемого усилителя не зависит от среднеквадратичного 35 отклонения входного напряжения, что обеспечивает увеличение точности по сравнению с известным, так как на .входные. сигналы нелинейных.Узлов предлагаемого устройства изменяются в меньшем диапазоне.

Формула изобретения

Устройство для определения интервала корреляции, содержащее квадратор, первый блок умножения, первый вход которого соединен с выходом блока сглаживания, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены второй блок умножения, два суммирующих интегратора и регулируемый усилитель, информационный вход которого является входом устройства, а выход подключен ко второму входу первого. блока умножения, ко входу блока сглаживания и ко входу квадратора, выход первого блока умножения соединен .с первым входом первого суммирующего интегратора, второй вход которого является вторым входом устройства, а выход подключен к управляющему входу регулируемого усилителя, выход квадратора подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом второго суммирующего интегратора, второй вход которого является третьим входом устройства, а выход соединен со вторым входом второго блока умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 517899, кл. G 06 G 7/19, 1976.

2. Волков И.И., Мотов В.В. Об одном способе оценки интервала корреляции стационарного случайного процесса. Автоматика и телемеханика, 9 8, 1973, с. 150-154.

ВНИИПЦ Заказ 5104/62

Тираж 745 Подписное

Филиал ППП Патент, г,ужгород,ул,Проектная,4