SU813701A2

SU813701A2 - Нелинейный цифровой фильтр

Info

Publication number: SU813701A2
Application number: SU792808116A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Васильевич Борисов
Original assignee: Военная Орденов Ленина,Октябрь-Ской Революции И Суворова Академияим. Ф.Э.Дзержинского
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1981-03-15

Description

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для фильтрации результатов измерений двух функционально связанных параметров, например, дальности и скорости, которые выражены цифровым кодом.

По основному авт. св. № 499647 известен нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, двусторонний) ограничитель, сумматор й нерекурсивный фильтр, выход которого подключен к другим входам сумматора и блока сравнения [11.

Недостатком этого устройства является относительно низкая точность фильтрации, а также не предусмотренная регулировка порога ограничения двустороннего ограничителя приводит к увеличению ошибки Фильтрации, кроме того, для повышения точности измерений дальности и скорости объекта необходимо вести одновременную обработку результатов измерений дальности и скорости, при этом оптимальный алгоритм их совместной обработки также является функцией точности измерений. Известное устройство не позволяет проводить совместную фильтрацию двух измеряемых параметров, что также снижает точность фильтраЦель изобретения - повышение точности фильтрации.

Для этого в нелинейный цифровой фильтр, содержащий последовательно соединенные блок сравнения, двусторонний ограничитель, сумматор и нерекурсивный Фильтр, выход которого подключен к другим входам сумматора и блока сравнения, введены после довательно включенные дополнительный блок сравнения, дополнительный двусторонний ограничитель, допол15 нительный сумматор и дополнительный нерекурсивный фильтр, выход которо го подключен к другим входам дополнительного блока сравнения и дополнительного сумматора, между выходом 20 и входом двустороннего ограничителя включен первый блок оценки дисперсии измерений, выход которого соединен с первыми управляющими входами нерекурсивных фильтров, а между выходом и входом дополнительного двустороннего ограничителя включен второй блок оценки дисперсии измерений, выход которого подключен ко вто.'рым управляющим входам нерекурсивных .

фильтров, причем выход сумматора 'соединен с другим сигнальным входом дополнительного нерекурсивного фйльтра_с а выход дополнительного сумматора - с другим сигнальным входом нерекурсивного фильтра.

На чертеже представлена структурная электрическая схема нелинейного цифрового фильтра.

Устройство содержит две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных блока сравнения 1, двустороннего ограничителя 2, сумматора 3 и нерекурсивного фильтра 4, выход которого подключён к другим входам соответствующего ему блока сравнения 1 и сумматора 3. а также блока оценки 5 дисперсии измерений, вход которого пбдключен к выходу соответствующего ему двустороннего ограничителя 2, первый выход - ко входу соответствующего двустороннего ограничителя 2 , а второй выход - к управляющим входам нерекурсивных фильтров 4, причем выход сумматора 3 каждой из цепей подключен к другому сигнальному входу нерекурсивного фильтра. 4 другой· цепи»

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме при отсутствии аномальных искажений измеряемых параметров, а также при постоянных дисперсиях ошибок измерений результаты измерений скорости V] и дальности S; в моменты времени tпоступают на входы цифрового фильтра. Примем, что измерения дальности Sj и скорости Vj в моменты времени tp являются несмещенными и проводятся с сшибкой, характеризующейся дисперсиями б₅‘и 6_V соответственно. При этом значения V ; и Sj через соответствующие их каналам блок· сравнения 1, двусторонний ограничитель 2, сумматор 3 поступают на входы нерекурсивных фильтров 4. На выходе одного нерекурсивного фильтра 4 цепи фильтрации измерения скорости V f имеет скользящую оценку скорости V* , а. на выходе нерекурсивного фильтра 4 цепи фильтрации измерения дальности - оценку дальности S *. При этом в каждой цепи отрицательная обратная связь от нерекурсивного фильтра 4 к' блоку сравнения 1 компенсируется положительной обратной связью от нерекурсивного фильтра 4 к сумматору 3. При появлении аномальных ошибок измерений двусторонний ограничитель 2 ограничивает их сверху и снизу. Одновременно с этим с выхода двустороннего ограничи теля 2 сигнал поступает на вход блока оценки 5 дисперсии измерений, в котором производится интервальная скользящая оценка дисперсии ошибок измерений. Этот блок оценки 5 может представлять собой последовательно соединенные квадратор и усреднитель. Сигнал с выхода блока оценки 5 подается на вход двустороннего ограничителя 2 соответствующей цепи фильтрации и на входы нерекурсивных фильтров 4. Если дисперсии ошибок измерений изменяются, то изменяются в соответствии с этим и пороги ограничений -ограничителей 2, а также вносятся поправки в значения выходных сигналов генераторов стандартных сигналов нерекурсивных фильтров 4, что соответствует изменению постоянных коэффициентов, являющихся функцией ϋ з ,3v , 1-. , ti , где k ~ корреляционный момент;

t.; - текущий момент времени.

В соответствии с этим повышается точность фильтрации.

Claims

(54) НЕЛИКЕЙНЫП ЦИФРОВОЙ ФИЛЬТР со:еддинен с другим сигнальным вкодом дополнительного нерекурсивного фильтра а выход дополнительного сум матора - с другим сигнальным входом нйрекурсивного фильтра. На чертеже представлена структурна электрическа схема нелинейного цифрового фильтра. Устройство содержит две цепи, каж да из которых состоит из после,цо вательно соединенных блока сравнени 1, двустороннего ограничител 2, сумматора 3 и нерекурсивногсз фильтра 4, выход которого подключён к другим вход,ам соответствующего ему блока сравнени 1 и сумматора 3, а также блока оценки 5 дисперсии измерений, вход которого пЬдключен к выходу соответствующего ef-r/ двустороннего ограничител 2|, первый выход - ко входу соответствующего двустороннего ограничител 2 , а второй выход - к управл юиим входам Ешрекурсивных фильтров 4, причем выход су 5матора 3 каждой из цепей подключен к другому снгиальному входу нерекурсивного ф1-5льт р а. 4 д ру го и це п к Устройство работает следуюпим образом. В установившемс режиме при отсутствии аномальных иска сений измер; емых параметров, а также при посто нных дисперси х ошибок иэмерзний результаты измерений скорости и дальности S в времени t i поступают на входы цифрового фильтра. Примем, что измерени дальности S, и скорости Vj в мо Ненты времени вл ютс несмеиденн;ыми и провод тс с ошибкой, характеризуклдейс дисперси ми 65и б у соответственно . При этом значени Vf и S} через соответствующие их каналам блок сравнени 1, двусторонний ограничитель 2, cy iмaтop 3 поступают на входы нерекурсивных филь тров 4. На выходе одного нерекурсив ного фильтра 4 цепи фильтрации измерени скорости V j имеет скольз рду оценку скорости v , а. на выходе нерекурсивного фильтра 4 цепи фильтра ции измерени дальности оценку дсшьности S . При этом в ка:«дой цеп отрицательна обратна св зь от нерекурсивного фильтра 4 к блоку срав нени 1 компенсируетс положительно обратной св зью от нерекурсивного фильтра 4 к сумматору 3. При по вле нии аномальных ошибок измерений дву сторонний ограничитель 2 ограничива их сверху и снизу. Одновременно с этим с выхода двустороннего ограничител 2 сигнал поступает на вход блока оценки 5 дисперсии измерений, в котором производитс интервальна скольз ща оценка дисперсии ошибок измерений. Этот блок оценки 5 может представл ть собой последовательно соединенные квадратор и усреднитель. Сигнал с выхода блока оценки 5 подаетс ка вход двустороннего ограничител 2 соответствующей цепи фильтрации и на входы нерекурсивных фильтров 4. Если дисперсии ошибок измерений измен ютс , то измен ютс в соответствии с этим и пороги ограничений-ограничителей 2, а также внос тс поправки в значени выходных сигналов генераторов стандартных сигна,лов нерекурсивных фильтров 4, что соответствует изменению посто нных коэффициентов, вл ющихс функцией б ь ,v , I-. , ti , где k - коррел ционный моменту t| - текущий момент времени. В соответствии с этим повышаетс точность фильтрации. Формула изобретени Нелинейный гщфровой фильтр по авт. св. № 499647, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью повышени точности фильтрации, в него введены последовательно включенные дополнительный сравнени , дополнительный двусторонний ограничитель , дополнительный сумматор и дополнительный нерекурсивный фильтр, выходкоторого подключен к другим входам дополнительного блока сравнени и дополнительного cyMiviaTOpa, между выходом и входом двустороннего ограничител включен первый блок оценки дисперсии измерений, выход которого соединен с первыми управл ющими входами нерекурсивных фильтров , а между выходом и входом дополнительного двустороннего ограничител включен второй блок оценки дисперсии измерений, выход которого подключен ко вторым управл квдим вход1р.м нерекурсивных фильтров, причем выход суг матора соединен с другим сигнальным входом дополнительного нерекурсивного фильтра, а выход дополнительного сумматора - с другим сигнальным входом нерекурсивного фильтра . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 499647, кл. Н 03 Н 7/28, 1973 (прототип).