SU1046916A1

SU1046916A1 - Цифровой рекурсивный фильтр

Info

Publication number: SU1046916A1
Application number: SU823474841A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Васильевич Борисов; Леонид Петрович Котенко
Original assignee: Военная Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Суворова Академия Им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1982-07-19
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1983-10-07

Abstract

ЦИФРОВОЙ РЕКУРСИВНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий две цепи, кажда Из которых состоит из блока сравнени , блока оценки дисперсии измерений и сумматора, отличающийс тем, что, с целью увеличени быстродействи фильтра, в каждую цепь введены два блока пам ти и блок оценки приращений измер емого параметра, при этом вход первого блока пам ти каждой цепи объединен с первыми входами блоков оценки приращений измер емого параметра и вл етс соответствующим, входом устройства,, в каждой цепи выход первого блока пам ти через последовательно включенные блок сравнени и блок оценки дисперсии измерений подключен к вторым входам блоков оценки приращений измер емого параметра, в каждой цепи вход второго блока пам ти объединен с другим входом блока сравнени и подключен к выходу сумматора , первый вход которого соединен i с выходом блока оценки приращений |измер емого параметра, а второй (Л вход - с выходом второго блока пам ти .

Description

OS

X) :) Изобретение относитс к радиотехнике и предназначено дл фильт рации результатов измерений двух функционально св занных параметро например, дальности и скорости, которые выражены цифровым кодом. Известен цифровой рекурсивный фильтр, содержащий первый и второ сумматоры, при этом один из первы входов первого сумматора образует вход фильтра, а выход второго сум матора образует его выход, выход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, состо щего из двух последовательно соединенных элементов задержки tilНедостатком устройства вл етс относительно низка точность фильтрации двух функционально св занных параметров, например, скорости и дальности, поскольку дл получени максимально точных оценок необходимо вести одновременную обработку результатов измерений дальности и скорости. Наиболее близким по техническо сущности к предлагаемому вл етс нелинейный цифровой фильтр, содер жащий две цепи, кажда из которых состоит из последовательно соединенных блока сравнени , двустороннего ограничител , сумматора и нерекурсивного фильтра, выход которого подключен к другим входам соответствующего ему блока сравнени и сумматора, а также блока оценки дисперсии измерений, вход которого подключен к выходу соответствующего ему двустороннего ограничител первый выход -- к входу соответствующего двустороннего ограничител второй выход - к управл ющим входам нерекурсивных фильтров, причем выход сумматора каждой из цепей подключен к другому сигнальному входу нерекурсивного фильтра другой цепи 1 2. Недостатком устройства вл етс относительно большое врем фильтра ции, обусловленное необходимостью хранени и обработки относительно большого объема измерительной инфо мации в,нерекурсивных фильтрах, котора используетс дл получени оценок дальности и скорости на каж дом шаге измерений. Цель изобретени - увеличение быстродействи . Дл достижени поста вленной цели в цифровой рекурсивный фильтр, содержащий две цепи, кажда из которых состоит из блока сравнени , сумматора и блока оценки дисперсии измерений, в каждую цепь введены два блока пам ти и блок оценки при ращений измер емого параметра, при этом вход первого блока пам ти каж дои цепи объединенС первыми входами блоков оценки приращений измер емого параметра и вл етс соответствующим входом устройства, в каждой цепи выход первого блока пам ти через последовательно включенные блок сравнени и блок оценки дисперсии измерений подключен к вторым входам блоков оценки приращений измер емого параметра, в каждой цепи вход второго блока пам ти объединен с другим входом блока сравнени и подключен к выходу суммато- . ра, первый вход которого соединен с выходом блока оценки приращений измер емого параметра, а второй вход - с выходом второго блока пам ти . На фиг. 1 представлена структурна электрическа схема цифрового рекурсивного фильтра, на фиг 2 структурна электрическа схема блока оценки приращений измер емого параметра. Цифровой рекурсивный фильтр (фиг. 1) содержит две цепи, кажда из которых состоит из последовательно соединенных блока 1 (2) пам ти, блока 3 (4) сравнени , блока 5 (6) оценки дисперсии измерений, блока 7 (8) оценки приращений измер емого параметра, второй вход которого подключен к ВХОДУ блока 1 (2) пам ти, сумматора 9 (10), выход которого подключен к другому входу блока 3 (4) сравнени , и блока 11 (12) пам ти, выход которого подключен к другому входу сумматора 9 (10) . При этсал выход блока 5 (6) оценки дисперсии измерений каждой из цепей подключен к входу блока 7 (8) оценки приращений измер емого параметра другой цепи. Блок 7 (8) оценки приращений измер емого параметра (фиг. 2) содержит генератор 13 опорных сигналов , перемножители 14-15, накопители 16-21, сумматоры 22-23 и вычислительный блок 24. Рекурсивный цифровой фильтр работает следующим образом.. Результаты измерений дальности S и скорости V в моменты времени t поступают на соответствующие входы цифрового рекурсивного фильтра (фиг. 1). Примем, что измерени дальности и скорости характеризуютс несмещенными ошибками измерений с дисперси ми (J и ( соответственно . Результаты измерений занос тс в соответствующие им блоки 1 (2) пам ти, представл ющие собой регистры записи числа, и в блоки 7 (8) оценки приращений измер емого параметра . При поступлении в блоки 1 (2), пам ти очередных измерений, поступившие ранее в блоки 1 (2) пам ти результаты очередных измерений стираютс . Блоки 7 и 8 оценки приращений измер емого параметра имеют одинаковую структуру и отличаютс лишь алгоритмом работы вычислительного блока 24.

Блок 7 оценки приращений измер мого параметра, принадлежащий цепи оценки дальности, работает следующим Образом.

На вход перемножител 14 и накопител 16 поступают результаты измерений дальности S, накопител 18 - результаты измерений скорости У , перемножител 15 и накопител 19 - оценки дисперсии измерений скорости (j , а на вход накопител 21 и сумматора 22 - оценки дисперсии измерений дальности. Одновременно с этим на вход вычислительного блока 24 поступают результату измерений дальности S, скорости .и оценка дисперсии измерений скорости (7у . На другие входы перемножителей 14 и 15 поступают сигналы t;j , соответствующие моментам измерений дальности и скорости В результате на выходе перемножител 14 имеет сигнал , который поступает на вход вычислительного блока 24 и накопител 17, а на выходе перемножител 1.5 - сигнал G- -t который также поступает на вход вычислительного блока 24 и одвременно в накопитель 20, Сигналы выходов накопителей 16-20 поступают на входы вычислительного блока 24. Кроме того, сигналы с выхода накопител 20 поступают на вход Iсумматора 23, с выхода накопител 21 - на другой вход сумматора 23, а с выхода перемножител 15 - на вход накопител 20, В результате, на входах вычислительного блока 24 имеем следующую совокупность сигналов на-момент прихода т-го измерени :

.,.,1

(ум-О.тЧ-; «(vn-D-is t;; I

,ы-1).;

, ла1.45 ОГчН- „,.б а,«-1).|.о,(п,иЬ(У,-.|Ч.

°4i--.,.i;a

-1

6Вычислительный блок 24 определ ет приращение параметра bSm по следующему алгоритму.

Определ етс вспомогательный параметр

(и--|)

Далее определютс параметры Mim-i ai()-Qi().

- -Х-Уо С,(.т-Фа(.и)/дЫ-1); V г q4lvri--i)t&a4

)TTC4 - --°4tvi -i)/u(t-i)t

На основании этого вычисл ютс коэффициенты

u.A-,--uC4..j.ACi(Jv,iA,3-AC,iG-, .

AUvw-ibC4(ni-i)(r5, A7(.v«-l)-C4twi-i)Gv, А,,Ы-1)-Сг(у,-1)еГ|.

В результате окончательно определ етс оценка приращени дальности на т-ом шаге измерений г

ni--.(vn-i)u(it&Aj 1. Cm-04bAjA j .

В блоке 8 оценки приращений измер емого параметра вычислительный блок 24 работает по следующему алгоритму.

Определ ютс , значени параметров t3 и л(т-1) по приведенным выше зависимост м. Далее последовательно вычисл ютс параметры

--l(), («.-.); ,

йВ,-йСгС, АЬг--йс,б, AB,,.&c,G-5 6ilvn-l)-C Ch,-i )сг, ъ (.}.с, Cw-l)(r,

4(.w-i)-Ci(w--))G|

На основании этого окончательно, определ ют оценку приращени скорости на т-ом,шаге измерений

Ь

.)(т-1)+д6.5-А..

Сигналы с выхода Каждого из блоков 7 (8) оценки приращений измеР емого параметра поступают на вход соответствующего им сумматора 9 .(10), на другой вход которого поступает .

задержанна в блоке 11 (12) пам ти

оценка параметра, S,.;,)(V.,;), полученна на предыдущем шаге измерений

8результате на выходе сумматора

9(10) каждой из цепей образуетс соответствующа оценка дальности

sS, Syl,-i + bSwi и скорости V V., + AVvn.

Результаты-оценок через блоки 11 (12) пам ти поступают на выход

фильтра. Одновременно с этим сигналы с выхода сумматора 9 (10) каждой цепи поступают на вход соответствующего блока 3 (4) сравнени , на другой вход которого поступают

Результаты измерений параметра.

Результаты сравнени возвод тс в квадрат и усредн ютс по результатам нескольких сравнений в блоке 5 (6) оценки дисперсии. В результате с выхода блока 5 (6) в блок 7 (8) поступаю необходимые оценки дисперсии ошибек измерений GgC&v/Этим самым обеепепиваетс адаптаци фильтра к измерению точности измерений параметров, что обеспечивает повышение точности фильтрации.

Таким образом, благодар введению новых блоков и св зей увеличиваетс быстродействие фильтра при

фильтрации двух функционально св занных параметров (дальности и скорости ) , поскольку обеспечиваетс рекурсивна оценка параметров на каждом шаге измерений только по результатам измерений этих параметров на данном шаге и оценки параметров , полученных на предыдущем шаге измерений. При этом все необходимые вспомогательные величины

определ ютс рекурсивно, что исключает необходимость хранени и обработки больших массивов измерительной и вспомогательной информации .

Claims

ЦИФРОВОЙ РЕКУРСИВНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий две цепи, каждая из которых состоит из блока сравнения, блока оценки дисперсии измерений и сумматора, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия фильтра, в каждую цепь введены два блока памяти и блок оценки приращений из меряемого параметра, при этом вход ι первого блока памяти каждой цепи объединен с первыми входами блоков оценки приращений измеряемого пара метра и является соответствующим входом устройства,, в каждой цепи выход первого блока памяти через последовательно включенные блок сравнения и блок оценки дисперсии измерений подключен к вторым входам блоков оценки приращений измеряемого параметра, в каждой цепи вход второго блока памяти объединен с другим входом блока сравнения и подключен к выходу сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока оценки приращений 1измеряемого параметра, а второй вход - с выходом второго блока памяти .

SS ω с

Фиг. f

104691^