SU796881A1 - Random process simulator - Google Patents

Random process simulator Download PDF

Info

Publication number
SU796881A1
SU796881A1 SU762378262A SU2378262A SU796881A1 SU 796881 A1 SU796881 A1 SU 796881A1 SU 762378262 A SU762378262 A SU 762378262A SU 2378262 A SU2378262 A SU 2378262A SU 796881 A1 SU796881 A1 SU 796881A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
pulse
simulator
random
input
Prior art date
Application number
SU762378262A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Анатольевич Баканович
Михаил Александрович Орлов
Сергей Федорович Костюк
Владимир Петрович Шмерко
Original Assignee
Минский радиотехнический институт
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 Минский радиотехнический институт filed Critical Минский радиотехнический институт
Priority to SU762378262A priority Critical patent/SU796881A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU796881A1 publication Critical patent/SU796881A1/en

Links

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к вычислительной управл ющей технике и предназначено дл  воспроизведени  непрерывных случайных процессов с управл емыми функцией распределени  мгновенных значений и спектральной плотностью мощности. Изобретение может быть использовано дл  построени  моделирующих устройств и особенно эффективно при использовании в качестве имитатора случайных воздействий при вибрационных и ударных испытани х на электродинамических стендах.Известен имитатор случайных процессов , содержащий сумматор, усилители и фильтры, обуславливающие сложность наст йэйки имитатора l J The invention relates to computing control technology and is intended to reproduce continuous random processes with controllable instantaneous value distribution function and power spectral density. The invention can be used to build simulators and is especially effective when used as a simulator of random effects during vibration and shock tests on electrodynamic stands. A simulator of random processes is known, which contains an adder, amplifiers and filters that cause the complexity of the simulator setup. J

-Наиболее близким техническим решением к данному  вл етс  имитатор случайных процессов, содержащий источник эталонных напр жений, последовательно соединенные первый и второй преобразователи код - напр жение и модул тор пол рности, выход которого соединен с выходом имитатора , счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом первого генератора импульсов, последовательно соединенные второй генератор им Пульсов , первый делитель частоты и первый реверсивный счетчик, выход которого соединен с управл ющим входом второго преобразовател  код-напр жение , первый регистр, выход которого подключен к управл ющим входам первого преобразовател  код-напр жение и модул тора пол рности, второй регистр, выход которого подклю0 чен к управл ющему входу первого делител  частоты, датчик случайных чисел, вход которого соединен с выходом блока пам ти, блок управлени , выходы которого соединены с управл ю5 щими входйми блока пам ти, датчика случайных чисел,, счетчика импульсов, первого ревер,сивного счетчика, первого и второго регистров соответственно 2 и З J .The closest technical solution to this is a random process simulator containing a source of reference voltages, the first and second transducers in series the code-voltage and polarity modulator, the output of which is connected to the output of the simulator, the pulse counter whose input is connected to the output the first pulse generator, serially connected to the second pulse generator, the first frequency divider and the first reversible counter, the output of which is connected to the control input of the second converter code-voltage gate, the first register, the output of which is connected to the control inputs of the first code-voltage converter and the polarity modulator, the second register, the output of which is connected to the control input of the first frequency divider, random number sensor, the input of which is connected with the output of the memory unit, the control unit, the outputs of which are connected to the control inputs of the memory unit, random number generator, pulse counter, first rever, solid counter, first and second registers 2 and 3, respectively.

00

Недостаток генератора,в том, что он позвол ет получать ограниченный класс спектральных плотностей случайных процессов.The disadvantage of the generator is that it allows to obtain a limited class of spectral densities of random processes.

Цель изобретени  - расширение The purpose of the invention is the expansion

5 области применени  имитатора.5 areas of application of the simulator.

Дл  достижени  поставленной цели имитатор содержит последовательно включенные между входом имитатора и входом блока пам ти статистический To achieve this goal, the simulator contains in series between the input of the simulator and the input of the memory unit a statistical

0 анализйтрр и блок сравнени , последовательно соединенные третий генератор импульсов, второй делитель частоты, второй реверсивный счетчик и функциональный преобразователь, последовательно включенные между выходом источника эталонных напр жений и входом первого преобразовател  код-напр жение, третий и четвертый преобразователи код-напр жение , управл ющий вход которого соединен с выходом функционального преобразовател , третий регистр, выход которого подключен к управл ющему входу третьего преобразовател  код-напр жение, а вход - к соответствующему выходу блока управлени  четвертый регистр, выход которого подключен к управл ющему входу второго делител  частоты, а вход - к соответствующему выходу блока управлени , другой выход которого соединен с управл ющим входом второго реверсивного счетчика, другой выход которого соединен с информационным входом модул тора пол рности, выход датчика случайных чисел соединен с установочными входами всех регистров и счетчиком импульсов..0 analyzers and a comparison unit, a third pulse generator, a second frequency divider, a second reversible counter and a functional converter, connected in series between the source voltage of the reference voltage source and the input of the first code voltage converter, the third and fourth code voltage converters, control The input input of which is connected to the output of the function converter, the third register, the output of which is connected to the control input of the third code-voltage converter, and in d - to the corresponding output of the control unit the fourth register, the output of which is connected to the control input of the second frequency divider, and input - to the corresponding output of the control unit, the other output of which is connected to the control input of the second reversible counter, the other output of which is connected to the information input of the module polarity torus, the output of the random number sensor is connected to the setup inputs of all registers and a pulse counter ..

На фиг.1 приведена блок-схема имитатора:на фиг.2 - спектральна  плотность мощности дл  случайного процесса, представл ющего собой последовательность разнопол рных импульсов треугольной равнобедренной формы со случайными параметрами; на фиг.З - спектральна  плотность мощности типового импульса треугольной формы; на фиг.4 - аппроксимаци  произвольной спектральной плотдости. мощности суперпозицией спектральных плотностей мощности дл  треугольного импульса.Fig. 1 shows a block diagram of a simulator: Fig. 2 shows a spectral power density for a random process that is a sequence of triangular isosceles with different polarities with random parameters; FIG. 3 shows the spectral power density of a typical triangular pulse; 4 is an approximation of an arbitrary spectral density. power by superposition of power spectral densities for a triangular pulse.

Имитатор содержит блок 1 пам ти, датчик 2 случайных чисел, блок 3 управлени , первый генератор 4 импульсов , счетчик 5 импульсов, источник б эталонных напр жений, первый -7 и второй 8 преобразователи код-напр жение модул тор 9 пол рности , первый регистр 10, второй генератор 11 импульсов, первый делитель 12 частоты, второй регистр 13, первый реверсивный счетчик 14, статистический анализатор 15, блок сравнени  16, третий генератор 17 импульсов, второй делитель 18 частоты , второй реверсивный счетчик 19, функциональный преобразователь 20, третий 21 и четвертый 22 преобразователи код-напр жение, третий 23 и четвертый 24 регистры.The simulator contains a block of 1 memory, a sensor of 2 random numbers, a block of 3 controls, a first generator of 4 pulses, a counter of 5 pulses, a source b of reference voltages, a first -7 and a second 8 code-voltage converters modulator 9 polarity, first register 10, second pulse generator 11, first frequency divider 12, second register 13, first reversing counter 14, statistical analyzer 15, comparison unit 16, third pulse generator 17, second frequency divider 18, second reversing counter 19, functional converter 20, third 21 and quarters There are 22 code-voltage converters, third 23 and fourth 24 registers.

Блоки 15,16, 1,2,3,5.и 4 соединены между собой последовательно, кроме того, блок 1 пам ти и блок 3 управлени  также соединены между собой. Блоки 6, 21, 22, 7, 8, и 9 соединены последовательно. Выход модул тора 9 пол рности  вл етс  выходом имитатора. Вход имитатораBlocks 15, 16, 1, 2, 3, 5, and 4 are interconnected in series, in addition, memory block 1 and control block 3 are also interconnected. Blocks 6, 21, 22, 7, 8, and 9 are connected in series. The output of the polarity modulator 9 is the output of the simulator. Simulator input

соединен со входом статистического анализатора 15. Выход датчика 2 случайных чисел подключен к установочньм входам регистров 10,13,и 24, счетчика 5 .и второго реверсивного счетчика 19. Выходы первого регистра 10 соединены с управл ющими входами первого преобразовател  7 код-напр жение и модул тора 9 пол рности . Блоки 11, 12 и 14 соединены между собой последовательно, при этом к управл ющим входам первого делител  12 частоты подключены выходы второго регистра 13. К управл ющим входам второго преобразовател  8 код-напр жение подключены выходы первого реверсивного счетчика 14. Блоки 17-20 соединены между собо последовательно, при этом выходы функционального преобразовател  20 подключены к управл ющим входам четвертого преобразовател  22 коднапр жение , а к управл ющим входам второго делител  18 частоты подключены выходы четвертого регистра 24. Управл ющие входы третьего преобразовател  21 код-напр жение подключены к выходам третьего регистра 23, первый вход которого соединен с соответствующим выходом блока управлени  а второй вход - с выходом датчикаconnected to the input of the statistical analyzer 15. The output of the sensor 2 random numbers is connected to the set inputs of registers 10, 13, and 24, the counter 5., and the second reversible counter 19. The outputs of the first register 10 are connected to the control inputs of the first converter 7 code-voltage and modulator 9 polarity. Blocks 11, 12, and 14 are interconnected in series, with the outputs of the second register 13 being connected to the control inputs of the first frequency divider 12. The outputs of the first reversing counter 14 are connected to the control inputs of the second converter 8 code-voltage converter. Blocks 17-20 are connected between themselves in series, while the outputs of the functional converter 20 are connected to the control inputs of the fourth code converter 22, and the outputs of the fourth register 24 are connected to the control inputs of the second frequency divider 18. The inputs of the third voltage / voltage converter 21 are connected to the outputs of the third register 23, the first input of which is connected to the corresponding output of the control unit and the second input to the output of the sensor

2случайных чисел. Второй выход втор рого реверсивного счетчика 19 соединен с входом модул тора 9 пол рности К управл ющим входам регистров 10, 13, 23 и 24 и реверсивных счетчиков 14 и 19 подключены соответствующие выходы блока 3 управлени .2 random numbers. The second output of the second reversible counter 19 is connected to the input of the modulator 9 of polarity. To the control inputs of the registers 10, 13, 23 and 24 and the reversible counters 14 and 19 are connected the corresponding outputs of the control unit 3.

На фиг. 2, 3 и 4 ;при.н ты следующие обозначени : (ly и С(ш)- соответственно частота и спектральна  плотность мощности; 1 - заданна  функци  G (ОУ); 2 --воспроизводима  функци  G (ии); 3 - сдвинута  спектральна  плотность мощности типового импульса треугольной формы; WK, частоты заполнени  типового импульса треугольной-формы гармоническими колебани ; G ( ) - значени  заданной спектральной плотности мощности в точках и О.FIG. 2, 3, and 4; the following notation is used: (ly and С (ш) - frequency and spectral power density, respectively; 1 - given function G (ОУ); 2 - reproducible function G (и); 3 - shifted the spectral power density of a typical triangular pulse; WK, the filling frequency of a typical triangular pulse of harmonic oscillations; G () are the values of a given power spectral density at the points and O.

Представим временную функцию Q (t), описывающую форму выходного сигнала имитатора, в виде произведени  п ти функций, а именноImagine the time function Q (t), which describes the output signal of the simulator, in the form of a product of five functions, namely

q(t))U2(t)u,,a)U4WU5(t), (Dq (t)) U2 (t) u ,, a) U4WU5 (t), (D

где функции, сто щие в правой части (1) , есть передаточные функции соответствующих преобразователей код-напр жение и модул тора 9 по .л рности.where the functions on the right-hand side of (1) are the transfer functions of the corresponding code-voltage converters and modulators 9 in terms of polarity.

Рассмотрим режим работы имитатора при UT,(t) -U4(t) 1. Этот .режи обеспечиваетс  подачей соответствут ющих управл ющих сигналов от блокаConsider the mode of operation of the simulator at UT, (t) -U4 (t) 1. This mode is provided by the appropriate control signals from the unit

3управлени  на третий вход второ-го реверсивного счетчика 19 и первый вход третьего регистра 23, благодар  чему второй реверсивный счетчик 19 и третий регистр 23/ а следовательно , и функциональны.преобразов тель 20, третий 21 и четвертый 22 преобразователи код-напр жение устанавливаютЬ  в фиксированное сос то ние , определ ющее передачу выход ного потенциала источника б эталонных напр жений на вход первого преобразовател  7 код-напр жение без масштабного преобразовани . В этом режиме имитатор формирует поток разнопол рных импульсов, треугольной равнобедренной формы, у которых амплитуда А вершины, длительность t7 основани  и длительност Т - интервала между импульсами  вл ютс  независимыми случайными величинами , распределенными по соответствующим законам F(A), F (tr) и F(t). Знак пол рности также мен етс случайным образом, при этом веро тности по влени  импульсов положител ной и отрицательной пол рности опре дел ютс  веро тност ми попадани  значений в соответствующие, подобласти определени  функции. С учетом Сказанного функции U(t), ) и Uy(t) могут быть записаны следующим образом U(-t)A. т.е. и (t) дл  каждого импульса при нимает случайное значение; О.Ъ 2(i-), т.е. 1)2(1) описывает импульс треугольной формы единичной амплитуды и случайной длительности; т.е. ) дл  каждого импульса пр нимает случайное, но и неизменное на прот жении времени С значение. С учетом (2) - (4) имеем , Q(t , (-). Перед началом работы имитатора .в блок 1 пам ти занос тс  последовательности управл ющих кодов, обеспе чивающих при работе датчика 2 слу-г чайных чисел генерирование случайны параметров А, Т и Т, распределенны по соответствующим законам F(A}, FCC) и F(T). Каждый цикл работы имитатора начинаетс  тем, что дл  очередного импульса выходного потока генерируетс  сво  группа конкретных значе НИИ параметров А, f и Т. При этом датчик 2. случайных чисел последовательно подключаетс  блоком 3 управлени  к соответствующим област м блока 1 пам ти, а именно к области хранени  кодов дл  задани  А, затем Т и, наконец, . Первое из данной группы случайных чисел определ ющее амплитуду А формируемого импульса, заноситс  по команде из блока 3 управлени  в первый регистр 10. Второе случайное число, задающее длительность очередного случайного интервала Т между импульсами, переписываетс  блоком 3 управлени  с выходов датчика 2 случайных чисел в счетчик 5 импульсов. Третье случайное число, соответствующее- длительности f очередного импульса, заноситс  по команде из блока 3 управлени  во второй регистр 13.На выходе источника б эталонных напр жений предварительно, устанавливаетс  уровень напр жени , равный максимальному амплитудному значению формируемых импульсов, передаваемому третьим 21 и четвертым 22 преобразовател ми код-напр жение без изменени  на вход первого преобразовател  б код-напр жение. В соответствии с конкретными значени ми случайных кодов, записываемых в первый регистр 10, на выходе первого преобразовател  7 код-напр жение могут быть сформированы уровни напр жени  в диапазоне от нул  до максимального значени , установленного на внгходе источника 6 эталонных напр жений. В начальном состо нии в реверсивном счетчике 14 записаны нули. При заполнении реверсивного счетчика 14 от нул  до максимального значени  на выходе второго преобразовател  8 код-напр жение формируетс  передний фронт импульса треугольной формы. Так как реверсивный счетчик 14 заполн етс  с посто нной (дл  конкретного значени  С)частотой входных импульсов, то приращени  выходного напр жени  второго преобразовател  8 код-напр жение посто нны , и, следовательно, передний фонт формируемого импульса имеет вид наклонной пр мой.Как только в реверсивном счетчике 14 будут записаны все единицы, счетчик включаетс  в режим обратного счетчика. В этот момент оканчиваетс  формирование переднего фронта выходного импульса, а напр жение на выходе второго преобразовател  8 коднапр жение равно его входному напр жению , то есть равно конкретному значению амплитуды А данного импульса сформированного на выходе3 controls to the third input of the second reversible counter 19 and the first input of the third register 23, so that the second reversible counter 19 and the third register 23 / and therefore are functional. The converter 20, the third 21 and the fourth 22 code-voltage converters are set to a fixed link that determines the transfer of the output potential of the source b of reference voltages to the input of the first code-converter 7 without large-scale conversion. In this mode, the simulator generates a stream of bipolar pulses of a triangular isosceles shape, in which the amplitude A of the apex, the duration t7 of the base and the duration T - of the interval between the pulses are independent random variables distributed according to the corresponding laws F (A), F (tr) and F (t). The polarity sign also varies randomly, with the likelihood of positive and negative polarity pulses being determined by the likelihood of values falling into the corresponding, subdivisions of the function definition. Taking into account the above, the functions U (t),) and Uy (t) can be written as follows U (-t) A. those. and (t) takes a random value for each pulse; O. 2 (i-), i.e. 1) 2 (1) describes a triangular pulse of unit amplitude and random duration; those. ) for each pulse it is random, but also constant over time C value. Taking into account (2) - (4), we have Q (t, (-). Before starting the simulator operation. In memory block 1, sequences of control codes are inserted that ensure the generation of random parameters during the operation of sensor 2 random numbers A, T and T are distributed according to the relevant laws F (A}, FCC) and F (T). Each cycle of the simulator begins with the fact that for the next pulse of the output stream its group of specific values of the scientific research institute A, f and T are generated. This sensor 2. random numbers are sequentially connected by control unit 3 to the corresponding areas memory unit 1, namely, the code storage area for setting A, then T, and finally, the first of this random number group determining the amplitude A of the generated pulse, is entered into the first register 10 by the command from control unit 3 into the first register 10. The second random number setting the duration of the next random interval T between pulses is rewritten by the control unit 3 from the outputs of the random number sensor 2 to the pulse counter 5. The third random number, corresponding to the duration f of the next pulse, is entered by the command from the control unit 3 and in the second register 13. At the output of the source b of the reference voltages, a voltage level equal to the maximum amplitude value of the generated pulses transmitted by the third 21 and fourth 22 code-voltage converters without changing to the input of the first code-voltage converter is set. . In accordance with the specific values of the random codes recorded in the first register 10, voltage levels in the range from zero to the maximum value set at the input of the source 6 of the reference voltages can be generated at the output of the first code-voltage converter 7. In the initial state, in the reverse counter 14, zeros are written. When the reversible counter 14 is filled from zero to the maximum value at the output of the second converter 8 code-voltage, the leading edge of a triangular pulse is formed. Since the reversible counter 14 is filled with a constant (for a particular C value) input pulse frequency, the increments of the output voltage of the second code-voltage converter 8 are constant, and, therefore, the front font of the generated pulse has the form of an inclined straight line. only in the reversible counter 14 all units will be recorded, the counter is included in the countdown mode. At this moment, the formation of the leading edge of the output pulse ends, and the voltage at the output of the second converter 8, the code voltage, is equal to its input voltage, i.e., equal to the specific value of the amplitude A of the pulse generated at the output

первого преобразовател  7 код-напр жение . Так как обратный счет идет с той же частотой, что и пр мой , то длительность заднего фронта равна длительности переднего, а выходной импульс имеет вид равнобедренного треугольника.the first converter 7 code-voltage. Since the counting goes with the same frequency as the forward one, the length of the falling front is equal to the length of the leading edge, and the output pulse has the form of an isosceles triangle.

Модул тор 9 пол рности сигнала пропускает импульс с выхода второго преобразовател  В на выход имитатора , либо сохран   его пол рность, либо мен   ее в соответствии с конкретным кодом амплитуды, А импульса, записанным в первом регистре 10. Так, например, если конкретному кодированному значению амплитуды А соответствует попадание действительной амплитуды А в годобласть отрицательных значений области определени  функции F(A), то модул тор 9 пол рности сигнала распознает этот код и мен ет пол рность сигнала, формируемого на выходе второго преобразовател  8 код-напр жение. Модул тор 9 пол рности может быть выполнен с использованием известных цифровых схем сравнени , пороговых схем и операционных усилителей посто нного тока. Так как фактически выходные импульсы, поступающие от второго преобразовател  8 код-напр жение , имеют ступенчато-треуголную равнобедренную форму из-за дискретности приращений амплитуды импульса , то модул тор 9 пол рности сигнала осуществл ет, при необходимости , сглаживание фронтов импульса с помощью известных фильтрующих схем.The modulator 9 of the polarity of the signal transmits a pulse from the output of the second converter B to the output of the simulator, either keeping its polarity or changing it in accordance with the specific amplitude code, A of the pulse recorded in the first register 10. For example, if a particular coded value amplitude A corresponds to the actual amplitude A entering in the year of the negative range of the function definition area F (A), then the signal polarity modulator 9 recognizes this code and changes the polarity of the signal generated at the output of the second reobrazovatel-8 code voltage. The polarity modulator 9 can be implemented using known digital comparison circuits, threshold circuits, and operational amplifiers of direct current. Since the actual output pulses from the second code-voltage converter 8 have a stepwise triangular isosceles shape due to the discreteness of the pulse amplitude increments, the modulator 9 of the signal polarity smoothes the edges of the pulse using known filtering schemes.

С помощью случайного числа, записываемого во второй регистр 13, устанавливаетс  соответствующий коэффициент пересчета делител  12 частоты . Это означает, что дл  каждого действительного значени  длительности € :1мпульса реверсивный счетчик 14 заполн етс  с соответствующей частотой, получаемой при делении частоты импульсного потока, поступак цего через делитель 12 частоты на реверсивный счетчик 14 от второг генератора 11 импульсов. Такое управление скоростью заполнени  реверсивного счетчика 14 необходимо дл  того, чтобы при любом действительном значении длительности С импульса реверсивный счетчик 14 успевал отрабаЕтывать двойной цикл - от нул  до максимального значени  и обратно чем и обеспечиваетс  формирование строго симметричной (равнобедренной треугольной формы импульса при любых сочетани х конкретных значений длительности С импульса и его амплитуды А, т.е. при любых возможных наклонах фронтов импульсов.Using a random number written to the second register 13, the corresponding conversion factor of the frequency divider 12 is set. This means that for each valid value of duration: 1 pulse, the reversible counter 14 is filled with the corresponding frequency obtained by dividing the frequency of the pulsed flow received through the frequency divider 12 by the reversing counter 14 from the second pulse generator 11. Such control of the filling rate of the reversible counter 14 is necessary so that at any valid value of the pulse duration C, the reversible counter 14 has time to replicate the double cycle - from zero to the maximum value and vice versa, which ensures the formation of a strictly symmetric (equilateral triangular pulse shape for any combination of specific values of the duration C of the pulse and its amplitude A, i.e., at any possible inclinations of the fronts of the pulses.

С помощью первого генератора 4 импульсов и счетчика 5 ооуществл етс  развертка случайного кода, записанного в счетчик 5, во временной интервал Т между данным и последующим импульсами. По окончании интервала Т блоком 3 управлени  обеспечиваетс  реализаци  нового цикла работы имитатора случайных процессо в режиме формировани  импульсов треугольной формы со случайными параметрами .Using the first pulse generator 4 and the counter 5, a random code sweep recorded in the counter 5 is carried out in the time interval T between the given and subsequent pulses. At the end of the interval T, the control unit 3 ensures the implementation of a new cycle of operation of the random process simulator in the mode of forming triangular-shaped pulses with random parameters.

Можно показать, что спектральна  плотность мощности случайного процесса в этом режиме определ етс  выражениемIt can be shown that the spectral power density of a random process in this mode is determined by the expression

/SW(t Uil4)4/ SW (t Uil4) 4

( и;Ъ/4 k(Mi,(u; b / 4k (Mi,

(6)(6)

ч h

где D- - дисперси  процесса;where D- is the process dispersion;

TQ- математическое ожидание длительности интервала между импульсами;TQ is the expectation of the duration of the interval between pulses;

fcCt)- плотность распределени  длительности импульса выражение в скобках, возведенное в степень, представл ет собой квадрат модул  спектра Фурье типового треугольного импульса.fcCt) is the density distribution of the pulse duration; the expression in brackets raised to the power is the square of the Fourier spectrum of a typical triangular pulse.

Форма кривой 6(Ш) приведена на фиг.2 дл  области действительных частот.The shape of the curve 6 (III) is shown in Figure 2 for the real frequency range.

При f-r (t) сГ (t-to) ,т.е. дл  процесса с импульсами посто нной длительности, спектральна  плотность мощности принимает видWith f-r (t) cG (t-to), i.e. for a process with pulses of constant duration, the spectral power density takes the form

/5-1п(ШГо/4) 4 / 5-1п (ШГо / 4) 4

(7) V ОУ-СО /4 /(7) V OU-CO / 4 /

Форма кривой G(cf) приведена на фиг.З.The shape of the curve G (cf) is shown in FIG.

Второй режим работы имитатора случайных процессов позвол ет реализовать известный принцип переноса спектральной характеристики типового импульса в область высоких частот путем умножени  типового сигнала на гармоническое колебание. Рассмотрим этот режим при неслучайных параметрах. ,The second mode of operation of the random process simulator makes it possible to implement the well-known principle of transferring the spectral characteristics of a typical pulse to the high-frequency region by multiplying the typical signal by a harmonic oscillation. Consider this mode with non-random parameters. ,

T-C-Oonst СоU ,,tt) - ВкT-C-Oonst CoU ,, tt) - VK

(8)(eight)

U Ct) -- cos №к(-ь1 U Ct) - cos N (-1

где Вк - амплитуда к-той гармоники.where Bk is the amplitude of the k-harmonic.

Формирование 114(1;) согласно (8) легко и с любой требуемой точностью мОж быть осуществлено с помощью цифрового функционального преобразовател  20. Положительный полупериод гармоники (8) квантуетс  при значении А)к 1 на m тактов и значение ) ,l,2,..., (m -1.) представл етс  на выходе функциональ-ного преобразовател  20 п-разр д ым кодом. Выбором значений m и п можно обеспечить представление (8) fc любой требуемой точностью. Величина m определ ет разр дность S вто рого реверсивного, счетчика 19, при этом S 1 oq2ni.. Отрицательный полупериод формиру етс  путем изменени  пол рности выходного сигнала имитатора подачей управл ндцего сигнала со второго вых да второго реверсивного счетчика 19 на вход модул тора 9 пол рности. Импульсы от третьего генератора 17поступает через второй делитель 18частоты на счетный вход второго реверсивного счетчика 19, сигналы с выхода которого преобразуютс  функциональным преобразователем 20 в коды, управл квдие выходным напр жением четвертого преобразовател  22 код-напр жение и обеспечива Ю1цие получение сигнала 04(1). Изме нение частоты Ul обеспечиваетс  путем зс1дани  требуемого коэффициен та пересчета второго делител  18 частоты с помощью кода, формируембг датчиком 2 случайных чисел. Множество амплитуд BK и частот tsu , ,2,...г определ етс  расчетным путем по заданной спектраль-п ной плотности мощности (крива  1 на фиг.4) и известной спектральной пло ности мощности типового треугольного импульса (фиг.З), Коды амплитуд Вц и частот 4 по вл ютс  на выходе датчика 2 случайных чисел с веро  тност ми q(k), заданными согласно некоторс му закону распределени  F( (k)} значени  q(k) записываютс  в блок 1 пам ти перед началом работ имитатора Перед началом формировани  очередного импульса коды амплитуд В,, и 4acTOi 1% занос тс  с выхода латчика 2 случайн.чк чисел соот ветственно в третий 23 и четвертый 24 регистры по сигналам из блока 3 управлени , поступгш цим на соответствующие управл ющие входы этих рег-истров . Таким образом, выходной сигнал во втором режиме описываетс  времен ной функцией ( IA . ,-.,jj. $. Qi((t)U4(-t))--B,,c05( 2 (2ACl-|-),fe-b- i Положим т e/ const 0.Такому сигналу соответствует спектральна  плотность мощности, описываема  фор мулой . ( UJ-uV) G,2(«))-- 2B qtic: I (и-Щс ( cm-fUV) „. 4 0 . Выражение (10) описывает суперпозицию спектральных плотностей мощности типового импульса, треугольной формы (кривые 3 на фиг.4) , сдвинутых вдоль оси частот на частоты OU и умноженных на весовые коэффициенты, пропорциональные значени м G ( tf) . Воспроизводима  согласно (10) спектральна  плотность мощности (крива  2 на фиг.4) аппроксимирует заданную функцию спектральной плотности мощности (крива  1 на фиг. 4) произвольного вида с любой требуемой сте- пенью точности. Дл  обеспечени  равноь4ерного закона распределени  случайной начгьльной фазы сигнала (8) датчик 2 случайных чисел вьфабатывает равноверо тные случайные коды, записываемые перед началом формировани  очередного треугольного импульса во второй реверсивный счетчик 19 по сигналу иэ блока 3 управлени , поступающему на третий (управл ющий) вход второго реверсивного счетчика 19. Таким образсж, в данном ювитаторе простыми средствами достигаетс  расширение его функциональных возможностей состо щее в обеспечении возможности формировани  случайного процесса с любой требуемой спектральной плотностью мощности . Это позвол ет применить имитатор дл  решени  более широкого круга технических задач, например, при вибрационных исг ытани х. С помощью статистического анализатора 15 и блока сравнени  16 имитатор случайных процессов обеспечивает автоматическое поддержание требуемых характеристик, например спектральной плотности мощности, на выходе динамического объекта, например электродинамического вибрационного стенда,на вход которого подаетс  процесс с выхода имитатора и с выхода которого снимаетс  с noMontbio специальных датчиков сигиад, подаваемый на вход имитатора и статистического анализатора 15. При этом статистический анализатор 15 вычисл ет оценки законов распределени  и спектральной плотности мощности входного процесса, а блок сравнени  16 сравнивает эти оценки с заданными и проводит коррекцию параметров , вход щих в выражение (10) при обнаружении отклонени  статистических оценок от заданных. Описанный режим может быть Hcnojn зован дл  автоматической настройки имитатора случайных воздействий на воспроизведение случайного процесса, адекватного записанному процессу в услови х эксплуатации, и подаваемому при настройке на вход имитатора. Этот режим обеспечивает высокую степень автоматизации ударных, вибрационных и других видов испытаний9то же качество обеспечивает полную автономность данного имитатора не требует предварительной обработки информации на вычислительных машинах дл  его настройки, что открывает возможность широкого внедрени  имитатора не только на крупных испытaтeльнJilx центрах, оснащенных вычислительными машинами, но и на предпри ти х , провод щих упом нутые испытани .The formation of 114 (1;) according to (8) easily and with any desired accuracy can be carried out using a digital functional converter 20. The positive harmonic half-period (8) is quantized at a value of A) to 1 per m clock cycles and the value), l, 2, ..., (m -1.) is represented at the output of the functional converter by a 20 n-bit code. By choosing the values of m and n, it is possible to provide the representation (8) fc with any desired accuracy. The value m determines the size of the S of the second reversible counter 19, while S 1 oq2ni .. The negative half-period is formed by changing the polarity of the output signal of the simulator by supplying a control signal from the second output and the second reversing counter 19 to the input of the modulator 9 field rnness. The pulses from the third generator 17 are supplied through the second frequency divider 18 to the counting input of the second reversible counter 19, the output of which is converted by the functional converter 20 into codes, controlling the output voltage of the fourth code-voltage converter 22 and ensuring reception of the signal 04 (1). The change in frequency Ul is provided by determining the required coefficient of recalculation of the second frequency divider 18 using a code generated by the sensor 2 random numbers. The set of amplitudes BK and frequencies tsu,, 2, ... g is determined by calculation from a given spectral power density (curve 1 in Fig. 4) and the known spectral power of a typical triangular pulse (Fig. 3), Codes amplitudes Hz and frequencies 4 appear at the output of the sensor 2 random numbers with probabilities q (k) specified according to some distribution law F ((k)) the values of q (k) are recorded in memory block 1 before the simulator starts working Before the formation of the next pulse, the codes of the amplitudes B ,, and 4acTOi 1% are shifted from the output of the face 2 cl tea numbers of numbers, respectively, into the third 23 and fourth 24 registers from the signals from control unit 3, go to the corresponding control inputs of these registers. Thus, the output signal in the second mode is described by a time function (IA., -. , jj. $. Qi ((t) U4 (-t)) - B ,, c05 (2 (2ACl- | -), fe-b- i Set m e / const 0. This signal corresponds to the spectral power density, is described by the formula. (UJ-uV) G, 2 (“)) - 2B qtic: I (i-Schc (cm-fUV)„. 4 0. Expression (10) describes the superposition of the spectral power densities of a typical pulse, triangular in shape (curves 3 in Fig. 4), shifted along the frequency axis by frequencies OU and multiplied by weighting factors proportional to the values of G (tf). Reproducible according to (10) the spectral power density (curve 2 in figure 4) approximates a given function of the spectral power density (curve 1 in figure 4) of an arbitrary type with any desired degree of accuracy. To ensure equal distribution of the random phase of the signal (8), the random number sensor 2 absorbs uniformly random codes recorded before starting the formation of the next triangular pulse to the second reversible counter 19 according to the signal of the control unit 3 fed to the third (control) input of the second reversible counter 19. Thus, in this juvitator, by simple means, it is possible to expand its functionality ayy process with any required spectral power density. This allows the use of a simulator to solve a wider range of technical problems, for example, in vibratory tests. Using a statistical analyzer 15 and a comparison unit 16, a random process simulator automatically maintains the required characteristics, such as power spectral density, at the output of a dynamic object, such as an electrodynamic vibration stand, to the input of which the process is fed from the output of the simulator and from the output of special sensors the sigad supplied to the input of the simulator and the statistical analyzer 15. In this case, the statistical analyzer 15 calculates the estimates of the laws of and dividing the power spectral density of the input process and the comparison unit 16 compares the estimates with the set of parameters and carries out correction, incoming into the expression (10) for detecting deviations from predetermined statistical estimates. The described mode can be Hcnojn designed to automatically set up a simulator of random effects on the reproduction of a random process, adequate to the recorded process under operating conditions, and applied when tuning to the input of the simulator. This mode provides a high degree of automation of shock, vibration and other types of tests. The same quality ensures complete autonomy of this simulator does not require preliminary processing of information on computers to configure it, which opens up the possibility of widespread implementation of the simulator not only at large test centers equipped with computers, but and in the plants conducting the above tests.

Особо следует отметить простоту конструкции имитатора и технологичность его изготовлени  на базе стандартных и унифицированных блоков и элементов цифровой интегральной схемотехники , что обеспечивает повышени надежности работы имитатора по сравнению с известными устройствами аналогичного назначени  и уменьшает его габариты и вес и потребл емую им мощность, что удовлетвор ет одному из существенных требований, предъ вл емых к лабораторным автономным приборам.Of particular note is the simplicity of the simulator design and the manufacturability of its manufacture on the basis of standard and unified blocks and elements of digital integrated circuitry, which improves the reliability of the simulator in comparison with the known devices of similar purpose and reduces its size and weight and power consumption, which satisfies one of the essential requirements for laboratory autonomous instruments.

Технико-экономическа  эффективность от внедрени  изобретени  определ етс  следующими факторами: упрощением и удешевлением испытательного управл ющего оборудовани ; повышением достоверности испытаний и точности воспроизведени  заданных характеристик; обеспечением высокой . стабильности долговременных испытаний; упрощением и автоматизацией процесса настройки имитатора на воспроизведение случайных процессов с требуемыми законами распределени  мгновенных значений и (или)спектральной плотности мощности.The technical and economic efficiency of the implementation of the invention is determined by the following factors: the simplification and cheapening of test control equipment; increasing the reliability of tests and accuracy of reproduction of specified characteristics; ensuring high. stability of long-term tests; simplifying and automating the process of setting up the simulator to reproduce random processes with the required laws of the distribution of instantaneous values and (or) power spectral density.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР №.399631, кл. G 06 М 7/00, 1971.1. USSR author's certificate No. 3963631, cl. G 06 M 7/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2075321/24,2. USSR author's certificate in accordance with application 2075321/24, кл. G 06 F 1/02, 1974 (прототип).cl. G 06 F 1/02, 1974 (prototype). 3.Авторское свидетельство СССР, № 517018, кл. G 06 F 1/02, 1974.3. Authors certificate of the USSR, № 517018, cl. G 06 F 1/02, 1974.
SU762378262A 1976-06-28 1976-06-28 Random process simulator SU796881A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762378262A SU796881A1 (en) 1976-06-28 1976-06-28 Random process simulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762378262A SU796881A1 (en) 1976-06-28 1976-06-28 Random process simulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU796881A1 true SU796881A1 (en) 1981-01-15

Family

ID=20667733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762378262A SU796881A1 (en) 1976-06-28 1976-06-28 Random process simulator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU796881A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU796881A1 (en) Random process simulator
SU1160522A1 (en) Infra-low frequency signal generator
SU783807A1 (en) Device for reproducing time-dependent coefficients
SU731390A1 (en) Frequency meter
SU1073773A1 (en) Random pulse process generator
SU1117636A1 (en) Random process generator
SU1732419A1 (en) Former of random signals
RU2050688C1 (en) Digital generator of sine-shaped signals
SU1136327A1 (en) Method and device for converting angle code to voltages,which are proportional to sine and cosine of angle
SU764107A1 (en) Sinusoidal waveform generator
SU1016749A1 (en) Phase shift calibrator
SU1094032A1 (en) Pulse random process generator
SU935827A1 (en) Device for measuring modulation depth
SU839049A1 (en) Device for converting bridge sensor signal into frequency
SU1567990A1 (en) Method and apparatus for measuring reactive power
SU978148A1 (en) Random pulse train generator
SU565304A1 (en) Time-impulse function denerator
JPS59143978A (en) Radar transmitter
SU1265989A1 (en) Pulse-width modulator
SU660063A1 (en) Arrangement for reproduction of coefficients varying in time
SU442484A1 (en) Differentiating device
SU1012277A1 (en) Division device
SU439064A1 (en) GENERATOR OF RANDOM PROCESSES OF PRTB4CHP ^ ^ iiiJijiiEaf
SU843802A1 (en) Device for automatic steering of agricultural sets
SU1399780A1 (en) Device for modeling elastic hysteresis