SU860093A1 - Устройство дл моделировани автоматических след щих систем с телевизионным датчиком - Google Patents

Description

Изобре1;ение относитс  к вычислител ной технике и может быть использовано .дл  исследовани  помехоустойчивос ти, оценки статических и динамических характеристик автоматических сле д щих систем с телевизионными датчиками . Известны импульсные системы и уст ройства с телевизионными датчиками 1. Наиболее близка по технической сущности к предлагаемой модель с тел визионным датчиком, содержаща  сумматоры , коммутатор, интеграторы 2, Однако она не достоверно отражает все физические  влени , происход щие в двухканальных след щих системах с телевизионными датчиками, например наличие неравнозначных нелинейных св зей между каналами, переры вы информации в след щих контурах (объект лоцировани  стохастически за крываетс  облаками), зависимость качества работы от размеров объекта по соответствующим ос м координат, зави симость качества работы от размеров кадра и числа строк в кадре и т.д. Цель изобретени  - повышение достоверности и точности модели устройства слежени  с телевизионным датчиком . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  моделировани  автоматических след щих систем с телевизионным датчиком, содержащее первый задатчик координат, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого через первый дискриминатор, соединен с первым входом первого коммутатора, первый выход которого через первый формирователь импульсов соединен со входом первого усилител , первый интегратор, выход которого  вл етс  первым выходом устройства и соединен со вторым входом первого сумматора, второй задатчик координат, выход которого соединен с первым входом второго сумматора , второй усилитель и второй интегратор, выход которого  вл етс  вторым выходом устройства, дополнительно введены два блока модул , второй дискриминатор, второй и третий коммутатор, второй формирователь импульсов , два усредн ющих фильтра, два генератора тактовых импульсов, два ждущих мультивибратора, элемент И, генератор белого 1цума, полосовоР фильтр, блок сравнени  и источник опорного напр жени , причем выход пер вого сумматора через первый блок модул  соединен со вторым входом первого коммутатора, второй выход которого через первый усредн ющий фильтр соединен с управл ющим входом второго усилител , выход второfo сумматора через второй блок модул  соединен с третьим входом первого коммутатора, третий выход которого соединен с первым входом второго коммутатора , первый выход которого чере второй усредн ющий фильтр соединен с управл ющим входом .первого усилите л , выход которого соединён с первым входом-третьего коммутатора, первый выход которого соединен со входом первого интегратора, выход второго сумматора через второй дискриминатор соединен также с четвертым входом первого коммутатора, четвертый выход которого соединен со вторым входом второго коммутатора, второй выход которого через второй формирователь импульсов соединен со входом второго усилител , выход которого соединен со вторым входом третьего коммутатор второй выход которого св зан со входом второго интегратора, выход которого сс единен со вторым входом второ го сумматора, выходы первого и второ го генераторов тактовых импульсов со ответственно через первый и второй ждущие мультивибраторы соединены с первым и вторым -входами элемента И, первый вход и выход которого соединены соответственно с управл ющими входами первого и второго коммутаторов, а выход генератора белого шума через полосовой фильтр соединен с первым входом блока сравнени , второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , а выход соединен с управл ющим входом третьего коммутатора . На фиг. 1 изображена схема модели устройства слежени  с телевизионным датчиком; на фиг. 2 - 20 - диаграммы работы. Устройство содержит первый задатчик l-B(t) координаты, первый сумматор первый дискриминатор 3, первый блок 4 модул , первый коммутатор 5, первый формирователь 6 импульсов, первый ус редн юи Ьй фильтр 7, первый усилитель 8, третий коммутатор 9, первый инте . гратор 1.0, .второй задатчик координаты 11.- C(t) , второй сумматор 12, BTOpofe дискриминатор 13, второй блок 14 модул , второй коммутатор 15, вто рой формирователь 16 импульсов, второй усредн ющий фильтр 17, второй усилитель 18, второй интегратор 19, первый генератор 20 тактовых импульсов , второй генератор 21 тактовых им пульсов, первый ждущий мультивибрато 22, второй ждущий мультивибратор 23 элемент И 24, генератор 25 белого шу ма, полосовой фильтр 26, источник 27 опорного напр жени , блок 28 сравнени . Сумматор 2, дискриминатор 3, первые вход и выход коммутатора 5, формирователь 6, усилитель 8, первые вход и выход коммутатора 9, интегратор 10 образуют первый замкнутый контур устройства слежени  с телевизионным датчиком (ТД), например азимутальный . Сумматор 12, дискриминатор 13, четвертые вход и выход коммутатора 5, формирователь 16, усилитель 18, вторые вход и выход коммутатора 9, интегратор 19 образуют второй замкнутый контур устройства слежени  с ТД, например угломестный. Блок 4 модул , вторые вход и выход коммутатора 5, усредн ющий фильтр 7, соединенные последовательно, образуют первый функциональный блок св зи между первым и вторым каналами (ФБС1-2). Блок модул  14, третьи вход и выход коммутатора 5, усредн ющий фильтр 17, соединенные последовательно, образуют второй функциональный блок св зи между вторым и первым каналами (ФБС2-1). Генераторы 20 и 21 тактовых импульсов , ждущие мультивибраторы 22 и 23, элемент И, коммутаторы 5 и 15 образуют модель блока развертки ТД и имитатор выходных сигналов последнего; генератор 25 белого шума полосовой фильтр 26, источник 27 опорного напр жени , блок 28 сравнени  и коммутатор 9 составл ют имитатор помех устройства слежени  с ТД. Работа модели устройства слежени  с телевизионным датчиком (ТД) состоит в следующем. С задатчиков 1 и 11 координат на первые входы сумматоров 2 и 12 поступают напр жени  посто нного трка fJUy.) (фиг. 2) и и у (фиг. 3), которые  вл ютс  аналогом текущих координат |3 (t) и e.(t) центра т жести изображени  лоцируемого объекта на приемной поверхности ТД и, следовательно, имитируют соответственное положение объекта в пространстве. С выходов интеграторов 10 и 19 соответственно на вторые входы сумматоров 2 и 12 поступают противофазные напр жени  посто нного тока-иц,() (фиг. 4) и-Оцд С-ьИ  вл ющиес  аналогом измеренных значений координат f(-t) и (t) объекта С выхода сумматоров 2 и 12, которые соответственно выполн ют операции Р,). 2 р 0, и U -Uyg2 t)--U(t)--U2(tДеХ 1е -о, :где Zft(t} p.(t) - (t), Z-{t) (t) -%(t), напр жени  -и.(Ь) (фиг. 6) и (фиг. 7) поступают соответственно на входы дискриминаторов 3 и 13 и блоков 4 и 14 модул , где соответственно преобразуютс  по формулам )-F,(Zp,)--U,(t,z), . Uci(,2,)i UciWF4tZp)-.U,,tt,Z)i uP ЛР .i l-- - -i-7-- c/, V. J a 1- 5 при этом « UP - дй Irt ( 0,HpU - V ip,x -- 2o.- -гг ( фиг. 8), где &|ъ- апертура дискримин тора канала, . ( о,нг ( фиг. 9), где &g- апертура дискримин тора канала , F(Zp) KMl/Z|il (фиг. 10) где К„ |t96)|, F4(Z) (фиг. 11), где /tg-j-/ , причем Kg-p iKg-f , К(. К. С выходов блоков 3, 4 и 14 и 13 напр жени  U, (t) (фиг. 12), UM(t), (фиг. 13), () (фиг. 14) и ) (фиг. 15) поступают на первый, второй, третий и четвертый входы коммутатора 5. Коммутатор 5 по сигналам (фиг.17) поступающим на его управл ющий вход с выхода ждущего мультивибратора 22, осуществл ет квантование по времени напр жений, поступающих на его входы При этом частота квантовани  f (t)--f/T равна частоте следовани  тактовых им пульсов f, .(t) (фиг. 16) , которые 1 1 И Т , поступают на вход 22 с выхода генера тора 10 и определ ют частоту следова НИН кадров fn(t) . В каждый момент вр мени t f,C4).,.) С первого и четвертого выходов ко мутатора 5 снимгиотс  импульсы на1ф ж НИИ U.(t) (фиг. 18) и U..(t) (фиг. 21 JA причем U,.a)-U(t,p,) ;rnt-iT..rj-Ht-iT,,)l, U (0--U (t Z Мл IT 1гл . М .....r.)-Mt-.-T,,).

,c;

i - номер кадра;

R-j- угловые размеры объекта по

оси

- угловые размеры (апертура) кадра (строба) по осиР;

Ь )H(t.)l

o

поступает на вход формировател  16.

«О

С выходов формирователей 6 и 16 снимаютс  напр жени  (фиг. 25, фиг. 28)

(Р) ф,а)(Р)КфэиР),

Claims (2)

1. 65 t - врем  обратного хода и Т - ор врем  пр могохода развертывающего луча телевизйойного датчика (ТД) по оси fr рабочей поверхности последнего в 1-ом кадре. Со второго и третьего выходов коматора 5 снимаютс  импульсы напр ий (t) (фиг. 19) и и (t) г. 20) , причем .|UcV.Ь)/|o {4-b-iV -C,)-H-t-«T j, )|| . Импульсы напр жений U.(t) , Uj(t)., t) и 4,(1), соответственно посту входы формировател , усредщего фильтра, на первый и второй ды ко влутатора 15, на управл ющий д которого поступают импульсы на- i жени  (фиг. 22) с выхода элемента 4, и, циа) - f 1гП,г,)и (t- п„)  х2 )И(4.-У1-Г„ 1 , Т„д - период строчной развертки; п - номер строки в 1-том, кадре; , -г - ot - .,tj R - угловые размеры объекта по ° оси J R - угловые размеры (апертуры) кадра (строба) по оси f-j ot врем  обратного и Т,,с ос врем  пр мого-хода луча ТД по оси g рабочей поверхности последнего в i-том кадре изображени . С первого выхода коммутатора 15 снитс  напр жение Uj((t) , а со второго ода - напр жение ), причем Ct),)2 (t-иTn tГ2)-1(.)JK ,,(i, lob V-.- lot V- i - fnc l. тупает на вход усречн надего фильт17 , а напр жение u,,(.)-u,,(i,7,)|j4..r,)-u.ТТОторые поступают соответственно на входы усилителей 8 и 18. С выходов усредн ющих фильтров 7 и 17 снимаютс  напр жени  уфи() и ) . Напр жение .c ... Л) -Ь 1 . . Pt Ф- ПК т-т- ПК о ( фаг.26) поступает во второй канал слежени , на управл ющий вход усилител  18, дл  изменени  коэффициента усилени  последнего и, следовательно, добротности второго канала в целом. Напр жение Ксл tB г ц Ct)--f I ,t)atr JЦ,,а;-с)ас зФ пкпсиТпс Vnco (( UL2.27) поступает в первый канал слежени , на управл ющий вход усилител  8, дл  изменени  коэффициента усилени  посл днего и, следовательно, добротности первого канала в целом. К-с и КсА - коэффициенты .преобразовани  ФБа1-2 (4,5,7) ИФБС2-1 (14 5,15,17). С выходов усилителей 8 и 18 напр  жени  а JiC,,ti,VKv,u,,a,it) и,5а,гр,г)--и,,2. поступают на первый и второй входы коммутатора 9, с первого и второго в ходов которого поступают на входы ин теграторов 10 и 19. С выхода интегратора 10 напр жени IiW-U,/t)L-4Ui(P)R,,,(P) ,P) по цепи обратной св зи первого канала поступает на второй,вход сумматора 2, где сравниваетс  -с текущим зна чением Ua(t). С выхода интегратора 19 напр жение г - tUE(P) И92 Р)1; --ь- игЛР), по цепи обратной св зи второго канала поступает на второй вход сумматора 12, где сравниваетс  с текущим значением % (t). дА  оценки вли ни  перерывов инт, формации (например, лоцируемый объек закрываетс  стохастически другим объ ектом, облаками и т.д.) на управл ю щий вход коммутатора 9 поступает напр жение Vct(t} , представл ющее собой случайный телеграфный сигнал фиг.2 Статистические свойства U(t) оп редел ютс  статистическими свойств ми напр жени  (фиг. 30) , котоое формируетс  полосовым фильтром 1,26 из напр жени  шума, поступакнцего на его вход с выхода генератора белого шума 25 и имеющего равномерный спектр в диапазоне частот си О-ЮиУд, где WQ- частота среза исследуемой системы , а также величиной напр жени  Un(t), которое формируетс  источником 27 опорного напр жени , поступает на вход схемы сравнени  и определ ет длительность перерывов информации в системе с ТД. Фильтр 26 имеет переменную полосу пропускани  и позвол ет мен ть статистические свойства напр жени  Ц,,фсь; и, следовательно, среднюю частоту перерывов информации. В момент превышени  напр жени  Ljj(t) (фиг. 30) порогового уровн  коммутатор 9 отключает от входов интеграторов10 и 19 напр жени  U(t) и Uyn(t) на врем  длительности существовани С (фиг. 30) выброса напр жени  ILJt) над пороговым уровнем Un(t). Модель устройства слежени  с телевизионным датчиком -может быть реализована на транзисторах и интегральных схемах. Применение в качестве основного элемента операционного усилител  в интегральном исполнении позвол ет просто реализовать модель в виде отдельного блока, что сокращает врем  на подготовку и проведение эксперимента , упрощает эксплуатацию устройства и позвол ет проводить исследовани  большого класса систем управлени  с ТД без смены аппаратуры. Формула изобретени  Устройство дл  моделировани  автоматических след щих систем с телевизионным датчиком, содержащее первый задатчик координат, выход которого соединен с первым входом первого сумматора , выход которого через первый дискриминатор соединен с первым входом первого коммутатора, первый выход которого через первый формирователь импульсов соединен со входом первого усилител , первый интегратор, выход которого  вл етс  первым выходом устройства и соединен со вторым вхо|дом первого сумматора, второй задатчик координат, выход которого соединен с первым входом второго сумматора , второй усилитель и второй интегратор , выход которого  вл етс  вторым выходом устройства, о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью повышени  точности моделировани , в него дополнительно введены два блока модул , второй дискриминатор, второй и третий коммутатор, второй формирователь импульсов, два усредн ющих фильтра, два генератора тактовых импульсов , два ждущих мультивибратора, элемент И, генератор белого шума, по лосовой фильтр, блок сравнени  и источник опорного напр жени , причем выход первого сумматора через первый блок модул  соединен со вторым входом первого коммутатора, второй выход которого через первый усредн кнций фильтр соединен с управл ющим входом второго усилител , выход второго сумматора через второй блок модул  соединен с третьим входом первого коммутатора , третий выход которого соеди нен с первым входом второго коммутатора , первый выход которого через второй усредн кмдий фильтр соединен с управл ющим входом первого усилител , выход которого соединен с первым входом третьего коммутатора, первый выход которого соединен со входом первого интегратора, выход второго сумматора через второй дискриминатор сое динен также с четвертым входом первого коммутатора, четвертый выход которого соединен со вторым входом второго коммутатора, второй выход которого через второй формирователь импульсов соединен со входом второго усилител , выход которого соединен -- j,со вторым входом третьего коммутатора, второй выход которого Ьв зан сб входом второго интегратора, выход которого соединен со вторым входом второго«сумматора, выходы первого и второго генераторов тактовых импульсов соответственно через первый и второй ждущие мультивибраторы соединены с первым и вторым входами элемента И, первый вход и выход которого соединены соответственно :: управл ющими входами первого и второго коммутаторов, а выход генератора белого шума через полосовой фильтр соединен с первым входом блока сравнени , второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , а выход соединен с управл ющим входом третьего коммутатора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Михалков К.В. Основы телевизионной автоматики. Энерги , Ленинградское отделение, 1967, с. 233.
2. 2.Сигалов Г.Г., Мадорский Л.с. Основы теории дискретных систем управлени . Минск, Высша  школа, 1973, с. 324, рис. 77 (прототип).

   (Pat. 2

   Vu3i

   fpui. 3

   (риг if

   Фиг 5

   tpuz.S

   ;fz;

   (риг. 7 л1

   W

   It

   Kge tgs (putB

   hd

   Kfif ltgei (риг. JO

   Кнг /W (Риг. 11

   fnH-l

   Unn-i

   t rTH-l жди-)„ Мхгм-(,, &Ш1 ОДШ I«жм-г Ь. РКП Ф«/г. W

   Фиг 22 ФигЛ7 . п. Фиг. 20 . /5 Ц Ь- ч

   Фиг.23

   Фиг.2 ц Ш, tL Ф4/а.//

   и,г

   , IT

   ифф

   Фие.28

   WrФut23

   V

   Фиг. 30