SU696483A2 - Адаптивный временной дискретизатор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике дискретизации непрерывных сигналов (случайных процессов) и может быть использовано в прикладных инженерных задачах анализа случайных процессов с целью получени  исходных данных дл  прогнозировани  функциональной надежности технических объектов.

В основном авт. св. 394800 описан адаптивный временной дискретизатор , обеспечивающий достаточнЕЛй диапазон изменени  такта измерений и содержащий блок сравнени , выход которого соединен с первыми входами блока пам ти и блока выборки сигнала , BTOftJe входы которых присоединены ко входу устройства, измерительный элемент и блок управлени , вход которого подключен к выходу блока сравнени , а выход соединен с первым входом измерительного элемента,второй вход которого подключен к выходу блока пам ти, а выход которого соединен со входом блока сравнени  1

Недостатком этого дискретизатора  вл етс  невозможность определени  некоррелированных наибольших значений измер емого (анализируемого)случайного процесса (СП).

Цель предлагаемого изобретени  расширение класса решаемых задач за счет определени  некоррелированных наибольших значений анализируемого СП.

Дл .этого в адаптивный временной дискретизатор введены коррел тор, элемент И и блок определени  наибольших значений, выход которого  вл етс  соответствующимвыходом дискретизатора , первый вход - подключен к выходу блока выборки сигнала, управл ющий вход - соединен с соответствующим выходом блока управлени , а второй вход блока определени  наибольших значений подключен к выходу элемента И, управл ющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока управлени , а информационный вход подключен к входу коррел тора и  вл етс  входом дискретизатора , выход коррел тора соединен с соответствующим входом блока управлени .

Одноканальный коррел тор обеспечивает получение ве.гтчины интервала коррел ции СП. Элемент И осуществл ет пропускание этого измер емого (анализируемого) СП на вход блока

определени  наибольших значений, который осуществл ет выбор наибольшего значени  на каждом из заданных интервалов коррел ции с учетом значений на концах этих интервалов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого адаптивного временного дискретизатора.

Он содержит блок 1 выборки сигнала , выход которого служит первым выходом дискретизатора, а первый вход соединен со входом дискретизатора, Вход дискретизатора подключен также к первому входу блока 2 пам ти,второй вход которого, а также второй вход блока 1 соединены с выходом бло ка 3 сравнени , а выход - с первым входом измерительного элемента 4, Второй вход измерительного элемента

4подключен к первому выходу блока

5управлени , первый вход которого соединен с выходом блока 3 сравнени  выход коррел тора 6 соединен с соот ветствующим входом блока управлени , а вход - ко входу дискретизатора. Вход дискретизатора подключен также

к информационному входу элемента И 7 управл ющий вход которого соединен с соответствующрш выходом блока 5 управлени , а выход - с первым вхо дом блока 8 определени  нанбольших значений. Управл юи гй вход блока 8 подключен к соответствующему, выходу блока 5 управлени , второй вход к выходу блока 1 выборки.сигнала, а выход  вл етс  соответствующим выхо дом дискретизатора.

Предлагаемый адаптивный временной дискретизатор работает следующим образом/

Анализируемый СП поступает на вхо одноканального коррел тора 6, кото рыК определ ет величину интервала коррел ции этого процесса и засылае эту величину на второй вход блока 5 управлени . На эти интервалы будет происходить разбиение этого СП и вы дача блоком 5 управлени  сигнала на

открытие элемента И 7, который пропускает значение СП в этот момент (t 0) на блок 8 определени  наибольших значений, где этот сигнал запоминаетс . Входной сигнал в виде анализируемого СП проходит также в блок 2 Пс1м ти и запоминаетс  как знчение СП Х{0), которое вычитаетс  из последукнцих значений процесса X(t), т.е. с выхода блока 2 сигнал V{t) X(t) Х(0) будет поступать на вход измерительного элемента 4, и если СП - есть пр ма  лини .(перва  производна  х (t) const, а втора  - равна нулю) , то напр жед1ие на выходе измерительного элемента 4 равно нулю. Если же СП имеет тен денцию изменени , отличнуюот пр мо линии, то отличное от нул  напр жение с выхода измерительного элемента 4 поступает на вход блока 3 сравнени . При сравнении этого напр жени  с допустимой величиной, котора  определ етс , исход  из допустимой погрешности аппроксимации, с выхода блока 3 сравнени  поступает сигнал на блок 1 выборки сигнала и на сброс в нуль блока 2 пам ти, С выхода блок 1 считанное значение СП в дискретной форме поступает на вход блока 8 определени  наибольших значений и на первый выход дискретизатора, с которого снимаютс  дискретные значени  преобразованного входного СП. При этом в блоке 8 определени  наибольших значений заЪоминаетс  больша  из двух сравниваемых величин (или перва  при их равенстве), а меньша  по сигналу с блока 5 управлени  стираетс . В этот момент в блоке 2 пам ти запоминаетс  новое значение СП, а с первого выхода блока 5 управлени  на второй вход измерительного элемента 4 поступает управл ющий сигнал, в соответствии с которым перестраиваетс  измерительный элемент и подготавливаетс  к очередному циклу измерени  погрешности линейной аппроксимации . В случав отличи  СП от пр мой линии на выходе измерительного элемента вновь по вл етс  напр жение, отличное от нул , и работа всего устройства повтор етс . При этом с первого выхода дискретизатора снимаетс  очередное дискретное значение, а в блоке 8 произойдет сравнение этого сигнала с предыдущим, большее из которых запоминаетс . Далее рабо та дискретизатора повтор етс  до тех пор, пока с блока 5 управлени  на элемент И 7 не поступит сигнал на выбор очередной границы следующего интервала коррел ции. В момент прохождени  входного анализируемого СП через элемент И 7 на блок 8 определени  наибольших значений происходит его сравнение со значением, записанньа, и выдача большего из них на второй выход дискретизатора. Далее дискретизатор по вышеописанному принципу производит преобразование непрерывного входного анализируемого СП в дискретную на всех последующих отрезках времени, равных интервалу коррел ции, с одновременным выбросом наибольшего значени  в каждом из них.

Предлагаемый адаптивный временный дискретизатор помимо сжати  исходной информации о СП (адаптивной дискретизации) позвол ет выдел ть наибольшие некоррелированные значени , которые могут быть использованы в р л© прикладных инженерных задач. Информаци  о значени х некоррелированных наибольших значений СП, действующих на технический объект, может

быть использована дп  оценки параметров распределени  наибольших значений . Знаь распределение этих значений можно прогнозировать характеристики функциональной надежности технического объекта.

Экономический эффект от внедрени  предлагаемого изобретени  в народном хо-; -:стве равен сумме средств, сэкономг .енных на автоматизации получени  некоррелированных наибольших значений и сжатии информации об анализируемых (измер емых) СП. Косвенным путем экономический эффект можно оценить стоимостью вызванного непрелвиденными неисправност ми ущерба, который может возникнуть из-за невозможности прогнозировани  Функциональной надежности технических объектов из-за .незнани  некоррелированных на ибольших значений СП, действующих на эти объекты при эксплуатации. Ф-эрмула изобретени 

Адаптивный временной дискретизатор по авт. ев, 394800, о т л и чающийс  тем, что, с целью расширени  класса решаемых задач за счет определени  некоррелированных наибольших значений анализируемого случайного процесса, в него введены коррел тор, элемент И и блок определени  наибольших значений, выход которого  вл етс  соответствующим выходом дискретизатора, первый вход подключен к выходу блока выборки сигнала, управл ющий вход соединен с соответствующим выходом блока управлени , а второй вход блока определени  наибольших значений к выходу элемента И, управл ющий вход которого соединен с соответствующим выхо5 дом блока управлени , а информационный вход подключен к входу коррел тора и  вл етс  дискретлзатора , выход коррел тора соединен с соответствующим входом блока управле0 ни .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ff 394800, кл. G06 G 7/02, 1971.

ало5