SU940161A1 - Фильтр сбоев - Google Patents

Description

С) ФИЛЬТР СБОЕВ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано , в частности, дл  фильтрации сбоев в сигналах датчиков первичной информации, либо, когда эти сигналы образуютс  накоплением за определенный интервал, либо, когда датчики опрашиваютс  в дискретные моменты времени.

Известны фильтры, позвол ющие лик-,д видировать вли ние сбоев во входной информации, но эти фильтры не обеспечивают достаточней надежности исправлени  сбоев .

Наиболее близким к предлагаемому 15  вл етс  фильтр сбоев, реализующий способ мажорировани  со стробированием , содержащий два коммутатора, три запоминающих устройства четыре сумматора, мажорирующее устройство 20 и генератор тактовых импульсов. Три выхода первого коммутатора через запоминающие устройства соединены с, входами второго коммутатора, четыре

выхода которого через сумматоры, а .п тый непосредственно, подсоединены к входам мажорирующего устройства На вторые входы сумматоров подают посто нные величины попарно, равные друг другу по величине и противоположные по знаку. Всеми блоками фильтра сбоев управл ют при помощи соединенного с ним генератора тактовых импульсов 2.

Claims (2)

1. Известный фильтр сбоев работает следующим образом. При помощи перво го коммутатора и трех запоминающих устройств фиксируют значени  входного сигнала в конце трех последоват тельных тактов. При помощи второго коммутатора и четырех сумматоров формируют следующие величины, подле :гащие дальнейшей мажоритарной обработке: значение входного сигнала в конце третьего тракта, значение входного сигнала в конце второго |такта, .увеличенное на посто нную величину А, значение в.ходного сигнала 8 конце второго такта, уменьшенное на ту же величину, значение входного сигнала в конце первого такта, увеличенное на просто нную величину В, значение входного сигнала в конце первого такта, уменьшен ное на ту же величину. Номер тактов возрастает с увеличением времени. Пары преобразованных сигналов 2 и 3, а также k и 5 составл ют два стро ба. При медленном изменении входного сигнала, малых посрешност х источни и при отсутствии сбоев медианой  вл етс  последнее значение - сигнал передаетс  фильтром без запаздываний и искажений . При по влении i одиночного выброса смещаютс  или од последнее значение или обе границы одного из стробов. В обоих случа х отклонение выходного сигнала медиа ны) ограничиваетс  величиной строба Эффективность фильтрации известного фильтра определ етс  выбором величин стробов А и В, С одной стороны, необходимо, чтобы при мак симально возможной скорости изменен входного сигнала последующее его зн чение не выходило за пределы обоих стробов. Этим определ етс  верхн   граница при выборе величин . С другой стороны, величинавыбросов в выходном сигнале при наличии сбо  пропорциональна значению стробов и поэтому их следует выбирать возмЬжно меньшими. . Посто нство величины стробов в И вестном фильтре сбоев существенно снижает эффективность фильтрации. , Действительно, при малых скорост х изменени  входного сигнала величины стробов оказываютс  неоправданно большими и соответственно увеличиваютс  по сравнению с достижимыми выбросы вы одного сигнала, вызванные сбо ми. Цель изобретени  - повышение эффективности фильтрации. Поставленна  цель достигаетс  те что в фильтр сбоев,содержащий два ком мутатора, три запоминающих устройства , четыре сумматора, мажорирующее устройство и генератор тактовых импульсов , первый, второй, третий,чет вертый , п тый и шестой выходы которого соединены соответственно с упра л ющими входами первого и второго коммутаторов, первого, второго и третьего запоминающих устройств и мажорирующего устройства, информационный вход первого коммутатора  вл етс  входом устройства, первый, второй и третий выходы соединены соответственно с входами первого, второго и третьего запоминающих уст- ; ройств, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим информационными входами второго коммутатора,первый выход которо го соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, второй выход соединен с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выходы первого , второго, третьего и четвертого сумматоров соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами мажорирующего устройства , п тый вход которого соединен с третьим выходом второго коммутатора , выход мажорирующего устройства  вл етс  выходом устройства, седьмой выход генератора тактовых импульсов соединен с управл ющими входами первого , второго, третьего и четвертого сумматоров, введены третий и четвертый коммутаторы, четвертое и п тое запоминающие устройства и п тый сумматор, причем шестой выход генератора тактовых импульсов соединен с управл ющим входом третьего коммутатора , информационный вход которого соединен с выходом мажорирующего устройства , а первый и второй выходы соединены соответственно с входами четвертого и п того запоминающих устройств, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами четвертого коммутатора , восьмой, дев тый, дес тый и одиннадцатый выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управл ющими входами четвертого и п того запоминающих устройств , четвертого коммутатора и п того сумматора, первый и второй выходы четвертого коммутатора соединены соответственно с первым и вторым входами п того сумматора , первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого , второго, третьего и четвертого сумматоров. На чертеже приведена блок-схема фильтра сбоев. Фильтр сбоев состоит из четырех коммутаторов I-, п ти запоминающих устройств 5-9 п ти сумматоров 10-1, 5 мажорирующего устройства 15 и генератора 16 тактовых импульсов.Входом фильтра  вл етс  информационный вход коммутатора 1, а выходом - выход ма жорирующего устройства 15. Выходы коммутатора 1 через запоминающие устройства 5-7 соединены с входами коммутатора 2. Первый выход коммута тора 2 через сумматоры 10 и 11 под ключен к первым двум входам мажорирующего устройства 15, второй выход коммутатора 2 через сумматоры 12 и 13 соединен с третьим и четвертым входами мажорирующего устройства 15 п тый вход которого соединен с трет им выходом коммутатора 2. Выход мажорирующего устройства 15 соединен с информационным входом коммутатора 3,два выхода которого через запоминающие устройства 8 и 9 подключены к информационным входам коммутатора 4,выходы которого соединены с входа ми сумматора k: Выходы этого сумматора подключены к вторым входам сумматоров 10-13. Все блоки соединены с генератором 16 тактовых импульсов,при помощи которого производ т управ ление работой фильтра. Коммутиру  входной сигнал при помощи первого коммутатора 1, в запоми нающих устройствах 5-7 фиксируют зна чени  входного сигнала в трех последовательных тактах. При помощи второго коммутатора 2 на первые вхот ды первого и второго сумматоров 10 и 11 подают входной сигнал, зафиксированный в первый из трех моментов времени, на п тый вход мажориру ющего устройства 15. - входной сигнал зафиксированный в третий момент времени , а на первые входы третьего и четвертого сумматоров 12 и 13 - вход ной сигнал, зафиксированный во второй момент времени. На выходе мажорирующего устройства 15 получают медиану п ти величин, поданных на входы этого блока. Эти величины,относ щиес  к первому и второму моменту времени, фиксируют при помощи третьего коммутатора 3 и четвертого, и п того запоминающих устройств 8 и 9- При помощи сумматооа И получают величины- - I Кд, -jUz-U |Кд; (h.-, где LL и Uj - значени  сигналов, относ щиес  соответственно к второму и первому моментам времени; KQ, К посто нные коэффициенты. 16 Полученные величины подают на вторые входы первого, второго, третьего .и четвертого сумматоров 10-13 и используют их в качествестробов . Стробы, образованные дл  фильтрации сбоев, в отдичие от известного устройства, имеют не посто нную величину , а измен ютс  в зависимости от скорости нарастани  С или убывани ) фильтрированного сигнала на интервалах времени, предшествующих данному замеру.-Дл  этого сигналы , полученные в определенные моменты времени, направл ют в четвертое и п тое запоминающие устройства 8 и 9. Эту функцию выполн ет третий коммутатор 3, который по сигналам генератора 16 тактовых импульсов направ л ет сигналы в четвертое и п тое запоминающие устройства 8 и 9 где их запоминают и хран т значени  сигнала в прошедшие моменты времени. Из хран щихс  сигналов формируют величины, пропорциональные скорости их изменени . Эта задача решаетс  при помощи четвертого коммутатора , который посылает в определенном пор дке значени  сигналов, и п того сумматора 1, который, складыва  эти сигналы, формирует переменные стробы и посылает их на вторые входы первого, второго , третьего и четвертого сумматог ров 10-13. При этом, если скорость изменени  входного сигнала мала, то малы и стробы, что снижает величину выброса при по влении сбо . Применение предлагаемого фильтра сбоев позвол ет повысить эффективность фильтрации по сравнению с по-. лучаемой известным устройством. Прв ышение эффективности примерно равно отношению максимально возможной скорости изменени  входного сигнала к среднему значению этой скорости за врем  работы фильтра. Формула изобретени  Фильтр .сбоев, содержащий два коммутатора , три запоминающих устройства , четыре сумматора, мажорирующее устройство и генератор тактоьых импульсов , первый, второй, третий, четвертый , п тый и шестой выходы которого соединены соответственно с управл ющими входами первого и второго коммутаторов, первого, второго и третьего запоминающих устройств и мажорирующего устройства, информаци онный вход Первого коммутатора  вл  етс  входом устройства, первый, вто рой и третий выходы соединены соот ветственно с входами первого, второ и третьего запоминающих устройств, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим информационными входами второго ком мутатора, первый выход которого сое динен с первыми входами первого и второго сумматоров, второй выход соединен с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выходы пер вого, второго, третьего и четвертого сумматоров соединены соответстве но с первым, вторым, третьим и четвертым входами мажорирующего устройства , п тый вход которого .соединен с третьим выходом второго комму татора, выход мажорирующего устройства  вл етс  выходом устройства, седьмой выход генератора тактовых импульсов соединен с управл ющими входами первого, второго, третьего и четвертого сумматоров,о т л и чающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности фильтрации, в него введены третий и четвертый коммутаторы, четвертое и птЛг запоминающие устройства и п тый сумматор , причем шестой выход генера18 тора тактовых импульсов соединен с управл ющим входом третьего коммутатора , информационный вход которого соединен с выходом мажорирующего устройства, а первый и второй выходы соединены соответственно с входами четвертого и п того запоминающих устройств, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами четвертого ком(утатора, восьмой, дев тый, дес тый и одиннадцатый выходы генератора тактовых импульсов соединены соответственно с управл ющими входами четвертого и п того запоминающих устройств, четвертого коммутатора и п того сумматора, первый и второй выходы четвертого коммутатора соединены соответственно с первым и вторым входами п того сумматора,первый , второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого, второго , третьего и четвертого сумматоров . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Питерсон У., Уэлдон Э, Коды, исправл ющие ошибки. М., Мир, 1976.
2. 2.Гильбо Е.П. Челпанов И.Б. Обработка сигналов на основе упор доченного выбора. М., Советское 1975, с. 273-27 (прототип). радио.