RU2452080C1 - Digital multi-iterative filter - Google Patents

Digital multi-iterative filter Download PDF

Info

Publication number
RU2452080C1
RU2452080C1 RU2011123400/08A RU2011123400A RU2452080C1 RU 2452080 C1 RU2452080 C1 RU 2452080C1 RU 2011123400/08 A RU2011123400/08 A RU 2011123400/08A RU 2011123400 A RU2011123400 A RU 2011123400A RU 2452080 C1 RU2452080 C1 RU 2452080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
information input
information
block
unit
Prior art date
Application number
RU2011123400/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Костоглотов (RU)
Андрей Александрович Костоглотов
Антон Александрович Кузнецов (RU)
Антон Александрович Кузнецов
Сергей Валерьевич Лазаренко (RU)
Сергей Валерьевич Лазаренко
Дмитрий Сергеевич Андрашитов (RU)
Дмитрий Сергеевич Андрашитов
Олег Александрович Брошейт (RU)
Олег Александрович Брошейт
Елена Валерьевна Метёлкина (RU)
Елена Валерьевна Метёлкина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС")
Priority to RU2011123400/08A priority Critical patent/RU2452080C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2452080C1 publication Critical patent/RU2452080C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: filter comprises difference units, correction units, adder units, delay circuits, matrix function units, shaping and readout unit of apriori data, regularisation parameter unit.
EFFECT: accuracy of estimating information process parameters in measuring systems.
7 dwg

Description

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки сигналов при решении задач оптимальной нелинейной фильтрации.The invention relates to digital computing and can be used in digital signal processing systems when solving problems of optimal non-linear filtering.

Известно устройство - расширенный калмановский фильтр [1, 2], недостатком которого является ограниченность функциональных возможностей, обусловленная линейной структурой обрабатываемых процессов и устройство [3], а так же эвристическое задание параметра регуляризации.A device is known - an extended Kalman filter [1, 2], the disadvantage of which is the limited functionality due to the linear structure of the processes being processed and the device [3], as well as a heuristic setting of the regularization parameter.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является цифровой интеллектуальный итеративный фильтр [3], содержащий первый, второй, третий блоки формирования разности; первый, второй, третий блоки коррекции; блок формирования и выдачи априорных данных; первый, второй, третий блоки формирования суммы; первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки формирования матричных функций; первую, вторую и третью линии задержки; первый и второй блок расчета параметра регуляризации. Однако данное устройство в некоторых практически важных случаях не позволяет получить требуемой точности.Closest to the technical nature of the claimed invention is a digital intelligent iterative filter [3], containing the first, second, third difference generating units; first, second, third blocks of correction; a block for generating and issuing a priori data; first, second, third blocks of the formation of the amount; the first, second, third, fourth, fifth and sixth blocks of the formation of matrix functions; first, second and third delay lines; the first and second block of the calculation of the regularization parameter. However, this device in some practically important cases does not allow to obtain the required accuracy.

Улучшение точностных характеристик фильтрации параметров случайных процессов является актуальным направлением.Improving the accuracy characteristics of filtering the parameters of random processes is an important area.

Заявленное изобретение направленно на повышение точности при формировании оценки параметров информационного процесса в измерительных системах, что весьма важно при радиолокационном сопровождении целей, содержащее блоки: первый, второй, третий, четвертый блоки формирования разности; первый, второй, третий, четвертый блоки коррекции; блок формирования и выдачи априорных данных; первый, второй, третий, четвертый блоки формирования суммы; первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки формирования матричных функций; первую, вторую, третью и четвертую линии задержки; первый, второй и третий блок расчета параметра регуляризации, при этом первый, второй, третий и четвертый выходы блока формирования и выдачи априорных данных соединены соответственно со вторым, третьим, четвертым и пятым информационными входами первого, второго, третьего и четвертого блока коррекции, кроме того, первый, второй, пятый выходы блока формирования и выдачи априорных данных соединены соответственно с третьим, вторым и пятым информационными входами первого, второго и третьего блока расчета параметра регуляризации, первый информационный выход первого блока коррекции соединен с первым информационным входом первого блока формирования суммы, выход которого соединен с информационным входом первого блока формирования матричной функции и четвертым информационным входом первого блока расчета параметра регуляризации, первый информационный вход которого является входом устройства; выход первого блока расчета параметра регуляризации соединен с девятым информационным входом второго блока коррекции, выход первого блока формирования матричной функции соединен с информационным входом первой линии задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом первого блока формирования суммы, с седьмым информационным входом первого блока коррекции и с информационным входом второго блока формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом первого блока коррекции, первый информационный выход второго блока формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом блока формирования разности, выход, которого соединен с первым информационным входом первого блока коррекции; второй информационный выход первого блока коррекции соединен с восьмым информационным входом второго блока коррекции, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом второго блока формирования суммы, выход которого соединен с информационным входом третьего блока формирования матричной функции и с четвертым информационным входом второго блока расчета параметра регуляризации, выход которого соединен с девятым информационным входом третьего блока коррекции, выход третьего блока формирования матричной функции соединен с информационным входом второй линии задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом второго блока формирования суммы, седьмым информационным входом второго блока коррекции и с информационным входом четвертого блока формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом второго блока коррекции, первый информационный выход четвертого блока формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом второго блока формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом второго блока коррекции; второй информационный выход второго блока коррекции соединен с восьмым информационным входом третьего блока коррекции, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом третьего блока формирования суммы, выход которого соединен с информационным входом пятого блока формирования матричной функции, выход которого соединен с информационным входом третьей линии задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом третьего блока формирования суммы, седьмым информационным входом третьего блока коррекции и с информационным входом шестого блока формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом третьего блока коррекции, первый информационный выход шестого блока формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом третьего блока формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом третьего блока коррекции; второй информационный выход третьего блока коррекции соединен с восьмым информационным входом четвертого блока коррекции, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом четвертого блока формирования суммы, выход которого является выходом устройства и соединен с информационным входом седьмого блока формирования матричной функции, выход которого соединен с информационным входом четвертой линии задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом четвертого блока формирования суммы, седьмым информационным входом четвертого блока коррекции и с информационным входом восьмого блока формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом четвертого блока коррекции, первый информационный выход восьмого блока формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом четвертого блока формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом четвертого блока коррекции.The claimed invention is aimed at improving accuracy in the formation of estimates of the parameters of the information process in measuring systems, which is very important for radar tracking of targets, containing blocks: the first, second, third, fourth blocks of the formation of the difference; first, second, third, fourth correction blocks; a block for generating and issuing a priori data; the first, second, third, fourth blocks of the formation of the amount; the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth blocks of the formation of matrix functions; first, second, third and fourth delay lines; the first, second and third unit for calculating the regularization parameter, while the first, second, third and fourth outputs of the unit for generating and issuing a priori data are connected respectively to the second, third, fourth and fifth information inputs of the first, second, third and fourth correction units, in addition , the first, second, fifth outputs of the block for generating and issuing a priori data are connected respectively to the third, second, and fifth information inputs of the first, second, and third blocks for calculating the regularization parameter, the first information the output of the first correction block is connected to the first information input of the first sum forming block, the output of which is connected to the information input of the first matrix function forming block and the fourth information input of the first regularization parameter calculation block, the first information input of which is the device input; the output of the first regularization parameter calculation unit is connected to the ninth information input of the second correction unit, the output of the first matrix function formation unit is connected to the information input of the first delay line, the output of which is connected to the second information input of the first sum formation unit, with the seventh information input of the first correction unit and with information input of the second block of the matrix function formation, the second information output of which is connected to the sixth information input of the first block to rrektsii, first information output of the second forming unit matrix function is connected to a second data input of the difference forming unit, the output of which is connected to a first data input of the first correction block; the second information output of the first correction unit is connected to the eighth information input of the second correction unit, the first information output of which is connected to the first information input of the second summing unit, the output of which is connected to the information input of the third matrix function forming unit and with the fourth information input of the second regularization parameter calculation unit the output of which is connected to the ninth information input of the third correction unit, the output of the third block of matrix f The function is connected to the information input of the second delay line, the output of which is connected to the second information input of the second summing unit, the seventh information input of the second correction unit and the information input of the fourth matrix function forming unit, the second information output of which is connected to the sixth information input of the second correction unit, the first information output of the fourth matrix function generating unit is connected to the second information input of the second separation forming unit and whose output is connected to a first data input of the second correction unit; the second information output of the second correction unit is connected to the eighth information input of the third correction unit, the first information output of which is connected to the first information input of the third summing unit, the output of which is connected to the information input of the fifth matrix function forming unit, the output of which is connected to the information input of the third delay line the output of which is connected to the second information input of the third block of the formation of the sum, the seventh information input of the third block of cor and with the information input of the sixth matrix function generating unit, the second information output of which is connected to the sixth information input of the third correction unit, the first information output of the sixth matrix function forming unit is connected to the second information input of the third difference forming unit, the output of which is connected to the first information input of the third correction block; the second information output of the third correction unit is connected to the eighth information input of the fourth correction unit, the first information output of which is connected to the first information input of the fourth summing unit, the output of which is the output of the device and connected to the information input of the seventh matrix function forming unit, the output of which is connected to the information the input of the fourth delay line, the output of which is connected to the second information input of the fourth block of the formation of the sum, seventh the information input of the fourth correction unit and with the information input of the eighth matrix function forming unit, the second information output of which is connected to the sixth information input of the fourth correction unit, the first information output of the eighth matrix function forming unit is connected to the second information input of the fourth difference forming unit, the output of which is connected to the first information input of the fourth correction block.

Одним из способов повышения точности оценки параметров динамических систем является использование методов решения некорректных задач на основе принципов регуляризации. Эффективность применения регуляризации для случая непрерывных систем доказана и получила свое выражение в виде метода А.Н.Тихонова [4] и его разновидности в виде метода итерационной регуляризации [5]. Получим уравнения фильтрации с использованием метода итерационной регуляризации для дискретной системы [6-9].One of the ways to increase the accuracy of estimating the parameters of dynamic systems is to use methods for solving ill-posed problems based on the principles of regularization. The effectiveness of the use of regularization for the case of continuous systems has been proved and has been expressed in the form of the method of A.N. Tikhonov [4] and its variants in the form of the method of iterative regularization [5]. We obtain filtering equations using the iterative regularization method for a discrete system [6–9].

Пусть динамика оцениваемых параметров описывается системой разностных уравнений в дискретном времениLet the dynamics of the estimated parameters be described by a system of difference equations in discrete time

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
- вектор состояния исследуемой системы;
Figure 00000003
- вектор неизвестных внешних воздействий; переходная функция
Figure 00000004
- непрерывная вместе с частными производными вектор-функция своих аргументов; G∈EM×EM - матрица интенсивности внешних воздействий; k, N, М - натуральные числа. Предполагается, что матрица
Figure 00000005
имеет обратную матрицу.Where
Figure 00000002
- state vector of the studied system;
Figure 00000003
- vector of unknown external influences; transition function
Figure 00000004
- a continuous vector function of its arguments along with partial derivatives; G∈E M × E M - matrix of the intensity of external influences; k, N, M are natural numbers. It is assumed that the matrix
Figure 00000005
has an inverse matrix.

Наблюдаемый сигнал, получаемый на выходе модели измерительной системы, описывается дискретным уравнениемThe observed signal obtained at the output of the measurement system model is described by a discrete equation

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
- вектор наблюдения,Where
Figure 00000007
- observation vector,

Figure 00000008
- вектор дискретного белого гауссовского шума с известными локальными характеристиками
Figure 00000008
is a vector of discrete white Gaussian noise with known local characteristics

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

W - ковариационная матрица размерности L×L, δ(·) - векторная дельта - функция;

Figure 00000011
- сигнальная вектор-функция, непрерывна вместе с частными производными; L, l - натуральные числа.W - covariance matrix of dimension L × L, δ (·) - vector delta - function;
Figure 00000011
- signal vector function, continuous with partial derivatives; L, l are natural numbers.

Поставим задачу синтеза рекуррентного фильтра оценки x*(k), оптимального в смысле минимума функционала, характеризующего ошибку измеренияWe pose the problem of synthesizing a recurrent filter for estimating x * (k), which is optimal in the sense of the minimum functional characterizing the measurement error

Figure 00000012
Figure 00000012

В силу непрерывности вектор - функции F(·), решение уравнения (1) непрерывно зависит от η(k), поэтому функционал ошибки (3) на каждом решении системы (1) непрерывно зависит от η(k). Таким образом, задача определения оценки x*(k), доставляющей минимум (3), равносильна задаче определенияDue to the continuity of the vector - function F (), the solution of equation (1) continuously depends on η (k), therefore, the error functional (3) on each solution of system (1) continuously depends on η (k). Thus, the problem of determining the estimate x * (k), delivering a minimum of (3), is equivalent to the problem of determining

Figure 00000013
Figure 00000013

Задача (1), (2), (4) является некорректно поставленной обратной задачей [7]. Найти значения векторов х*(k), η*(k),

Figure 00000014
путем решения совокупности уравнений (1), (2), (4) в условиях некорректности исходной задачи достаточно сложно, в связи с этим широкое распространение получили итерационные градиентные методы. Однако использование таких методов может привести к расходящейся последовательности приближений. Поэтому применение любого итерационного метода для решения задачи (1), (2), (4) требует определения регуляризирующего семейства операторов, в котором параметром регуляризации является номер итерации.Problem (1), (2), (4) is an incorrectly posed inverse problem [7]. Find the values of the vectors x * (k), η * (k),
Figure 00000014
by solving the set of equations (1), (2), (4) under the conditions of the incorrectness of the original problem, it is quite difficult; in this regard, iterative gradient methods are widely used. However, the use of such methods can lead to a divergent sequence of approximations. Therefore, the application of any iterative method to solve problem (1), (2), (4) requires the determination of a regularizing family of operators in which the regularization parameter is the iteration number.

В соответствии с общим определением регуляризирующего семейства операторов по А.Н.Тихонову [7] будем говорить, что итерационный методIn accordance with the general definition of a regularizing family of operators according to A.N. Tikhonov [7], we say that the iterative method

Figure 00000015
Figure 00000015

в котором числовой параметр αn удовлетворяет условиям:in which the numerical parameter α n satisfies the conditions:

Figure 00000016
Figure 00000016

где Δ(ηn) - невязка, порождает регуляризирующее семейство операторов, в котором параметром является номер итерации, если для любого начального приближения η0 и для любого значения погрешности исходных данных σ, удовлетворяющего условию 0<|σ|<σ0, σ0=const, существует номер n(σ), такой, чтоwhere Δ (η n ) is the residual, generates a regularizing family of operators in which the parameter is the iteration number if, for any initial approximation η 0 and for any error value of the initial data σ, satisfying the condition 0 <| σ | <σ 0 , σ 0 = const, there exists a number n (σ) such that

Figure 00000017
Figure 00000017

то есть полученные приближения сходятся к точному решению в норме пространства

Figure 00000018
при стремлении погрешности исходных данных к нулю.that is, the approximations obtained converge to the exact solution in the norm of space
Figure 00000018
when the error of the initial data tends to zero.

Согласно [8] выражение для определения градиента в точке ηn(k) имеет видAccording to [8], the expression for determining the gradient at the point η n (k) has the form

Figure 00000019
Figure 00000019

где xn(k) - решение задачи (1) при ηn(k), а вектор ψn(k) определяется из условийwhere x n (k) is the solution to problem (1) for η n (k), and the vector ψ n (k) is determined from the conditions

Figure 00000020
Figure 00000020

Зная выражение для градиента (7) функционала (3), можно переписать выражение (6) для параметра регуляризации [9] в следующем видеKnowing the expression for the gradient (7) of functional (3), we can rewrite expression (6) for the regularization parameter [9] in the following form

Figure 00000021
Figure 00000021

Выбор последовательности параметров αn, удовлетворяющей условию (9), позволит реализовать фильтр цифровой обработки измерительной информации повышенной точности.The choice of a sequence of parameters α n that satisfies condition (9) will make it possible to implement a filter for digital processing of measurement information of increased accuracy.

Для реализации итерационного метода (5) требуется определить градиент функционала (3), определяемый выражением (7). Приняв за нулевое приближение η0(k)=0,

Figure 00000022
запишем итерационную последовательность (5) в развернутой форме для
Figure 00000023
To implement the iterative method (5), it is required to determine the gradient of functional (3) defined by expression (7). Taking for the zeroth approximation η 0 (k) = 0,
Figure 00000022
we write the iterative sequence (5) in expanded form for
Figure 00000023

Figure 00000024
Figure 00000024

В результате, с учетом (7), имеем последовательность дискретных двухточечных краевых задач (ДДТКЗ) видаAs a result, taking into account (7), we have a sequence of discrete two-point boundary value problems (DDTKZ) of the form

Figure 00000025
Figure 00000025

Figure 00000026
Figure 00000026

Введем обозначение

Figure 00000027
и помножим каждое из уравнений для сопряженных векторов ψi на величину αi, тогда уравнения (10) принимают следующий видWe introduce the notation
Figure 00000027
and multiply each of the equations for the conjugate vectors ψ i by the quantity α i , then equations (10) take the following form

Figure 00000028
Figure 00000028

Для получения алгоритма рекуррентного оценивания вектора состояния необходимо воспользоваться методом инвариантного погружения в дискретном варианте. Заметим, что уравнение для вектор - функций λ в ДДТКЗ (9) записано в обратном времени. Это требует его преобразования к виду, отражающему зависимость λn(k+1) от λn(k) и xn(k). Производя соответствующие преобразования с учетом выражения для xn(k+1) из (11) и используя разложение в ряд Тейлора в окрестности F(xn(k),k), получим следующую последовательность ДДТКЗTo obtain a recurrent estimation algorithm for the state vector, it is necessary to use the invariant immersion method in the discrete version. We note that the equation for the vector - functions λ in DDTKZ (9) is written in the inverse time. This requires its transformation to a form reflecting the dependence of λ n (k + 1) on λ n (k) and x n (k). Performing the corresponding transformations taking into account the expression for x n (k + 1) from (11) and using the Taylor series expansion in a neighborhood of F (x n (k), k), we obtain the following DDTKZ sequence

Figure 00000029
Figure 00000029

где функции β и γ вводятся для сокращения записи.where the functions β and γ are introduced to shorten the notation.

Заменим условие на конце λn(N)=0 более общим условием λn(N)=с и пусть N и с - переменные величины. Тогда значение вектора xn(N) определяется как функция величин N и сWe replace the condition at the end of λ n (N) = 0 with the more general condition λ n (N) = c and let N and c be variables. Then the value of the vector x n (N) is defined as a function of N and c

xn(N)=r[с,N].x n (N) = r [s, N].

Изменение величины N Ha N+1 дает приращение Δс, тогдаA change in the value of N Ha N + 1 gives an increment Δс, then

Figure 00000030
Figure 00000030

Запишем выражение для r(с+Δс, N+1), используя аппарат конечных разностейWe write the expression for r (c + Δc, N + 1) using the apparatus of finite differences

r(с+Δс, N+1)=r(c, N)+Δrc(с, N)+ΔrN(с, N)+Δ2rcN(с, N),r (s + Δc, N + 1) = r (c, N) + Δr c (s, N) + Δr N (s, N) + Δ 2 r cN (s, N),

или, учитывая (13), получимor, given (13), we obtain

Figure 00000031
Figure 00000031

гдеWhere

Figure 00000032
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

Согласно (12) выражения для Δxn и Δс имеют видAccording to (12), the expressions for Δx n and Δс have the form

Figure 00000035
Figure 00000035

Разрешить разностное уравнение (14) относительно r(c,N), т.е. найти общее аналитическое решение не удается, и обычно обращаются к приближенным методам. Предположим, что r(c,N) линейна по сAllow difference equation (14) with respect to r (c, N), i.e. it is not possible to find a general analytical solution, and usually they turn to approximate methods. Suppose that r (c, N) is linear in c

Figure 00000036
Figure 00000036

где

Figure 00000037
- оценка вектора состояния в момент N, Pn(N) - некоторая матрица размерности М×М.Where
Figure 00000037
is an estimate of the state vector at the moment N, P n (N) is some matrix of dimension M × M.

Вычислим разности, входящие в выражение (14), используя выражение (16)We calculate the differences in the expression (14) using the expression (16)

Figure 00000038
Figure 00000038

Подставив выражения (15), (16), (17) в (14), получимSubstituting expressions (15), (16), (17) in (14), we obtain

Figure 00000039
Figure 00000039

Разлагая β и γ в ряд Тейлора в окрестности

Figure 00000040
и пренебрегая членами порядка выше первого, можно записать уравнение (18) в видеExpanding β and γ in a Taylor series in a neighborhood
Figure 00000040
and neglecting the terms of the order above the first one, we can write equation (18) in the form

Figure 00000041
Figure 00000041

Соотношение (19) выполняется при с→0, поэтому, приравнивая коэффициенты при первой и нулевой степени с, получим разностные уравнения для

Figure 00000042
и
Figure 00000043
Relation (19) is satisfied as c → 0; therefore, equating the coefficients for the first and zero powers of c, we obtain difference equations for
Figure 00000042
and
Figure 00000043

Figure 00000044
Figure 00000044

Запишем ДДТКЗ (12) для случая, когда k=N при этом учтем, что это все ДДТКЗ для i=0,…,n-1 являются разрешенными и соответственно оценки xi представляют собой известные функции параметра k. ИмеемWe write the DDTKZ (12) for the case when k = N while taking into account that all of the DDTKZ for i = 0, ..., n-1 are allowed and, accordingly, the estimates x i are known functions of the parameter k. We have

Figure 00000045
Figure 00000045

Figure 00000046
Figure 00000046

Поскольку разницы в переобозначении матриц Pn и

Figure 00000047
нет, запишем последовательность уравнений для оценки
Figure 00000048
процесса (1), предполагая, что N постоянно изменяется и k=N, а также учитывая условие (7) налагаемое на параметр регуляризации, в видеSince the differences in the redesignation of the matrices P n and
Figure 00000047
no, we write down the sequence of equations for estimating
Figure 00000048
process (1), assuming that N is constantly changing and k = N, and also taking into account condition (7) imposed on the regularization parameter, in the form

Figure 00000049
Figure 00000049

Последовательность уравнений (24) представляет собой цифровой интеллектуальный многокаскадный фильтр, который позволяет осуществить процесс цифровой обработки измерительной информации для дискретных динамических систем. Если сравнить полученные уравнения с уравнениями цифрового рекурсивного фильтра [3], то становится ясно, что они отличны друг от друга за счет введения дополнительной итерации, а также дополнительных связей последовательности параметров αi, изменяющих общий коэффициент обратной связи в уравнении для оценки

Figure 00000050
с оценками
Figure 00000051
сигнальной вектор-функцией Н и матрицами G, W. То есть в фильтре (24), в отличие от фильтра [3], параметр регуляризации согласован в соответствии с принципом невязки с ошибками измерений, что позволяет получить более точную процедуру оценивания. Алгоритм (24) дает оптимальную для нелинейной системы оценку параметров в смысле минимума функционала, характеризующего среднеквадратическую ошибку измерительного канала.The sequence of equations (24) is a digital intelligent multi-stage filter that allows the digital processing of measurement information for discrete dynamic systems. If we compare the obtained equations with the equations of the digital recursive filter [3], it becomes clear that they are different from each other due to the introduction of an additional iteration, as well as additional relationships of the sequence of parameters α i , which change the overall feedback coefficient in the equation for estimating
Figure 00000050
with ratings
Figure 00000051
the signal vector function H and the matrices G, W. That is, in the filter (24), unlike the filter [3], the regularization parameter is matched in accordance with the principle of residuals with measurement errors, which allows a more accurate estimation procedure. Algorithm (24) gives an optimal estimate of the parameters for a nonlinear system in the sense of the minimum functional characterizing the mean square error of the measuring channel.

Вычисление параметра регуляризации организовано следующим образом: пределы интегрирования [0,t] изменены на [t-4s, t], где t означает текущее время, s - шаг вычислений; для дискретного времени необходимо брать [N-1, N-5]. Исследования показали [6], что использование данных больше чем на четыре шага назад обеспечивает повышение точности получаемых оценок на доли процента при увеличении количества необходимых арифметических операций в несколько раз. Метод, использующий более четырех итераций, будем называть многоитерационным.The calculation of the regularization parameter is organized as follows: the integration limits [0, t] are changed to [t-4s, t], where t is the current time, s is the calculation step; for discrete time it is necessary to take [N-1, N-5]. Studies have shown [6] that using the data more than four steps back provides an increase in the accuracy of the estimates obtained by fractions of a percent with an increase in the number of necessary arithmetic operations by several times. A method using more than four iterations will be called multi-iteration.

Следует отметить, что для реализации 2-ой итерации разработанного алгоритма (24) необходимо, чтобы 1-я итерация была реализована, для реализации 3-ей - 1-я и 2-я, для реализации 4-й - 1-я, 2-я и 3-я. То есть количество арифметических операций необходимых для вычисления итерации алгоритма включат в себя число арифметических операций предыдущих итераций. Анализ вычислительных затрат, требуемых на реализацию разработанного алгоритма оценки, позволяют сделать вывод о возможности его реализации в реальном масштабе времени на основе использования современной вычислительной техники.It should be noted that in order to implement the 2nd iteration of the developed algorithm (24), it is necessary that the 1st iteration be implemented, for the implementation of the 3rd - the 1st and 2nd, for the implementation of the 4th - 1st, 2 3rd and 3rd. That is, the number of arithmetic operations necessary to calculate the iteration of the algorithm will include the number of arithmetic operations of the previous iterations. Analysis of the computational costs required to implement the developed evaluation algorithm allows us to conclude that it can be implemented in real time based on the use of modern computer technology.

Исследования показали, что эффективность каждой повторной обработки по отношению к предыдущей падает. Между тем объем вычислений резко увеличивается. На основании анализа результатов численного моделирования можно рекомендовать четырехкратную итеративную обработку данных.Studies have shown that the effectiveness of each reprocessing relative to the previous one decreases. Meanwhile, the volume of calculations is increasing dramatically. Based on the analysis of the results of numerical modeling, iterative data processing can be recommended four times.

Оценка эффективности функционирования разработанного фильтра произведена на основе численного моделирования задачи определения неизвестного постоянного параметра d дискретной нелинейной системы третьего порядкаThe efficiency of the developed filter is estimated based on numerical simulation of the problem of determining the unknown constant parameter d of a third-order discrete nonlinear system

Figure 00000052
Figure 00000052

где параметр τ имеет смысл интервала времени, через который поступает измерительная информация в видеwhere parameter τ has the meaning of the time interval through which the measuring information arrives in the form

Figure 00000053
Figure 00000053

Таким образом, как следует из соотношений (24), введение новых структурных элементов и связей позволяет в совокупности с общими признаками получить технический результат, состоящий в уменьшении дисперсии ошибок полученных на выходе фильтра оценок входных процессов.Thus, as follows from relations (24), the introduction of new structural elements and relationships allows, together with common features, to obtain a technical result consisting in reducing the variance of errors obtained at the output of the filter estimates of input processes.

Устройство относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки радиотехнических сигналов для решения задач оптимальной нелинейной фильтрации, а также для обнаружения маневра цели, так как это очень важно как с тактической, так и с технической точки зрения. В техническом плане интенсивное маневрирование цели может привести к существенному ухудшению точности устойчивости ее автосопровождения следящими измерителями. В связи с отмеченными обстоятельствами в состав современных и перспективных преобразователей целесообразно включать специальные устройства (алгоритмы) обнаружения, сопровождения, наведения и др. и коррекции (адаптации) параметров или структуры фильтров в соответствии с данной обстановкой.The device relates to digital computing and can be used in digital processing systems of radio signals to solve problems of optimal non-linear filtering, as well as to detect target maneuvers, since this is very important both from a tactical and technical point of view. In technical terms, intensive target maneuvering can lead to a significant deterioration in the accuracy of stability of its auto tracking with tracking meters. In connection with the noted circumstances, it is advisable to include special devices (algorithms) for detecting, tracking, guiding, etc., and correcting (adapting) the parameters or structure of the filters in accordance with this situation in the composition of modern and promising converters.

Недостатком выбранного прототипа является низкая точность формируемых оценок информационного процесса. С помощью расчета параметра регуляризации по новой формуле в данной работе повышается точность оценок параметров этого устройства.The disadvantage of the selected prototype is the low accuracy of the formed estimates of the information process. By calculating the regularization parameter using the new formula in this paper, the accuracy of the estimates of the parameters of this device is increased.

Рассчитанный весовой коэффициент параметра регуляризации имеет вид [10]:The calculated weight coefficient of the regularization parameter has the form [10]:

Figure 00000054
Figure 00000054

На основе прототипа ниже приводится описание изобретения расчитаного по формуле (27).Based on the prototype, the following is a description of the invention calculated by the formula (27).

Сущность изобретения поясняется на рисунке 1-7, где представлены структурные схемы цифрового многоитерационного фильтра, первого и второго блоков коррекции, блока расчета точностных характеристик, блока расчета параметра регуляризации, блока формирования произведения числителя параметра регуляризации, блока расчета прогноза.The invention is illustrated in Figure 1-7, which shows the structural diagrams of a digital multi-iteration filter, first and second correction blocks, a block for calculating accuracy characteristics, a block for calculating the regularization parameter, a unit for generating the product of the numerator of the regularization parameter, and a prediction calculation block.

На рисунке 1 представлена структурная схема цифрового многоитерационного фильтра. Устройство содержит первый блок 1, второй блок 7, третий блок 14 и четвертый блок 20 формирования разности; первый блок 2, второй блок 8, третий блок 15 и четвертый блок 21 коррекции; первый блок 3, второй блок 9, третий блок 16 и четвертый блок 22 формирования суммы, первую линию задержки 5, вторую линию задержки 11, третью линию задержки 18 и четвертую линию задержки 24; первый блок 4, второй блок 6, третий блок 10, четвертый блок 12, пятый блок 17, шестой блок 19, седьмой блок 23 и восьмой блок 25 формирования матричных функций, блок 13 формирования и выдачи априорных данных; первый блок 26, второй блок 27 и третий блок 28 расчета параметра регуляризации.Figure 1 shows a block diagram of a digital multi-iteration filter. The device comprises a first block 1, a second block 7, a third block 14 and a fourth difference generating block 20; a first block 2, a second block 8, a third block 15, and a fourth correction block 21; the first block 3, the second block 9, the third block 16 and the fourth block 22 of the formation of the sum, the first delay line 5, the second delay line 11, the third delay line 18 and the fourth delay line 24; a first block 4, a second block 6, a third block 10, a fourth block 12, a fifth block 17, a sixth block 19, a seventh block 23, and an eighth block 25 for generating matrix functions, a block 13 for generating and outputting a priori data; the first block 26, the second block 27, and the third block 28 for calculating the regularization parameter.

На рисунке 2 представлена структурная схема первого блока коррекции, которая содержит блок 2.1 формирования частных производных, блок 2.2 транспонирования матричной функции, блок 2.3 формирования произведения, блок 2.4 вычисления точностных характеристик, блок 2.5 формирования произведения.Figure 2 shows the structural diagram of the first correction unit, which contains the partial derivative generation unit 2.1, the matrix function transposition unit 2.2, the product formation unit 2.3, the accuracy characteristics calculation unit 2.4, and the product formation unit 2.5.

На рисунке 3 представлена структурная схема второго блока коррекции, который содержит блок 8.1 формирования частных производных, блок 8.2 транспонирования матричной функции, блок 8.3 формирования произведения, блок 8.4 формирования суммы, блок 8.5 расчета точностных характеристик, блок 8.6 формирования произведения.Figure 3 shows the structural diagram of the second correction unit, which contains the partial derivative generation unit 8.1, the matrix function transposition unit 8.2, the product generation unit 8.3, the sum formation unit 8.4, the accuracy characteristics calculation unit 8.5, the product formation unit 8.6.

На рисунке 4 представлена структурная схема блока расчета точностных характеристик, входящего в первый, второй, третий и четвертый блоки коррекции, который содержит блок 20 формирования частных производных матричной функции, блок 21 транспонирования матриц, блок 22 формирования произведения, линию 23 задержки, блок 24 транспонирования матриц, блок 25 формирования произведения, блок 26 формирования суммы, блок 27 формирования частных производных матричной функции, блок 28 формирования произведения, блок 29 формирования разности, устройство 30 обращения матриц, блок 31 формирования произведения.Figure 4 shows a structural diagram of a block for calculating accuracy characteristics included in the first, second, third and fourth blocks of correction, which contains a block 20 for forming partial derivatives of the matrix function, a block for transposing the matrices 21, a block for generating the product 22, a delay line 23, and a transposing block 24 matrices, a product generating unit 25, a sum generating unit 26, a partial function matrix generating unit 27, a product generating unit 28, a difference generating unit 29, an image processing device 30 eniya matrices forming unit 31 works.

На рисунке 5 представлена структурная схема блока расчета параметра регуляризации, который содержит блок формирования матричной функции 26.1, линии задержки 26.2, 26.4, 26.8, 26.9, 26.13, 26.14, 26.18, 26.19, 26.20, 26.26, 26.27, 26.28, 26.32, 26.33, 26.34, 26.35, 26.43, 26.44, 26.45, 26.46, блоки 26.3, 26.10, 26.12, 26.21, 26.24, 26.25, 26.36, 26.40, 26.41, 26.42 формирования произведения числителя параметра регуляризации, блоки 26.5, 26.15, 26.29, 26.47 транспонирования, блоки 26.6, 26.16, 26.30, 26.48 формирования произведения, блоки 26.7, 26.17, 26.31, 26.49 формирования разности, блоки 26.11, 26.22, 26.23, 26.37, 26.38, 26.39 расчета прогноза, блоки 26.51, 26.50 формирования суммы, блок 26.52 формирования произведения знаменателя параметра регуляризации, блок 26.53 формирования отношений.Figure 5 shows the structural diagram of the block for calculating the regularization parameter, which contains the block for generating the matrix function 26.1, delay lines 26.2, 26.4, 26.8, 26.9, 26.13, 26.14, 26.18, 26.19, 26.20, 26.26, 26.27, 26.28, 26.32, 26.33, 26.34 , 26.35, 26.43, 26.44, 26.45, 26.46, blocks 26.3, 26.10, 26.12, 26.21, 26.24, 26.25, 26.36, 26.40, 26.41, 26.42 of the formation of the product of the numerator of the regularization parameter, transposition blocks 26.5, 26.15, 26.29, 26.29, 26.47, 26.6, 26.16, 26.30, 26.48 product generation, blocks 26.7, 26.17, 26.31, 26.49 difference formation, blocks 26.11, 26.22, 26.23, 26.37, 26.38, 26.39 forecast calculations, blocks 26.51, 26.50 formation of sums s, block 26.52 of forming the product of the denominator of the regularization parameter, block 26.53 of forming the relationship.

На рисунке 6 представлена структурная схема первого блока формирования произведения числителя параметра регуляризации, входящего в первый, второй и третий блок формирования параметра регуляризации, который содержит блок 26.3.1 формирования матричной функции, блок 26.3.2 частных производных матричной функции, блок 26.3.3 транспонирования матриц, блок 26.3.4 разности, блок 26.3.5 формирования произведения, блоки 26.3.6 и 26.3.7 транспонирования матриц, и блок 26.3.8 формирования произведения.Figure 6 shows the structural diagram of the first block of forming the product of the numerator of the regularization parameter included in the first, second, and third blocks of forming the regularization parameter, which contains the matrix function generation block 26.3.1, the matrix function partial derivative block 26.3.2, the transposition block 26.3.3 matrices, difference block 26.3.4, block 26.3.5 for creating a product, blocks 26.3.6 and 26.3.7 for transposing matrices, and block 26.3.8 for creating a product.

На рисунке 7 представлена структурная схема первого блока расчета прогноза, который входит в состав блока формирования произведения числителя параметра регуляризации, он включает блоки 26.11.1 и 26.11.5 формирования произведения, блоки 26.11.2 и 26.11.6 формирования суммы, блок 26.11.3 формирования частных производных матричной функции, блок 26.11.4 формирования матричной функции.Figure 7 shows the structural diagram of the first forecast calculation block, which is part of the unit for generating the product of the numerator of the regularization parameter, it includes blocks for generating the product 26.11.1 and 26.11.5, blocks for generating the sums 26.11.2 and 26.11.6, block 26.11.3 forming partial derivatives of a matrix function; block 26.11.4 forming a matrix function.

Для первого блока расчета параметра регуляризации (рисунок 5) информационные входы линий задержки 26.2, 26.8, 26.18, 26.32, соединены с информационным выходом блока 3 формирования суммы, (рисунок 1) первые информационные входы линий задержки 26.4, 26.13, 26.26, 26.43, соединены с первым информационным выходом первого блока 26.1 формирования матричной функции

Figure 00000055
, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока 3, информационный выход первой линии задержки 26.2 соединен со вторым информационным входом первого блока 26.3 формирования произведения числителя параметра регуляризации, первый и третий его информационные входы соединены со вторым и первым информационными выходами блока 13 формирования и выдачи априорных данных соответственно, а четвертый информационный вход - со входом устройства, первый информационный выход первого блока 26.3 формирования произведения числителя параметра регуляризации соединен с шестым и седьмым информационными входами второго блока 26.50 формирования суммы, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока 26.53 формирования отношения, первый выход блока 26.53 формирования отношения является выходом блока 26; первый информационный выход второй линии задержки 26.4 соединен с первым информационным входом первого блока транспонирования 26.5 и первым информационным входом первого блока 26.6 формирования произведения, первый информационный выход блока 26.5 соединен со вторым информационным входом блока 26.6 формирования произведения, первый информационный выход которого соединен со вторым информационным входом первого блока 26.7 формирования разности, первый информационный вход которого соединен с четвертым информационным входом блока 26.3, первый информационный выход блока 26.7 соединен с четвертым информационным входом первого блока 26.51 формирования суммы, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока 26.52 формирования произведения знаменателя параметра регуляризации, а второй вход блока 26.52 соединен с пятым выходом блока 13 формирования и выдачи априорных данных; первый информационный выход блока 26.52 формирования произведения знаменателя параметра регуляризации соединен со вторым входом блока 26.53 формирования отношения; первый информационный выход третей 26.8 линии задержки соединен с первым информационным входом четвертой 26.9 линии задержки, первый информационный выход которой соединен со вторым информационным входом второго блока 26.10 формирования произведения числителя параметра регуляризации и вторым информационным входом первого блока 26.11 вычисления прогноза, второй информационный выход которого соединен со вторым информационным входом третьего блока 26.12 формирования произведения числителя параметра регуляризации, третьи и четвертые информационные входы блоков 26.10, 26.12, соединены с первым информационным выходом блока 13 и входом устройства, первый информационный выход блока 26.10 соединен с четвертым и третьим информационными входами блока 26.50, первый информационный выход блока 26.12 соединен с десятым информационным входом блока 26.50 формирования суммы; первый информационный выход пятой 26.13 линии задержки соединен с первым информационным входом шестой 26.14 линии задержки, первый информационный выход которой соединен с первым информационным входом второго блока 26.15 транспонирования и первым информационным входом второго блока 26.16 формирования произведения, первый информационный выход второго 26.15 блока транспонирования соединен со вторым информационным входом блока 26.16, первый информационный выход которого соединен со вторым информационным входом второго блока формирования разности 26.17, первый информационный вход которого соединен с четвертым информационным входом блока 26.10 и первый информационный выход блока 26.17 соединен с третьим информационным входом блока 26.51 формирования суммы; первый информационный выход седьмой линии задержки 26.18 соединен с первым информационным входом восьмой линии задержки 26.19, первый информационный выход которой соединен с первым информационным входом девятой 26.20 линии задержки, первый информационный выход которой соединен со вторым информационным входом четвертого 26.21 блока формирования произведения числителя параметра регуляризации и второго блока 26.22 вычисления прогноза, первый информационный выход которого соединен с первыми информационными входами третьего блока 26.23 вычисления прогноза и 26.25 формирования произведения числителя параметра регуляризации, третьи и четвертые информационные входы блоков 26.21, 26.24 и 26.25 соединены с первым информационным выходом блока 13 и входом устройства, первый информационный выход блока 26.21 соединен с двенадцатым и одиннадцатыми информационными входами второго блока 26.50 формирования суммы, первые информационные выходы блоков 26.25, 26.24 соединены с тринадцатым и четырнадцатым информационными входами первого блока 26.50 соответственно; первый информационный выход десятой линии задержки 26.26 соединен с первым информационным входом одиннадцатой линии задержки 26.27, первый информационный выход которой соединен с первым информационным входом двенадцатой 26.28 линии задержки, первый информационный выход которой соединен с первыми информационным входом третьего блока 26.29 транспонирования матричной функции и первым информационным входом третьего блока 26.30 формирования произведения, первый информационный выход третьего блока 26.29 транспонирования соединен со вторым информационным входом третьего блока 26.30 формирования произведения, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом третьего блока формирования разности 26.31, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока 26.51 формирования суммы, и первый информационный вход третьего блока 26.31 соединен с четвертым информационным входом блока 26.21; первый информационный выход тринадцатой линии задержки 26.32 соединен с первым информационным входом четырнадцатой линии задержки 26.33, первый информационный выход которой соединен с первым информационным входом пятнадцатой 26.34 линии задержки, первый информационный выход которой в свою очередь соединен с первым информационным входом шестнадцатой линии задержки 26.35, выход которой соединен со вторым информационным входом седьмого блока 26.36 формирования произведения числителя параметра регуляризации и вторым информационным входом четвертого блока 26.37 вычисления прогноза, второй информационный выход которого соединен со вторым информационным входом девятого блока 26.41 формирования произведения числителя параметра регуляризации и вторым информационным входом пятого блока 26.38 вычисления прогноза, второй информационный выход последнего соединен со вторым информационным входом десятого блока 26.42 формирования произведения числителя параметра регуляризации и со вторым информационным входом шестого блока вычисления прогноза 26.39, второй информационный выход которого соединен со вторым информационным входом восьмого блока 26.40 формирования произведения числителя параметра регуляризации, третьи и четвертые информационные входы блоков 26.36, 26.40, 26.41, 26.42 соединены соответственно с первым информационным выходом блока 13 и входом устройства, первый информационный выход блока 26.36 соединен с девятым и восьмым информационными входами блока 26.50 формирования суммы, четвертый вход этого блока соединен с первым входом четвертого блока формирования разности 26.49; первый информационный выход блока 26.40 формирования произведения числителя параметра регуляризации соединен с пятым информационным входом блока 26.50, первые информационные выходы блоков 26.41 и 26.42 формирования произведения числителя параметра регуляризации соединены с первым и вторым информационными входами блока 26.50 соответственно; первый информационный выход семнадцатой линии задержки 26.43 соединен с первым информационным входом восемнадцатой линии задержки 26.44, первый информационный выход которой соединен с первым информационным входом девятнадцатой 26.45 линии задержки, первый информационный выход которой в свою очередь соединен с первым информационным входом двадцатой линии задержки 26.46, информационный выход которой соединен с первыми информационными входами четвертого блока 26.47 транспонирования и четвертого блока 26.48 формирования произведения, первый информационный выход блока 26.47 соединен со вторым информационным входом блока 26.48, первый информационный выход которого соединен со вторым информационным входом блока формирования разносности 26.49, который соединен со вторым информационным входом блока 26.51 формирования суммы; а также первый информационный вход блока 26.49 соединен с четвертым информационным входом блока 26.36; первые информационные входы второго 26.10, четвертого 26.21 и седьмого 26.36 блоков формирования произведения числителя параметра регуляризации соединены со вторым информационным выходом блока 13 формирования и выдачи априорных данных, а первые информационные входы третьего 26.12, пятого 26.24, шестого 26.25, восьмого 26.40, девятого 26.41 и десятого 26.42 блоков формирования произведения числителя параметра регуляризации соединены, соответственно, с первыми информационными выходами первого 26.21, третьего 26.23, второго 26.22, шестого 26.39, четвертого 26.37 и пятого 26.38 блоков вычисления прогноза; первые информационные входы первого 26.11, второго 26.22 и четвертого 26.37 блоков вычисления прогноза соединены со вторым информационным выходом блока 13, а первые информационные входы третьего 26.23, пятого 26.38, шестого 26.39 блоков вычисления прогноза соединены с первыми информационными выходами соответственно второго 26.22, четвертого 26.37 и пятого 26.38 блоков вычисления прогноза, третьи информационные входы блоков вычисления прогноза соединены с пятым информационным выходом блока 13. Структура и работа второго и третьего блока расчета параметра регуляризации аналогична.For the first block of the calculation of the regularization parameter (Figure 5), the information inputs of the delay lines 26.2, 26.8, 26.18, 26.32, are connected to the information output of the block 3 of the summing, (Figure 1) the first information inputs of the delay lines 26.4, 26.13, 26.26, 26.43 are connected to the first information output of the first block 26.1 formation of the matrix functions
Figure 00000055
the information input of which is connected to the information output of block 3, the information output of the first delay line 26.2 is connected to the second information input of the first regularization parameter numerator product block 26.3, its first and third information inputs are connected to the second and first information outputs of the a priori generation and output unit 13 data, respectively, and the fourth information input with the input of the device, the first information output of the first block 26.3 forming the product of the numerator of pairs the regularization meter is connected to the sixth and seventh information inputs of the second sum forming unit 26.50, the first information output of which is connected to the first information input of the ratio forming unit 26.53, the first output of the ratio forming unit 26.53 is the output of the block 26; the first information output of the second delay line 26.4 is connected to the first information input of the first transposition block 26.5 and the first information input of the first product formation block 26.6, the first information output of block 26.5 is connected to the second information input of the product formation block 26.6, the first information output of which is connected to the second information input the first block 26.7 forming the difference, the first information input of which is connected to the fourth information input of block 26.3, the first info mation output unit 26.7 is connected with the fourth informational input of the first block 26.51 formation amount, the first information output of which is connected to a first data input unit 26.52 denominator forming product of the regularization parameter and the second input unit is connected to 26.52 fifth output unit 13 for shaping and outputting a priori data; the first information output of the regularization parameter denominator product forming unit 26.52 is connected to the second input of the ratio forming unit 26.53; the first information output of the third delay line 26.8 is connected to the first information input of the fourth 26.9 delay line, the first information output of which is connected to the second information input of the second regularization parameter numerator product block 26.10 and the second information input of the first forecast calculation block 26.11, the second information output of which is connected to the second information input of the third block 26.12 forming the product of the numerator of the regularization parameter, the third and fourth information these inputs of blocks 26.10, 26.12 are connected to the first information output of block 13 and the input of the device, the first information output of block 26.10 is connected to the fourth and third information inputs of block 26.50, the first information output of block 26.12 is connected to the tenth information input of summing block 26.50; the first information output of the fifth delay line 26.13 is connected to the first information input of the sixth 26.14 delay line, the first information output of which is connected to the first information input of the second transposition block 26.15 and the first information input of the second transposition block 26.16, the first information output of the second transposition block 26.15 is connected to the second the information input of block 26.16, the first information output of which is connected to the second information input of the second difference generating unit 26 .17, the first information input of which is connected to the fourth information input of block 26.10 and the first information output of block 26.17 is connected to the third information input of summing block 26.51; the first information output of the seventh delay line 26.18 is connected to the first information input of the eighth delay line 26.19, the first information output of which is connected to the first information input of the ninth delay line 26.20, the first information output of which is connected to the second information input of the fourth regularization parameter numerator product block 26.21 and second block 26.22 calculation of the forecast, the first information output of which is connected to the first information inputs of the third block 26.23 calculation p hornoz and 26.25 forming the product of the numerator of the regularization parameter, the third and fourth information inputs of blocks 26.21, 26.24 and 26.25 are connected to the first information output of block 13 and the input of the device, the first information output of block 26.21 is connected to the twelfth and eleventh information inputs of the second sum forming block 26.50, the first information outputs of blocks 26.25, 26.24 are connected to the thirteenth and fourteenth information inputs of the first block 26.50, respectively; the first information output of the tenth delay line 26.26 is connected to the first information input of the eleventh delay line 26.27, the first information output of which is connected to the first information input of the twelfth 26.28 delay line, the first information output of which is connected to the first information input of the third matrix function transposition unit 26.29 and the first information input the third block 26.30 formation of the product, the first information output of the third block 26.29 transposition connected to the second information the input of the third block 26.30 of the formation of the product, the first information output of which is connected to the first information input of the third block of the difference 26.31, the first information output of which is connected to the first information input of the block 26.51 of the sum, and the first information input of the third block 26.31 is connected to the fourth information input of the block 26.21; the first information output of the thirteenth delay line 26.32 is connected to the first information input of the fourteenth delay line 26.33, the first information output of which is connected to the first information input of the fifteenth 26.34 delay line, the first information output of which is in turn connected to the first information input of the sixteenth delay line 26.35, the output of which connected to the second information input of the seventh block 26.36 forming the product of the numerator of the regularization parameter and the second information input of four of that forecast calculation unit 26.37, the second information output of which is connected to the second information input of the ninth regularization parameter numerator product generating unit 26.41 and the second information input of the forecast calculation unit 26.38, the second information output of the latter is connected to the second information input of the tenth regularization parameter numerator product formation block 26.42 and with the second information input of the sixth forecast calculation unit 26.39, the second information output of which is connected inen with the second information input of the eighth regularization parameter numerator product block 26.40, the third and fourth information inputs of blocks 26.36, 26.40, 26.41, 26.42 are connected respectively to the first information output of block 13 and the device input, the first information output of block 26.36 is connected to the ninth and eighth information the inputs of the sum forming block 26.50, the fourth input of this block is connected to the first input of the fourth difference forming block 26.49; the first information output of the regularization parameter numerator product generation unit 26.40 is connected to the fifth information input of the 26.50 block, the first information outputs of the regularization parameter numerator product generation blocks 26.41 and 26.42 are connected to the first and second information inputs of the 26.50 block, respectively; the first information output of the seventeenth delay line 26.43 is connected to the first information input of the eighteenth delay line 26.44, the first information output of which is connected to the first information input of the nineteenth 26.45 delay line, the first information output of which is in turn connected to the first information input of the twentieth delay line 26.46, information output which is connected to the first information inputs of the fourth transposition unit 26.47 and the fourth creation unit 26.48, the first inform the output of block 26.47 is connected to the second information input of block 26.48, the first information output of which is connected to the second information input of diversity block 26.49, which is connected to the second information input of summing block 26.51; and the first information input of block 26.49 is connected to the fourth information input of block 26.36; the first information inputs of the second 26.10, fourth 26.21 and seventh 26.36 of the generation unit numerator product of the regularization parameter are connected to the second information output of the a priori data generating and output unit 13, and the first information inputs of the third 26.12, fifth 26.24, sixth 26.25, eighth 26.40, ninth 26.41 and tenth 26.42 blocks of formation of the product of the numerator of the regularization parameter are connected, respectively, with the first information outputs of the first 26.21, third 26.23, second 26.22, sixth 26.39, fourth 26.37 and fifth 26. 38 forecast calculation blocks; the first information inputs of the first 26.11, second 26.22 and fourth 26.37 forecast calculation blocks are connected to the second information output of block 13, and the first information inputs of the third 26.23, fifth 26.38, sixth 26.39 forecast calculation blocks are connected to the first information outputs of the second 26.22, fourth 26.37 and fifth 26.38 forecast calculation blocks, the third information inputs of the forecast calculation blocks are connected to the fifth information output of the block 13. The structure and operation of the second and third blocks of the calculation of the reg parameter polarization is similar.

Первый, второй и пятый информационные выходы блока 13 формирования и выдачи априорных данных (рисунок 1) соединены соответственно с третьим, вторым и пятым информационными входами первого блока 26, второго блока 27 и третьего блока 28 расчета параметра регуляризации, выход которого соединен с девятым информационным входом четвертого блока 21 коррекции, а первый, второй, третий, четвертый информационные выходы блока 13 формирования и выдачи априорных данных соединены соответственно со вторым, третьим, четвертым, пятым информационными входами первого блока 2, второго блока 8, третьего блока 15 и четвертого блока 21 коррекции, второй информационный выход первого блока 2 коррекции соединен с восьмым информационным входом второго блока 8 коррекции, второй информационный выход второго блока 8 коррекции соединен с восьмым информационным входом третьего блока 15 коррекции, второй информационный выход третьего блока 15 коррекции соединен с восьмым информационным входом четвертого блока 21 коррекции, выход которого соединен с первым информационным входом четвертого блока 22 формирования суммы, выход которого является выходом устройства, а также соединен с информационным входом седьмого блока 23 формирования матричной функции, выход которого соединен с информационным входом четвертой линии задержки 24, выход которой соединен со вторым информационным входом четвертого блока 22 формирования суммы, с седьмым информационным входом четвертого блока 21 коррекции и с информационным входом восьмого блока 25 формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом четвертого блока 21 коррекции; первый информационный выход восьмого блока 25 формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом четвертого блока 20 формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом четвертого блока 21 коррекции; выход первого блока 26 расчета параметра регуляризации соединен с девятым информационным входом второго блока 8 коррекции, выход которого соединен с первым информационным входом второго блока 9 формирования суммы, выход которого соединен с четвертым информационным входом второго блока 27 расчета параметра регуляризации и с информационным входом третьего блока 10 формирования матричной функции, выход которого соединен с информационным входом второй линии 11 задержки, вход которой соединен со вторым информационным входом второго блока 9 формирования суммы, с седьмым информационным входом второго блока 8 коррекции и с информационным входом четвертого блока 12 формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом блока 8 коррекции; первый информационный выход четвертого блока 12 формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом второго блока 7 формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом второго блока 8 коррекции; первый информационный вход первого блока 2 коррекции соединен с первым информационным входом первого блока 3 формирования суммы, выход которого соединен с четвертым информационным входом первого блока 14 расчета параметра регуляризации и с информационным входом первого блока 4 формирования матричной функции, выход которого соединен с информационным входом первой линии 5 задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом первого блока 3 формирования суммы, с седьмым информационным входом первого блока 2 коррекции и информационным входом второго блока 6 формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом первого блока 2 коррекции; первый информационный выход второго блока 6 формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом блока 1 формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом первого блока 2 коррекции; первый информационный вход первого блока 1 формирования разности, первый информационный вход второго блока 7 формирования разности, первый информационный вход третьего блока 26 формирования разности и первый информационный вход четвертого блока 20 формирования разности, а также первый информационный вход первого блока 26 расчета параметра регуляризации, первый информационный вход второго блока 27 расчета параметра регуляризации и первый информационный вход третьего блока 28 расчета параметра регуляризации являются входами устройства.The first, second and fifth information outputs of the a priori data generation and generation block 13 (Figure 1) are connected respectively to the third, second and fifth information inputs of the first block 26, the second block 27 and the third regularization parameter calculation block 28, the output of which is connected to the ninth information input the fourth block 21 of the correction, and the first, second, third, fourth information outputs of the block 13 of the formation and issuance of a priori data are connected respectively to the second, third, fourth, fifth information inputs the first block 2, the second block 8, the third block 15 and the fourth correction block 21, the second information output of the first correction block 2 is connected to the eighth information input of the second correction block 8, the second information output of the second correction block 8 is connected to the eighth information input of the third correction block 15 , the second information output of the third correction unit 15 is connected to the eighth information input of the fourth correction unit 21, the output of which is connected to the first information input of the fourth block 22 of the formation su we, whose output is the output of the device, and is also connected to the information input of the seventh block 23 of the formation of the matrix function, the output of which is connected to the information input of the fourth delay line 24, the output of which is connected to the second information input of the fourth block 22 of the formation of the sum, with the seventh information input of the fourth block 21 correction and with the information input of the eighth block 25 of the formation of the matrix functions, the second information output of which is connected to the sixth information input of the fourth block 21 correction; the first information output of the eighth block 25 of the formation of the matrix functions is connected to the second information input of the fourth block 20 of the formation of the difference, the output of which is connected to the first information input of the fourth block 21 of the correction; the output of the first regularization parameter calculation unit 26 is connected to the ninth information input of the second correction unit 8, the output of which is connected to the first information input of the second summing unit 9, the output of which is connected to the fourth information input of the second regularization parameter calculation unit 27 and with the information input of the third block 10 forming a matrix function, the output of which is connected to the information input of the second delay line 11, the input of which is connected to the second information input of the second block 9 ph summing, with the seventh information input of the second correction unit 8 and with the information input of the fourth matrix function generating unit 12, the second information output of which is connected to the sixth information input of the correction unit 8; the first information output of the fourth block 12 of the formation of the matrix function is connected to the second information input of the second block 7 of the formation of the difference, the output of which is connected to the first information input of the second block 8 of the correction; the first information input of the first correction unit 2 is connected to the first information input of the first sum forming unit 3, the output of which is connected to the fourth information input of the first regularization parameter calculation unit 14 and to the information input of the first matrix function forming unit 4, the output of which is connected to the information input of the first line 5 delay, the output of which is connected to the second information input of the first block 3 of the formation of the sum, with the seventh information input of the first block 2 correction and information ion inlet of the second block 6 forming the matrix function, second information output connected with the sixth informational input of the first correction unit 2; the first information output of the second matrix function forming unit 6 is connected to the second information input of the difference forming unit 1, the output of which is connected to the first information input of the first correction unit 2; the first information input of the first difference forming unit 1, the first information input of the second difference forming unit 7, the first information input of the third difference forming unit 26 and the first information input of the fourth difference forming unit 20, as well as the first information input of the first regularization parameter calculation unit 26, the first information the input of the second regularization parameter calculation unit 27 and the first information input of the third regularization parameter calculation unit 28 are device inputs.

Первый и четвертый информационные выходы блока 13 формирования и выдачи априорных данных соединены с третьим и четвертым информационными входами блока 2.3 формирования произведения (рисунок 2); информационный выход первого блока 1 формирования разности соединен с первым информационным входом блока 2.3 формирования произведения; второй информационный выход второго блока 6 формирования матричной функции соединен с информационным входом блока 2.1 формирования частных производных, выход которого соединен с информационным входом блока 2.2 транспонирования матричной функции, выход которого соединен со вторым информационным входом блока 2.3, выход которого соединен с первым информационным входом блока 2.4 расчета точностных характеристик, выход которого соединен с первым информационным входом блока 2.5 формирования произведения, выход которого является выходом первого блока 2 коррекции; информационный выход линии задержки 5 (рисунок 1) соединен со вторым информационным входом блока 2.4 расчета точностных характеристик; второй и третий выходы блока 13 формирования и выдачи априорных данных соединены с третьим и четвертым информационными входами блока 2.4 расчета точностных характеристик; выход блока 2.3 формирования произведения соединен со вторым информационным входом блока 2.5 формирования произведения и вторым информационным входом блока 8.4 формирования суммы (рисунок 3).The first and fourth information outputs of the block 13 for generating and issuing a priori data are connected to the third and fourth information inputs of the block 2.3 for generating the work (Figure 2); the information output of the first difference generating unit 1 is connected to the first information input of the product generating unit 2.3; the second information output of the second matrix function generating unit 6 is connected to the information input of the partial derivative generating unit 2.1, the output of which is connected to the information input of the matrix function transposing unit 2.2, the output of which is connected to the second information input of block 2.3, the output of which is connected to the first information input of block 2.4 calculating accuracy characteristics, the output of which is connected to the first information input of the unit 2.5 of formation of the product, the output of which is the output of the first block 2 correction; the information output of the delay line 5 (Figure 1) is connected to the second information input of the block 2.4 for calculating the accuracy characteristics; the second and third outputs of block 13 for generating and issuing a priori data are connected to the third and fourth information inputs of block 2.4 for calculating accuracy characteristics; the output of the product formation unit 2.3 is connected to the second information input of the product formation unit 2.5 and the second information input of the sum formation unit 8.4 (Figure 3).

Информационный выход второго блока 7 формирования разности соединен с первым информационным входом блока 8.3 формирования произведения (рисунок 3). Первый информационный выход блока 13 формирования выдачи априорных данных соединен с третьим информационным входом блока 8.3 формирования произведения; выход блока 26.53 соединен со вторым информационным входом блока 8.3 формирования произведения; второй информационный выход четвертого блока 12 формирования матричной функции соединен с первым информационным входом блока 8.1 формирования частных производных, выход которого соединен с информационным входом блока 8.2 транспонирования матричной функции, выход которого соединен с четвертым информационным входом блока 8.3, выход которого соединен с первым информационным входом блока 8.4 формирования суммы, второй информационный вход которого соединен с информационным выходом блока 2.3 (рисунок 2), выход блока 8.4 формирования суммы соединен с первым информационным выходом блока 8.5, а также со вторым информационным выходом блока 8.6 формирования произведения; третий и четвертый информационный выход блока 13 формирования выдачи априорных данных соединен со вторым и третьим информационными входами блока 8.5 расчета точностных характеристик; информационный выход линии задержки 11 соединен с четвертым информационным входом блока 8.5 расчета точностных характеристик, выход которого соединен с первым информационным входом блока 8.6 формирования произведения, выход которого является выходом второго блока 8 коррекции (рисунок 1).The information output of the second difference generating unit 7 is connected to the first information input of the product generating unit 8.3 (Figure 3). The first information output of the a priori data output generating unit 13 is connected to the third information input of the product generating unit 8.3; the output of block 26.53 is connected to the second information input of the block 8.3 forming the product; the second information output of the fourth matrix function generating unit 12 is connected to the first information input of the partial derivative generating unit 8.1, the output of which is connected to the information input of the matrix function transposition unit 8.2, the output of which is connected to the fourth information input of the 8.3 unit, the output of which is connected to the first information input of the block 8.4 the formation of the sum, the second information input of which is connected to the information output of block 2.3 (Figure 2), the output of block 8.4 of the formation of the sum is connected with the first information output of block 8.5, as well as with the second information output of block 8.6 of the formation of the work; the third and fourth information output of the a priori data output generating unit 13 is connected to the second and third information inputs of the accuracy characteristics calculating unit 8.5; the information output of the delay line 11 is connected to the fourth information input of the accuracy calculation unit 8.5, the output of which is connected to the first information input of the product formation unit 8.6, the output of which is the output of the second correction unit 8 (Figure 1).

Выход блока 2.3 формирования произведения (рисунок 2) соединен с информационным входом блока 27 формирования частных производных (рисунок 4), выход которого соединен с информационным входом блока 28 формирования произведения, выход которого соединен с первым информационным входом блока 29 формирования разности, выход которого соединен с информационным входом устройства 30 обращения матриц, выход которого соединен с первым информационным входом блока 31 формирования произведения, выход которого является выходом блока 2.4 (рисунок 2) расчета точностных характеристик; четвертый выход блока 13 формирования и выдачи априорных данных соединяется со вторым информационным входом блока 29 формирования разности; выход блока 31 формирования произведения соединен с информационным входом линии 23 задержки, выход которой соединен с третьим информационным входом блока 22 формирования произведения, выход которого соединен со вторым информационным входом блока 26 формирования суммы, выход которого соединен со вторыми информационными входами блоков 28 и 31 формирования произведения; выход первой линии задержки 5 (рисунок 1) соединен с информационным входом блока 14 формирования частных производных, выход которого соединен с информационным входом блока 21 транспонирования матриц и первым информационным входом блока 22 формирования произведения, второй информационный вход которого соединен с выходом блока 21; третий информационный выход блока 13 формирования и выдачи априорных данных соединен с информационными входом блока 24 транспонирования матриц и вторым информационным входом блока 25 формирования произведения, первый информационный вход которого соединен с информационным выходом блока 24; выход блока 25 соединен с информационным входом блока 26 формирования суммы.The output of the product formation unit 2.3 (Figure 2) is connected to the information input of the partial derivative formation unit 27 (Figure 4), the output of which is connected to the information input of the product formation unit 28, the output of which is connected to the first information input of the difference formation unit 29, the output of which is connected to the information input of the matrix circulation device 30, the output of which is connected to the first information input of the product formation unit 31, the output of which is the output of the point calculation block 2.4 (Figure 2) ostnyh characteristics; the fourth output of the a priori data generating and generating unit 13 is connected to the second information input of the difference generating unit 29; the output of the product generating unit 31 is connected to the information input of the delay line 23, the output of which is connected to the third information input of the product forming unit 22, the output of which is connected to the second information input of the sum forming unit 26, the output of which is connected to the second information inputs of the product generating units 28 and 31 ; the output of the first delay line 5 (Figure 1) is connected to the information input of the partial derivative generation block 14, the output of which is connected to the information input of the matrix transpose block 21 and the first information input of the product formation block 22, the second information input of which is connected to the output of block 21; the third information output of the unit 13 for generating and issuing a priori data is connected to the information input of the matrix transpose unit 24 and the second information input of the product generating unit 25, the first information input of which is connected to the information output of the block 24; the output of block 25 is connected to the information input of the sum forming block 26.

Блок 8.5 расчета точностных характеристик (рисунок 3) имеет структуру и связи, аналогичные блоку 2.4.Block 8.5 calculation of accuracy characteristics (Figure 3) has a structure and relationships similar to block 2.4.

Первый и второй информационные выходы блока 13 формирования и выдачи априорных данных соединены с четвертым информационным входом блока 26.3.5 (рисунок 6) и информационным входом блока 26.3.6 транспонирования матричной функции, информационный выход которого соединен с третьим информационным входом блока 26.3.5, информационный выход которого соединен с информационным входом блока 26.3.7 транспонирования матричной функции и вторым информационным входом блока 26.3.8 формирования произведения, информационный выход которого является выходом первого блока формирования произведения числителя параметра регуляризации, информационный выход блока 26.3.7 соединен с первым информационным входом блока 26.3.8; первый информационный вход блока 26.3.5 соединен с информационным входом блока 26.3.4, второй информационный вход блока 26.3.5 соединен с информационным выходом блока 26.3.3 транспонирования матричной функции, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока 26.3.2 формирования частных производных матричной функции, информационный выход которого, в свою очередь, соединен с информационным входом блока формирования матричной функции; структура всех блоков формирования произведения числителя параметра регуляризации идентична, они различаются только связями между информационным входом блоками 26.3.1 (соединен либо с информационным выходом соответствующей линии задержки, либо первым информационным выходом блока расчета прогноза), и блоком 26.3.6 (информационный вход которого соединен либо со вторым информационным выходом блока 13 формирования и выдачи априорных данных, либо вторым информационным выходом блока расчета прогноза).The first and second information outputs of the a priori data generating and output unit 13 are connected to the fourth information input of the block 26.3.5 (Figure 6) and the information input of the matrix function transpose block 26.3.6, the information output of which is connected to the third information input of the 26.3.5 block, information the output of which is connected to the information input of the matrix function transposition block 26.3.7 and the second information input of the product formation block 26.3.8, the information output of which is the output of the first eye forming product of the numerator of the regularization parameter, the information output unit 26.3.7 connected to the first data input unit 26.3.8; the first information input of block 26.3.5 is connected to the information input of block 26.3.4, the second information input of block 26.3.5 is connected to the information output of matrix transposition block 26.3.3, the information input of which is connected to the information output of matrix derivative 26.3.2 functions, the information output of which, in turn, is connected to the information input of the block forming the matrix functions; the structure of all the blocks of formation of the product of the numerator of the regularization parameter is identical, they differ only by the connections between the information input of blocks 26.3.1 (connected either to the information output of the corresponding delay line or the first information output of the forecast calculation block) and block 26.3.6 (the information input of which is connected either with the second information output of block 13 for generating and issuing a priori data, or with the second information output of the forecast calculation block).

Первый информационный вход блока формирования 26.11.1 произведения, который является первым информационным входом первого блока расчета прогноза, (рисунок 7) соединен с информационным выходом линии задержки, второй информационный вход блока 26.11.1 соединен с пятым информационным выходом блока 13 формирования и выдачи априорных данных, с этим же информационным выходом соединен первый информационный вход блока 26.11.2 формирования суммы и второй информационный выход блока 26.11.5, третий информационный вход блока 26.11.1 соединен с информационным выходом блока 26.11.3 формирования частных производных матричной функции, второй информационный вход которой соединен с пятым информационным входом блока 13 формирования и выдачи априорных данных, а первый информационный вход - с информационным первым выходом блока 26.11.4 формирования матричной функции, второй информационный выход которой соединен с первым информационным входом блока 26.11.5 формирования произведения и вторым информационным входом блока 26.11.6 формирования суммы, информационный выход блока 26.11.5 соединен с первым информационным входом блока 26.11.6; информационный выход блока 26.11.1 соединен со вторым информационным входом блока 26.11.2, его информационный выход является вторым информационным выходом блока расчета прогноза и соединен с третьим информационным входом блока 26.3.6 второго блока формирования произведения числителя параметра регуляризации (рисунок 6); структура последующих блоков расчета прогноза аналогична, различаются только связями между третьим информационным входом блока 26.3.5 (он соединен либо со вторым информационным входом предыдущего блок прогноза, либо с пятым информационным выходом блока 13 формирования и выдачи априорных данных) и первым информационным входом блока 26.3.1 (он соединен или с информационным выходом линии задержки, или первым информационным выходом предыдущего блока прогноза).The first information input of the product formation unit 26.11.1, which is the first information input of the first forecast calculation unit (Figure 7), is connected to the information output of the delay line, the second information input of the block 26.11.1 is connected to the fifth information output of the unit 13 for generating and issuing a priori data , with the same information output is connected the first information input of the summing block 26.11.2 and the second information output of the block 26.11.5, the third information input of the block 26.11.1 is connected to the information output ohm of the block 26.11.3 forming partial derivatives of the matrix function, the second information input of which is connected to the fifth information input of the block 13 of forming and issuing a priori data, and the first information input is the information first output of the block of forming the matrix function 26.11.4, the second information output of which is connected with the first information input of the product formation block 26.11.5 and the second information input of the sum formation block 26.11.6, the information output of the block 26.11.5 is connected to the first information input Ohm block 26.11.6; the information output of block 26.11.1 is connected to the second information input of block 26.11.2, its information output is the second information output of the forecast calculation block and connected to the third information input of block 26.3.6 of the second regularization parameter numerator product formation block (Figure 6); the structure of the subsequent forecast calculation blocks is similar, they differ only in the connections between the third information input of block 26.3.5 (it is connected either with the second information input of the previous forecast block or with the fifth information output of block 13 for generating and issuing a priori data) and the first information input of block 26.3. 1 (it is connected either to the information output of the delay line, or the first information output of the previous forecast block).

Устройство работает следующим образом (рисунок 1). В исходном состоянии в блоке 13 формирования и выдачи априорных данных записаны значения матриц W-1, G, I, а также значения α0, Δt - значение шага дискретизации. Значение оценки информационного процесса в (k+1)-й момент времени

Figure 00000056
с выхода блока 3 формирования суммы поступает на вход блока 26 вычисления параметра регуляризации и вход блока 4 формирования матричной функции, на остальные входы блока 26 поступают значения y, G, W-1, с выхода блока 4 формирования матричной функции значение
Figure 00000057
поступает на вход линии задержки 5, с выхода которой значение
Figure 00000058
поступает на вход блока 3 формирования суммы, вход блока 2 коррекции и вход блока 6 формирования матричной функции
Figure 00000059
, значение которой с выхода блока 6 поступает на вход блока 2 и на вход блока 1, на выходе блока 1 формируется значение
Figure 00000060
невязки измерения, которое поступает на вход блока 2 коррекции, на остальные входы которого поступают значения α0, G, W-1, I; в блоке 2 формируется произведение матричного коэффициента усиления и невязки измерения, которое суммируется в блоке 3 со значением
Figure 00000061
; на выходе блока 26, начиная с четвертого момента времени, формируется значение α1 параметра регуляризации (до этого имеем α1=0.5), которое поступает на вход второго блока 8 коррекции, на остальные входы блока 26 поступают значения α0, G, W-1, I; с одного из выходов блока 2 коррекции значение M0(k+1/k) поступает на вход блока 8 коррекции, в котором формируется значениеThe device operates as follows (Figure 1). In the initial state, in the block 13 for generating and outputting a priori data, the values of the matrices W -1 , G, I are recorded, as well as the values α 0 , Δt are the values of the sampling step. The value of the evaluation of the information process at the (k + 1) th time
Figure 00000056
from the output of block 3 forming the sum goes to the input of block 26 calculating the regularization parameter and the input of block 4 forming the matrix function, the remaining inputs of block 26 receive the values y, G, W -1 , from the output of block 4 forming the matrix function
Figure 00000057
arrives at the input of the delay line 5, from the output of which the value
Figure 00000058
arrives at the input of the sum forming block 3, the input of the correction block 2 and the input of the matrix function forming block 6
Figure 00000059
, the value of which from the output of block 6 goes to the input of block 2 and to the input of block 1, at the output of block 1, a value is formed
Figure 00000060
the residuals of the measurement, which is fed to the input of the correction unit 2, to the remaining inputs of which the values α 0 , G, W -1 , I are received; in block 2, the product of the matrix gain and the residual of the measurement is formed, which is summed in block 3 with the value
Figure 00000061
; at the output of block 26, starting from the fourth point in time, the value α 1 of the regularization parameter is formed (before that we have α 1 = 0.5), which is fed to the input of the second correction block 8, the values of α 0 , G, W are received at the other inputs of block 26 1 , I; from one of the outputs of the correction unit 2, the value of M 0 (k + 1 / k) is fed to the input of the correction unit 8, in which the value is generated

Figure 00000062
Figure 00000062

которое поступает на вход блока 9 формирования суммы; значение

Figure 00000063
на выходе блока 9 поступает на вход блока 27 вычисления параметра регуляризации и вход блока 10 формирования матричной функции, с выхода блока 10 значение
Figure 00000064
поступает на вход линии задержки 11, на выходе которой формируется значение
Figure 00000065
, которое суммируется со значением (27) в блоке 9, на выходе которого формируется значение
Figure 00000066
с выхода блока 11 значение
Figure 00000067
поступает на вход блока 8 коррекции, на вход блока 9 и на вход блока 12 формирования матричной функции, на выходе которого формируется значение
Figure 00000068
, которое подается на вход блока 8 и вход блока 7, на другой вход которого поступает входное колебание; невязка измерения
Figure 00000069
с выхода блока 7 поступает на вход блока 8, на остальные входы которого поступают значения α1, G, W-1, I; с одного из выходов блока 8 коррекции значение M1(k+1/k) поступает на вход блока 15 коррекции, в котором формируется значениеwhich is input to the block 9 of the formation of the amount; value
Figure 00000063
at the output of block 9, it enters the input of block 27 for calculating the regularization parameter and the input of block 10 for generating the matrix function; from the output of block 10, the value
Figure 00000064
arrives at the input of the delay line 11, at the output of which a value is formed
Figure 00000065
, which is added to the value (27) in block 9, at the output of which a value is generated
Figure 00000066
output block 11 value
Figure 00000067
goes to the input of correction block 8, to the input of block 9 and to the input of block 12 of forming a matrix function, at the output of which a value is formed
Figure 00000068
which is fed to the input of block 8 and the input of block 7, to the other input of which an input oscillation is received; residual measurement
Figure 00000069
from the output of block 7 goes to the input of block 8, the remaining inputs of which receive the values α 1 , G, W -1 , I; from one of the outputs of the correction unit 8, the value of M 1 (k + 1 / k) is fed to the input of the correction unit 15, in which the value is generated

Figure 00000070
Figure 00000070

которое поступает на вход блока 16 формирования суммы; значение

Figure 00000071
на выходе блока 16 поступает на вход блока 17 формирования матричной функции, с выхода блока 17 значение
Figure 00000072
) поступает на вход линии задержки 18, на выходе которой формируется значение
Figure 00000073
, которое суммируется со значением (28) в блоке 16, на выходе которого формируется значение
Figure 00000074
; с выхода блока 18 значение
Figure 00000075
поступает на вход блока 15 коррекции, на вход блока 16 и на вход блока 19 формирования матричной функции, на выходе которого формируется значение
Figure 00000076
, которое подается на вход блока 15 и вход блока 14, на другой вход которого поступает входное колебание; невязка измерения
Figure 00000077
с выхода блока 14 поступает на вход блока 15, на остальные входы которого поступают значения α2, G, W-1, I, с одного из выходов блока 15 коррекции значение M2(k+1/k) поступает на вход блока 21 коррекции, в котором формируется значениеwhich is fed to the input of the block 16 forming the amount; value
Figure 00000071
at the output of block 16 enters the input of block 17 of the formation of the matrix function, from the output of block 17, the value
Figure 00000072
) enters the input of the delay line 18, at the output of which a value is formed
Figure 00000073
, which is added to the value (28) in block 16, at the output of which a value is generated
Figure 00000074
; block output 18 value
Figure 00000075
arrives at the input of block 15 of correction, at the input of block 16 and at the input of block 19 of the formation of the matrix function, at the output of which a value is generated
Figure 00000076
which is fed to the input of block 15 and the input of block 14, to the other input of which an input oscillation is received; residual measurement
Figure 00000077
from the output of block 14 goes to the input of block 15, to the other inputs of which the values α 2 , G, W -1 , I are received, from one of the outputs of the correction block 15 the value M 2 (k + 1 / k) goes to the input of the correction block 21 in which the value is formed

Figure 00000078
Figure 00000078

которое поступает на вход блока 22 формирования суммы; значение

Figure 00000079
на выходе блока 22 поступает на вход блока 23 формирования матричной функции, с выхода блока 23 значение
Figure 00000080
поступает на вход линии задержки 24, на выходе которой формируется значение
Figure 00000081
, которое суммируется со значением (29) в блоке 22, на выходе которого формируется значение
Figure 00000082
; с выхода блока 24 значение
Figure 00000083
поступает на вход блока 21 коррекции, на вход блока 22 и на вход блока 25 формирования матричной функции, на выходе которого формируется значение
Figure 00000084
которое подается на вход блока 21 и вход блока 20, на другой вход которого поступает входное колебание; невязка измерения
Figure 00000085
с выхода блока 20 поступает на вход блока 21, на остальные входы которого поступают значения α2, G, W-1, I.which is input to the block 22 of the formation of the amount; value
Figure 00000079
at the output of block 22 goes to the input of block 23 of the formation of the matrix function, from the output of block 23, the value
Figure 00000080
arrives at the input of the delay line 24, at the output of which a value is formed
Figure 00000081
, which is added to the value (29) in block 22, at the output of which a value is generated
Figure 00000082
; block output 24 value
Figure 00000083
arrives at the input of the correction block 21, at the input of the block 22 and at the input of the block 25 of forming the matrix function, at the output of which a value is formed
Figure 00000084
which is fed to the input of block 21 and the input of block 20, to the other input of which an input oscillation is received; residual measurement
Figure 00000085
from the output of block 20 goes to the input of block 21, to the remaining inputs of which the values α 2 , G, W -1 , I.

Первый блок 2 коррекции работает следующим образом (рисунок 2). Значения матричной функции

Figure 00000086
поступают на вход блока 2.1 формирования частных производных, с выхода которого значения
Figure 00000087
поступают на вход блока транспонирования матричной функции 2.2, с выхода которого значения
Figure 00000088
невязка измерения
Figure 00000089
и значения W-1, α0 поступают на входы блока 2.3 формирования произведения, с выхода которого значение M0(k+1/k) поступает на вход блока 2.4 расчета точностных характеристик, на другие входы которого поступают значения G, I,
Figure 00000090
и на выходе которого формируется значение P1(k+1), которое поступает на вход блока 2.5 формирования произведения, на другой вход которого поступает значение M0(k+1/k) с выхода блока 2.3. Выход блока 2.5 является выходом блока 2 коррекции.The first block 2 correction works as follows (figure 2). Values of the matrix function
Figure 00000086
enter the input of block 2.1 of the formation of partial derivatives, from the output of which the values
Figure 00000087
arrive at the input of the transpose block of the matrix function 2.2, from the output of which the values
Figure 00000088
residual measurement
Figure 00000089
and the values W -1 , α 0 are fed to the inputs of the block 2.3 of the formation of the product, from the output of which the value M 0 (k + 1 / k) is fed to the input of the block 2.4 for calculating the accuracy characteristics, the other inputs of which receive the values G, I,
Figure 00000090
and at the output of which a value of P 1 (k + 1) is generated, which is fed to the input of block 2.5 of the formation of the product, the other input of which receives the value M 0 (k + 1 / k) from the output of block 2.3. The output of block 2.5 is the output of correction block 2.

Второй блок 8 коррекции работает следующим образом (рисунок 3). Значение матричной функции

Figure 00000091
поступает на вход блока 8.1 формирования частных производных, с выхода которого значения
Figure 00000092
поступают на вход блока транспонирования матричной функции 8.2, с выхода которого значения
Figure 00000093
, а также значение невязки измерения
Figure 00000094
, α1, W-1 поступают на вход блока 8.3 формирования произведения, с выхода которого значение
Figure 00000095
поступает на вход блока 8.4 суммирования, на другой вход которого поступает значение М0(k+1/k); значениеThe second block 8 correction works as follows (figure 3). The value of the matrix function
Figure 00000091
enters the input of block 8.1 of the formation of partial derivatives, the output of which values
Figure 00000092
arrive at the input of the transpose block of the matrix function 8.2, from the output of which the values
Figure 00000093
, as well as the value of the measurement residual
Figure 00000094
, α 1 , W -1 enter the input of block 8.3 of the formation of the product, the output of which value
Figure 00000095
arrives at the input of summation block 8.4, the other input of which receives the value M 0 (k + 1 / k); value

Figure 00000096
Figure 00000096

с выхода блока 8.4 поступает на вход блока 8.5 расчета точностных характеристик, на другие входы которого поступают значения G, W-1,

Figure 00000097
, а на выходе формируется значение P1(k+1), которое умножается на (28) в блоке 8.6 формирования произведения; выход блока 8.6 является выходом блока 8 коррекции.from the output of block 8.4, it enters the input of block 8.5 for calculating the accuracy characteristics, the other inputs of which receive the values G, W -1 ,
Figure 00000097
, and the output generates the value of P 1 (k + 1), which is multiplied by (28) in block 8.6 of the formation of the product; the output of block 8.6 is the output of block 8 of correction.

Первый блок 2.4 расчета точностных характеристик работает следующим образом (рисунок 4). Значение матричной функции

Figure 00000098
поступает на вход блока 20 формирования частных производных, с выхода которого значение
Figure 00000099
поступает на вход блока 21 транспонирования матричной функции и на вход блока 22 формирования произведения, на вход которого также поступает значение
Figure 00000100
с выхода блока 21 и значение P0(k) с выхода линии задержки 23, на вход которой с выхода блока 31 формирования произведения, являющегося выходом блока 2.4, поступает значение P0(k+1); значение
Figure 00000101
с выхода блока 22 поступает на вход блока 26 формирования суммы, на другой вход которого поступает значение GGT, сформированное в блоке 25 формирования произведения, на вход которого поступает значение G и значение GT сформированное в блоке 24 транспонирования матриц, на вход которого также поступает значение G; значение матричной функции M0(k+1/k) поступает на вход блока 27 формирования частных производных, с выхода которого значение
Figure 00000102
поступает на вход блока 28, на другой вход которого поступает значение P0(k+1/k), сформированное на выходе блока 26; значение
Figure 00000103
поступает на вход блока 29 формирования разности, на другой вход которого поступает значение I; с выхода блока 29 значение
Figure 00000104
поступает на вход устройства 30 обращения матриц, выход которого соединен с входом блока 31 формирования произведения, на другой вход которого поступает значение Р0(k+1/k) с выхода блока 26. Блок расчета точностных характеристик 8.5 второго блока коррекции работает аналогичным образом. На выходе блока 8.5 формируется значение P1(k+1).The first block 2.4 calculation of the accuracy characteristics works as follows (Figure 4). The value of the matrix function
Figure 00000098
enters the input of the block 20 of the formation of partial derivatives, the output of which the value
Figure 00000099
arrives at the input of the transpose unit 21 of the matrix function and the input of the unit 22 of the formation of the product, the input of which also receives the value
Figure 00000100
from the output of block 21 and the value of P 0 (k) from the output of the delay line 23, to the input of which from the output of block 31 of the formation of the work, which is the output of block 2.4, the value P 0 (k + 1) is received; value
Figure 00000101
from the output of block 22, it passes to the input of the sum formation block 26, to the other input of which the GG T value generated in the product generation block 25 receives the G value and the G T value generated in the matrix transpose block 24, which also receives the input the value of G; the value of the matrix function M 0 (k + 1 / k) is input to the block 27 of the formation of partial derivatives, from the output of which the value
Figure 00000102
enters the input of block 28, the other input of which receives the value P 0 (k + 1 / k) formed at the output of block 26; value
Figure 00000103
arrives at the input of the difference forming unit 29, the other input of which receives the value I; block output 29 value
Figure 00000104
arrives at the input of the matrix reversal device 30, the output of which is connected to the input of the product forming unit 31, the other input of which receives the value P 0 (k + 1 / k) from the output of block 26. The accuracy characteristics calculating unit 8.5 of the second correction block works in a similar way. At the output of block 8.5, the value P 1 (k + 1) is generated.

Блок расчета параметра регуляризации работает следующим образом. В исходном состоянии на вход блока расчета параметра регуляризации поступает

Figure 00000105
- значение оценки информационного процесса, где k - текущий момент времени, которое, соответственно, передается на линии задержки 26.2, 26.8, 26.18, 26.32 (рисунок 5) и блок формирования матричной функции
Figure 00000106
, с выхода которого значение
Figure 00000107
поступает на вход 26.4, 26.13, 26.26 и 26.43 линий задержки; в следующей итерации фильтра на эти же блоки поступает текущее значение оценки информационного процесса, с выходов линий задержки 26.2, 26.8, 26.18, 26.32 и 26.4, 26.13, 26.26, 26.43 на линии задержки 26.9, 26.19, 26.33 и 26.14, 26.27, 26.44 поступают соответственно k-1 значение оценки и матричной функции
Figure 00000108
, эти же значения оценок и матричной функции поступают на входы блоков 26.3 формирования произведения числителя коэффициента регуляризации и блоков 26.5 транспонирования матричной функции, 26.6 формирования произведения; далее на входы линий задержки 26.2, 26.8, 26.18, 26.32 опять поступает текущее значение оценки информационного процесса, с этих линий задержки k-1 значение оценки поступает на 26.9, 26.19, 26.33 линий задержки, с выхода которых k-2 значение оценки информационного процесса поступает дальше на вход блока 26.10 и линий задержки 26.20, 26.34; аналогично и для и 26.4, 26.13, 26.26, 26.43, а также 26.14, 26.27, 26.44 линий задержки, только для матричной функции Н; в результате на n+5 и последующих итерациях будем иметь на выходах линий задержки 26.2, 26.9, 26.20, 26.35 значения k-1, k-2, k-3, k-4 оценок информационного процесса, соответственно, и на выходах 26.4, 26.14, 26.28, 26.46 линий задержки значения матричной функции для тех же оценок. Эти значения оценок информационного процесса поступают на блоки 26.3, 26.10, 26.21, 26.36 формирования произведения числителя коэффициента регуляризации и 26.11, 26.22, 26.37 формирования прогноза; в блоки 26.3, 26.10, 26.21, 26.36 поступают из 13 блока G, W-1 и у со входа устройства, с выхода этих блоков значенияThe unit for calculating the regularization parameter works as follows. In the initial state, the input of the calculation unit of the regularization parameter receives
Figure 00000105
- the value of the evaluation of the information process, where k is the current point in time, which, respectively, is transmitted to the delay line 26.2, 26.8, 26.18, 26.32 (Figure 5) and the matrix function generating unit
Figure 00000106
whose output value
Figure 00000107
arrives at the input 26.4, 26.13, 26.26 and 26.43 delay lines; in the next iteration of the filter, the current value of the information process assessment is received for these blocks, from the outputs of the delay lines 26.2, 26.8, 26.18, 26.32 and 26.4, 26.13, 26.26, 26.43 and the delay lines 26.9, 26.19, 26.33 and 26.14, 26.27, 26.44, respectively k-1 value of the estimate and matrix function
Figure 00000108
, the same values of the estimates and the matrix function arrive at the inputs of the blocks 26.3 of the formation of the product of the numerator of the regularization coefficient and the blocks 26.5 of transposition of the matrix function, 26.6 of the formation of the product; further, the inputs of the delay lines 26.2, 26.8, 26.18, 26.32 again receive the current value of the evaluation of the information process, from these delay lines k-1 the evaluation value is sent to 26.9, 26.19, 26.33 delay lines, from the output of which the k-2 value of the evaluation of the information process further to the input of block 26.10 and delay lines 26.20, 26.34; similarly for and 26.4, 26.13, 26.26, 26.43, as well as 26.14, 26.27, 26.44 delay lines, only for the matrix function H; as a result, at n + 5 and subsequent iterations, we will have at the outputs of the delay lines 26.2, 26.9, 26.20, 26.35 the values of k-1, k-2, k-3, k-4 estimates of the information process, respectively, and at the outputs 26.4, 26.14 , 26.28, 26.46 delay lines of the value of the matrix function for the same estimates. These values of the estimates of the information process go to blocks 26.3, 26.10, 26.21, 26.36 of the formation of the product of the numerator of the regularization coefficient and 26.11, 26.22, 26.37 of the formation of the forecast; in blocks 26.3, 26.10, 26.21, 26.36 come from block 13 G, W -1 and at the input of the device, from the output of these blocks values

Figure 00000109
Figure 00000109

для

Figure 00000110
Figure 00000111
для j=k, поступают на вход блока 26.50 формирования суммы; с выхода 26.11 блока на 26.12 блок поступает значение прогноза для k -1 момента времени, в блок 26.12 поступают значения G, W-1, y, с выхода 26.12 блока на вход 26.50 блока поступает выражение, аналогичное (29), с 26.22 блока в 26.25 блок и 26.23 блок поступает значение прогноза для k-2 момента времени, в блок 26.25 передаются значения G, W-1, у, с 26.25 блока на вход 26.50 блока поступает выражение, аналогичное (29), с выхода блока 26.23 поступает значение прогноза для k-1 момента времени, в блок 26.24 поступают значения G, W-1, y, с выхода 26.24 блока на 26.50 блок поступает выражение, аналогичное (29), на входах 26.37, 26.38, 26.39 блоков имеем
Figure 00000112
Figure 00000113
Figure 00000114
с выходов этих блоков имеем значения для k-3, k-2, k-1 момента времени, которые поступают на блоки 26.41, 26.42, 26.40, соответственно, кроме того, блок 26.39 использует результаты работы 26.38 блока, а 26.38 блок 26.37 блока и, наконец, в 26.37 блок передаются начальные значения, на входы блоков 26.40,26.41, 26.42 поступают значения G, W-1, y, с выхода блоков 26.40, 26.41, 26.42 в блок 26.50 поступают выражения, аналогичные (29); с линий задержки 26.4, 26.14, 14.28, 26.46 на вход блоков 26.5, 26.15, 26.29, 26.47 транспонирования матричной функции и 26.6, 26.16, 26.30, 26.48 формирования произведения передается
Figure 00000115
, после чего с выхода блоков 26.6, 26.16, 26.30, 26.48 на вход блоков формирования разности 26.7, 26.17, 26.31, 26.49 поступает выражение
Figure 00000116
на выходе которых формируется невязка измерений
Figure 00000117
Figure 00000118
поступающая на 26.51 блок формирования сумм; с блока 26.50 в блок 26.53 формирования отношения передается значение
Figure 00000119
, на первый вход 26.52 формирования произведения знаменателя параметра регуляризации с блока 26.51 поступает выражениеfor
Figure 00000110
Figure 00000111
for j = k, they enter the input of block 26.50 of the formation of the sum; from the block output 26.11 to the 26.12 block, the forecast value for k -1 time instant arrives, the values G, W -1 , y are sent to the block 26.12, the expression similar to (29) is received from the block output 26.12 to the block 26.50, from block 26.22 to 26.25 block and 26.23 block the forecast value for the k-2 moment of time arrives, values G, W -1 , y are transferred to block 26.25, from 26.25 of the block an expression similar to (29) is received at the block 26.50 input, the forecast value comes from the output of block 26.23 for k-1 moment of time, values G, W -1 , y are received in block 26.24, from the output of block 26.24 at 26.50 the block receives an expression similar to (2 9), at the inputs 26.37, 26.38, 26.39 blocks we have
Figure 00000112
Figure 00000113
Figure 00000114
from the outputs of these blocks, we have values for the k-3, k-2, k-1 points in time that arrive at blocks 26.41, 26.42, 26.40, respectively, in addition, block 26.39 uses the results of operation 26.38 of the block, and 26.38 uses block 26.37 of the block and finally, at 26.37 the block initial values are transmitted, the inputs of blocks 26.40,26.41, 26.42 receive the values G, W -1 , y, from the output of blocks 26.40, 26.41, 26.42, expressions similar to (29) are sent to block 26.50; from the delay lines 26.4, 26.14, 14.28, 26.46 to the input of the blocks 26.5, 26.15, 26.29, 26.47 of the transposition of the matrix function and 26.6, 26.16, 26.30, 26.48 of the formation of the product is transmitted
Figure 00000115
then after the output of blocks 26.6, 26.16, 26.30, 26.48 to the input of the blocks of the formation of the difference 26.7, 26.17, 26.31, 26.49 the expression
Figure 00000116
at the output of which a discrepancy of measurements is formed
Figure 00000117
Figure 00000118
arriving at 26.51 summing unit; from block 26.50 to block 26.53 formation of the relationship is transmitted value
Figure 00000119
, the first input 26.52 of the formation of the product of the denominator of the regularization parameter from block 26.51 receives the expression

Figure 00000120
Figure 00000120

а на второй вход блока 26.52 поступает значение Δt с пятого информационного выхода блока 13 формирования и выдачи априорных данных (рисунок 1), на выходе блока 26.52 получаем выражениеand the second input of block 26.52 receives the value Δt from the fifth information output of block 13 for generating and issuing a priori data (Figure 1); at the output of block 26.52, we obtain the expression

Figure 00000121
Figure 00000121

С первого выхода блока 26.52 формирования произведения знаменателя параметра регуляризации на второй вход блока 26.53 формирования отношений поступает выражениеFrom the first output of block 26.52 of the formation of the product of the denominator of the regularization parameter, the expression

Figure 00000122
Figure 00000122

На выходе блока 26.53 формирование отношения получаем значение коэффициента регуляризации αn+1.At the output of block 26.53, forming the ratio, we obtain the value of the regularization coefficient α n + 1 .

Первый блок формирования произведения числителя параметра регуляризации 26.3 (рисунок 6) работает следующим образом. На вход блока 26.3.1 формирования матричной функции поступает значение оценки информационного процесса

Figure 00000123
, с выхода блока 26.3.1 на вход блоков 26.3.2 формирования частных производных матричной функции и блока 26.3.4 поступает значение
Figure 00000124
, далее с выхода блока 26.3.2 значения поступают на вход блока 26.3.3 транспонирования матричной функции, откуда на вход блока 26.3.5 формирования произведения поступает
Figure 00000125
на другие входы поступают значения GT, W-1 и значение
Figure 00000126
с выхода блока 26.3.4, на один из входов которого поступает у, значение GT поступает на вход блока 26.3.5 с выхода блока 26.3.6 транспонирования матричной функции, на вход которого соответственно с выхода 13 блока поступает значение G; с выхода блока 26.3.5 имеем значение
Figure 00000127
которое поступает соответственно на вход блоков 26.3.7 транспонирования матричной функции и 26.3.8 формирования произведения, в результате на выходе устройства будем иметь значенияThe first block of formation of the product of the numerator of the regularization parameter 26.3 (Figure 6) works as follows. At the input of the block 26.3.1 formation of the matrix function receives the value of the evaluation of the information process
Figure 00000123
, from the output of block 26.3.1 to the input of blocks 26.3.2 of the formation of partial derivatives of the matrix function and block 26.3.4, the value
Figure 00000124
, then, from the output of block 26.3.2, the values go to the input of the transposition matrix block 26.3.3 of the matrix function, whence the input of the block 26.3.5 of the formation of the product
Figure 00000125
the other inputs receive the values of G T , W -1 and the value
Figure 00000126
from the output of block 26.3.4, at one of the inputs of which y arrives, the value of G T goes to the input of block 26.3.5 from the output of block transposition 26.3.6 of the matrix function, the input of which, respectively, from the output 13 of the block receives the value G; from the output of block 26.3.5 we have the value
Figure 00000127
which is supplied respectively to the input of the matrix function transposition blocks 26.3.7 and the product formation 26.3.8, as a result, we will have the values at the output of the device

Figure 00000128
Figure 00000128

Первый блок вычисления прогноза работает следующим образом. На вход блоков 26.11.4 формирования матричной функции и 26.11.3 формирования частных производных поступает значение оценки информационного процесса

Figure 00000129
, с выхода блока 26.11.4 значение
Figure 00000130
поступает на другой вход блока 26.11.3 и блоков 26.11.5 формирования произведения, 26.11.6 формирования суммы, с выхода блока 26.11.3 значение
Figure 00000131
поступает на вход блока 26.11.1 формирования произведения, на другие входы которого поступают значения Gn(k) и Δt, с выхода этого блока на вход блока 26.11.2 формирования суммы передается значение
Figure 00000132
на другой вход блока 26.11.2 поступает значение Gn(k), в результате на выходе 26.11.2 блока, выход которого является первым выходом блока вычисления прогноза, имеем прогноз Gn(j),j=k+1; на второй вход блока 26.11.5 поступает значение Δt, с выхода которого значение
Figure 00000133
поступает на второй вход блока 26.11.6, выход которого является вторым выходом блока вычисления прогноза, с выхода которого имеем хηn(j). Остальные блоки вычисления прогноза работают аналогично.The first forecast calculation unit works as follows. At the input of blocks 26.11.4 of the formation of the matrix function and 26.11.3 of the formation of partial derivatives, the value of the evaluation of the information process
Figure 00000129
, from the block output 26.11.4 value
Figure 00000130
arrives at another input of block 26.11.3 and blocks 26.11.5 of the formation of the product, 26.11.6 of the formation of the sum, from the output of block 26.11.3 the value
Figure 00000131
arrives at the input of the product formation block 26.11.1, the other inputs of which receive the values of G n (k) and Δt, from the output of this block, the value is transmitted to the input of the sum formation block 26.11.2
Figure 00000132
to another input of the block 26.11.2 the value G n (k) is received, as a result, on the output 26.11.2 of the block, the output of which is the first output of the forecast calculation block, we have the forecast G n (j), j = k + 1; the second input of block 26.11.5 receives the value Δt, from the output of which the value
Figure 00000133
arrives at the second input of block 26.11.6, the output of which is the second output of the forecast calculation block, from the output of which we have x ηn (j). The remaining forecast calculation blocks work similarly.

Источники информацииInformation sources

1. А.А.Венгеров, В.А.Щаренский. Прикладные вопросы оптимальной линейной фильтрации. - М.: Энергоиздат, 1982. - 96 с.1. A.A. Vengerov, V.A. Shcharensky. Applied questions of optimal linear filtration. - M .: Energoizdat, 1982. - 96 p.

2. А.Фарина, Ф.Студер. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей. - М.: Радио и связь, 1993. - 118 с.2. A. Farina, F. Studer. Digital processing of radar information. Tracking goals. - M .: Radio and communications, 1993. - 118 p.

3. Патент №2362255. Россия. 2009. Цифровой интеллектуальный рекурсивный фильтр. // Костоглотов А.А., Кузнецов А.А., Пономарев А.С., Лазаренко С.В.3. Patent No. 2362255. Russia. 2009. Digital Intelligent Recursive Filter. // Kostoglotov A.A., Kuznetsov A.A., Ponomarev A.S., Lazarenko S.V.

4. Костоглотов А.А. Синтез интеллектуальных измерительных процедур на основе принципа регуляризации А.Н.Тихонова // Измерительная техника, №1, 2001. С.8-12.4. Kostoglotov A.A. The synthesis of intelligent measuring procedures based on the principle of regularization A.N. Tikhonov // Measuring equipment, No. 1, 2001. S.8-12.

5. Костоглотов А.А. Метод последовательных приближений в теории фильтрации // Автоматика и вычислительная техника, №3, 2000. С.53-63.5. Kostoglotov A.A. The method of successive approximations in the theory of filtration // Automation and Computer Engineering, No. 3, 2000. P.53-63.

6. Костоглотов А.А., Кузнецов А.А. Синтез интеллектуальной измерительной процедуры на основе метода минимальных ошибок // Измерительная техника, №7, 2005. С.8-13.6. Kostoglotov A.A., Kuznetsov A.A. Synthesis of an intelligent measuring procedure based on the method of minimal errors // Measuring technique, No. 7, 2005. P.8-13.

7. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1986. - 288 с.7. Tikhonov A.N., Arsenin V.Ya. Methods for solving incorrect tasks. - M .: Nauka, 1986 .-- 288 p.

8. Васильев Ф.П. Методы решения экстремальных задач. - М.: Наука, 1981. - 106 с.8. Vasiliev F.P. Methods for solving extreme problems. - M .: Nauka, 1981. - 106 p.

9. Костоглотов А.А. Цифровая интеллектуальная измерительная процедура // Измерительная техника, №7, 2002. С.16-21.9. Kostoglotov A.A. Digital intelligent measuring procedure // Measuring technique, No. 7, 2002. S.16-21.

10. Детистов В.А., Таран В.Н. Синтез оптимального управления градиентным методом на основе прогнозирующей модели // А и Т. - 1990. - №10. - С.46-56.10. Detistov V.A., Taran V.N. Synthesis of optimal control by the gradient method based on the predictive model // A and T. - 1990. - No. 10. - S. 46-56.

Claims (1)

Цифровой интеллектуальный многокаскадный фильтр содержит блоки: первый, второй, третий, четвертый блоки формирования разности; первый, второй, третий, четвертый блоки коррекции; блок формирования и выдачи априорных данных; первый, второй, третий, четвертый блоки формирования суммы; первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки формирования матричных функций; первую, вторую, третью и четвертую линии задержки; первый, второй и третий блок расчета параметра регуляризации, при этом первый, второй, третий и четвертый выходы блока формирования и выдачи априорных данных соединены соответственно со вторым, третьим, четвертым и пятым информационными входами первого, второго, третьего и четвертого блока коррекции, кроме того, первый, второй, пятый выходы блока формирования и выдачи априорных данных соединены соответственно с третьим, вторым и пятым информационными входами первого, второго и третьего блока расчета параметра регуляризации, первый информационный выход первого блока коррекции соединен с первым информационным входом первого блока формирования суммы, выход которого соединен с информационным входом первого блока формирования матричной функции и четвертым информационным входом первого блока расчета параметра регуляризации, первый информационный вход которого является входом устройства, выход первого блока расчета параметра регуляризации соединен с девятым информационным входом второго блока коррекции, выход первого блока формирования матричной функции соединен с информационным входом первой линии задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом первого блока формирования суммы, с седьмым информационным входом первого блока коррекции и с информационным входом второго блока формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом первого блока коррекции, первый информационный выход второго блока формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом блока формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом первого блока коррекции; второй информационный выход первого блока коррекции соединен с восьмым информационным входом второго блока коррекции, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом второго блока формирования суммы, выход которого соединен с информационным входом третьего блока формирования матричной функции и с четвертым информационным входом второго блока расчета параметра регуляризации, выход которого соединен с девятым информационным входом третьего блока коррекции, выход третьего блока формирования матричной функции соединен с информационным входом второй линии задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом второго блока формирования суммы, седьмым информационным входом второго блока коррекции и с информационным входом четвертого блока формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом второго блока коррекции, первый информационный выход четвертого блока формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом второго блока формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом второго блока коррекции; второй информационный выход второго блока коррекции соединен с восьмым информационным входом третьего блока коррекции, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом третьего блока формирования суммы, выход которого соединен с информационным входом пятого блока формирования матричной функции, выход которого соединен с информационным входом третьей линии задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом третьего блока формирования суммы, седьмым информационным входом третьего блока коррекции и с информационным входом шестого блока формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом третьего блока коррекции, первый информационный выход шестого блока формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом третьего блока формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом третьего блока коррекции; второй информационный выход третьего блока коррекции соединен с восьмым информационным входом четвертого блока коррекции, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом четвертого блока формирования суммы, выход которого является выходом устройства и соединен с информационным входом седьмого блока формирования матричной функции, выход которого соединен с информационным входом четвертой линии задержки, выход которой соединен со вторым информационным входом четвертого блока формирования суммы, седьмым информационным входом четвертого блока коррекции и с информационным входом восьмого блока формирования матричной функции, второй информационный выход которого соединен с шестым информационным входом четвертого блока коррекции, первый информационный выход восьмого блока формирования матричной функции соединен со вторым информационным входом четвертого блока формирования разности, выход которого соединен с первым информационным входом четвертого блока коррекции, в устройство в структуру блока расчета параметра регуляризации введены: первый, второй, третий и четвертый блоки формирования разности и блок формирования произведения знаменателя параметра регуляризации, которые определяют новые связи, первый информационный вход первого блока формирования разности соединен с четвертым информационным входом первого блока формирования произведения числителя параметра регуляризации, а второй информационный вход первого блока формирования разности соединен с первым информационным выходом первого блока формирования произведения; первый информационный выход первого блока формирования разности соединен с четвертым информационным входом первого блока формирования суммы; первый информационный вход второго блока формирования разности соединен с четвертым информационным входом первого блока формирования произведения числителя параметра регуляризации, а второй информационный вход второго блока формирования разности соединен с первым информационным выходом второго блока формирования произведения; первый информационный выход второго блока формирования разности соединен с третьим информационным входом первого блока формирования суммы; первый информационный вход третьего блока формирования разности соединен с четвертым информационным входом четвертого блока формирования произведения числителя параметра регуляризации, а второй информационный вход третьего блока формирования разности соединен с первым информационным выходом третьего блока формирования произведения; первый информационный выход третьего блока формирования разности соединен с первым информационным входом первого блока формирования суммы; первый информационный вход четвертого блока формирования разности соединен с четвертым информационным входом седьмого блока формирования произведения числителя параметра регуляризации, а второй информационный вход четвертого блока формирования разности соединен с первым информационным выходом четвертого блока формирования произведения; первый информационный выход четвертого блока формирования разности соединен со вторым информационным входом первого блока формирования суммы; первый информационный вход блока формирования произведения знаменателя параметра регуляризации соединен с первым информационным выходом первого блока формирования суммы, а второй информационный вход соединен с пятым информационным выходом блока формирования и выдачи априорных данных; первый информационный выход блока формирования произведения знаменателя параметра регуляризации соединен со вторым информационным входом блока формирования отношений. The digital intelligent multistage filter contains the blocks: the first, second, third, fourth blocks of the formation of the difference; first, second, third, fourth correction blocks; a block for generating and issuing a priori data; the first, second, third, fourth blocks of the formation of the amount; the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth blocks of the formation of matrix functions; first, second, third and fourth delay lines; the first, second and third unit for calculating the regularization parameter, while the first, second, third and fourth outputs of the unit for generating and issuing a priori data are connected respectively to the second, third, fourth and fifth information inputs of the first, second, third and fourth correction units, in addition , the first, second, fifth outputs of the block for generating and issuing a priori data are connected respectively to the third, second, and fifth information inputs of the first, second, and third blocks for calculating the regularization parameter, the first information the output of the first correction unit is connected to the first information input of the first sum forming unit, the output of which is connected to the information input of the first matrix function generating unit and the fourth information input of the first regularization parameter calculation unit, the first information input of which is the device input, the output of the first regularization parameter calculation unit connected to the ninth information input of the second correction unit, the output of the first matrix function forming unit is connected to and the formation input of the first delay line, the output of which is connected to the second information input of the first summing block, with the seventh information input of the first correction block and with the information input of the second matrix function forming block, the second information output of which is connected to the sixth information input of the first correction block, the first information the output of the second matrix function forming unit is connected to the second information input of the difference forming unit, the output of which is connected to your information input of the first correction block; the second information output of the first correction unit is connected to the eighth information input of the second correction unit, the first information output of which is connected to the first information input of the second summing unit, the output of which is connected to the information input of the third matrix function forming unit and with the fourth information input of the second regularization parameter calculation unit the output of which is connected to the ninth information input of the third correction unit, the output of the third block of matrix f The function is connected to the information input of the second delay line, the output of which is connected to the second information input of the second summing unit, the seventh information input of the second correction unit and the information input of the fourth matrix function forming unit, the second information output of which is connected to the sixth information input of the second correction unit, the first information output of the fourth matrix function generating unit is connected to the second information input of the second separation forming unit and whose output is connected to a first data input of the second correction unit; the second information output of the second correction unit is connected to the eighth information input of the third correction unit, the first information output of which is connected to the first information input of the third summing unit, the output of which is connected to the information input of the fifth matrix function forming unit, the output of which is connected to the information input of the third delay line the output of which is connected to the second information input of the third block of the formation of the sum, the seventh information input of the third block of cor and with the information input of the sixth matrix function generating unit, the second information output of which is connected to the sixth information input of the third correction unit, the first information output of the sixth matrix function forming unit is connected to the second information input of the third difference forming unit, the output of which is connected to the first information input of the third correction block; the second information output of the third correction unit is connected to the eighth information input of the fourth correction unit, the first information output of which is connected to the first information input of the fourth summing unit, the output of which is the output of the device and connected to the information input of the seventh matrix function forming unit, the output of which is connected to the information the input of the fourth delay line, the output of which is connected to the second information input of the fourth block of the formation of the sum, seventh the information input of the fourth correction unit and with the information input of the eighth matrix function forming unit, the second information output of which is connected to the sixth information input of the fourth correction unit, the first information output of the eighth matrix function forming unit is connected to the second information input of the fourth difference forming unit, the output of which is connected to the first information input of the fourth correction block, into the device, into the structure of the block for calculating the regularization parameter The first, second, third, and fourth difference generating blocks and the regularization parameter denominator product generating unit that define new connections, the first information input of the first difference forming unit is connected to the fourth information input of the first regularization parameter numerator product generating unit, and the second information input of the first a difference generating unit is connected to a first information output of a first product generating unit; the first information output of the first difference generating unit is connected to the fourth information input of the first sum forming unit; the first information input of the second difference forming unit is connected to the fourth information input of the first regularization parameter numerator product generating unit, and the second information input of the second difference forming unit is connected to the first information output of the second product forming unit; the first information output of the second difference forming unit is connected to the third information input of the first sum forming unit; the first information input of the third difference generating unit is connected to the fourth information input of the fourth regularization parameter numerator product generating unit, and the second information input of the third difference forming unit is connected to the first information output of the third product generating unit; the first information output of the third difference forming unit is connected to the first information input of the first sum forming unit; the first information input of the fourth difference forming unit is connected to the fourth information input of the seventh regularization parameter numerator product generating unit, and the second information input of the fourth difference forming unit is connected to the first information output of the fourth product forming unit; the first information output of the fourth difference generating unit is connected to the second information input of the first sum forming unit; the first information input of the product formation unit of the regularization parameter denominator product is connected to the first information output of the first sum formation unit, and the second information input is connected to the fifth information output of the unit for generating and issuing a priori data; the first information output of the formation unit of the product of the denominator of the regularization parameter is connected to the second information input of the relationship formation unit.
RU2011123400/08A 2011-06-08 2011-06-08 Digital multi-iterative filter RU2452080C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123400/08A RU2452080C1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Digital multi-iterative filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123400/08A RU2452080C1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Digital multi-iterative filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2452080C1 true RU2452080C1 (en) 2012-05-27

Family

ID=46231816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011123400/08A RU2452080C1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Digital multi-iterative filter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2452080C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528133C1 (en) * 2013-02-15 2014-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны РФ Device for identifying lagrange dynamic systems based on iterative regularisation
RU2694235C1 (en) * 2018-07-05 2019-07-10 Акционерное общество "Радиотехнические и Информационные Системы воздушно-космической обороны" (АО "РТИС ВКО") Method for regular detection of useful radio signals

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1302420A1 (en) * 1985-12-09 1987-04-07 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Digital recursive filter
RU2257667C2 (en) * 2003-04-09 2005-07-27 Костоглотов Андрей Александрович Digital recursive filter
RU2357357C2 (en) * 2007-01-31 2009-05-27 Андрей Александрович Костоглотов Digital intellectual recursive filter
US7552157B2 (en) * 2000-04-25 2009-06-23 Institut Franco-Allemand De Recherches De Saint-Louis Broad-dynamic filtering procedure for a recursive digital filter installed in a signal processor (DSP) operating with integers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1302420A1 (en) * 1985-12-09 1987-04-07 Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова Digital recursive filter
US7552157B2 (en) * 2000-04-25 2009-06-23 Institut Franco-Allemand De Recherches De Saint-Louis Broad-dynamic filtering procedure for a recursive digital filter installed in a signal processor (DSP) operating with integers
RU2257667C2 (en) * 2003-04-09 2005-07-27 Костоглотов Андрей Александрович Digital recursive filter
RU2357357C2 (en) * 2007-01-31 2009-05-27 Андрей Александрович Костоглотов Digital intellectual recursive filter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2528133C1 (en) * 2013-02-15 2014-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны РФ Device for identifying lagrange dynamic systems based on iterative regularisation
RU2694235C1 (en) * 2018-07-05 2019-07-10 Акционерное общество "Радиотехнические и Информационные Системы воздушно-космической обороны" (АО "РТИС ВКО") Method for regular detection of useful radio signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Combined state and parameter estimation for a bilinear state space system with moving average noise
Rego et al. Guaranteed methods based on constrained zonotopes for set-valued state estimation of nonlinear discrete-time systems
Chen et al. Distributed Kalman filtering for time-varying discrete sequential systems
Zheng et al. Unknown input observer for linear time-delay systems
Xu et al. Stochastic stability and performance analysis of cubature Kalman filter
US6601051B1 (en) Neural systems with range reducers and/or extenders
Vanbeylen A fractional approach to identify Wiener–Hammerstein systems
Ait-El-Fquih et al. Fast Kalman-like filtering for large-dimensional linear and Gaussian state-space models
Mosalanejad et al. UKF‐based soft sensor design for joint estimation of chemical processes with multi‐sensor information fusion and infrequent measurements
Kulikov et al. Accurate state estimation in the Van der Vusse reaction
Duff et al. Realization independent single time-delay dynamical model interpolation and ℋ 2-optimal approximation
RU2452080C1 (en) Digital multi-iterative filter
Carr et al. Semi-closed form solutions for barrier and American options written on a time-dependent Ornstein Uhlenbeck process
RU2357357C2 (en) Digital intellectual recursive filter
Ding et al. Parameter identification of multi-input, single-output systems based on FIR models and least squares principle
Heydari et al. Numerical solution of distributed-order time fractional Klein–Gordon–Zakharov system
de Oliveira An application of neural networks trained with kalman filter variants (ekf and ukf) to heteroscedastic time series forecasting
RU2436228C1 (en) Digital intelligent multistage filter
Wu et al. Reduced-order H2 filtering for discrete linear repetitive processes
RU2362265C1 (en) Digital intelligent iterative filter
Yong et al. An asynchronous sensor bias estimation algorithm utilizing targets’ positions only
Sun et al. Study of nonlinear parameter identification using UKF and maximum likelihood method
RU2257667C2 (en) Digital recursive filter
Morelande et al. Smoothed state estimation for nonlinear Markovian switching systems
Wang et al. Adaptive federated filter for multi-sensor nonlinear system with cross-correlated noises

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130609