SU961171A1 - Устройство дл мажоритарного преобразовани сигналов - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАЖОРИТАРНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

СИГНАЛОВ

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в различных измерительных схемах дл  обработки сигналов датчиков первичной информации .

Известно устройство дл  мажоритарного преобразовани  сигналов, содержащее N цепочек, кажда  из которых .составлена из последовательно соединенных элемента; сравнени  (вычитани ) и нелинейного элемента, выход каждого нелинейного элемента подключен к одному из N входов суммирующего усилител , выход которого через пропорциональное звено с единичным коэффициентом усилени  подключен к каждому из первых входов элементов сравнени , вторые входы элементов сравнени   вл ютс  N входами устройства , выходом устройства  вл етс  выход суммирующего усилител  TilНаиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  устройство , содержащее N цепочек, кажда  из которых составлена из последов тельно соединенных элементов сравнени  и нелинейного элемента, выход каждого нелинейного элемента подключен к одному из N входов сумматора , выход которого подключен к входу усилител , выход которого подключен к каждому из первых входов элементов сравнени , вторые входы элементов сравнени   вл ютс  N входами устройства, выходом устроПотва  вл етс  выход усилител  2J.

Недостатком известных устройств  вл етс  их сложность, обусловлен10 на  большим количеством нелинейных элементов и элементов сравнени . Кроме того, устройства не могут быть использованы дл  мажоритарной обработки одного нестационарного

15 сигнала без введени  дополнительных элементов задержки, трудно реализуеNsjx на практике.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и упро20 щение устройства.

. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  мажоритарного преобразовани  сигналов, содержащее усилитель, выход которого со25 . единен с выходом устройства, элемент сравнени , первый вход которого подключен к выходу усилител , а выход - к входу нелинейного .элемента, введены инерционное звено и коммута30 тор, входы которого соединены с входами устройства,,а выход подключен к второму входу элемента сравнени  вход инерционного звена подключен к выходу нелинейного элемента, а выход - к входу усилител . На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства} на фиг. 2 - результаты моделировани  предлагаемого устройства дл  случа  мажоритарного преобразовани  трех сигналов/ на фиг. 3 - то жеj дл  случа  обработки одного нестационар ного сигнала. Устройство содержит коммутатор 1, элемент 2 сравнени , нелинейный элемент 3, инерционное звено 4 и усилитель 5. Входы устройства подключены к входам коммутатора 1, а его выход подключен к второму входу элемента 2 сравнени . Выход элемента 2 сравнени  соединен с входом нелинейного элемента 3, выход которого подключе к входу ийердионного звена 4. Выход инерционного звена 4 соединен с вхо дом усилител  5, выход которого под ключен к первому входу элемента 2 сравнени . Выход усилител  5 соединен с выходом устройства. Устройство работает следующим об разом. Сигналы, подлежащие мажоритарном преобразованию, поступают на N входов коммутатора 1, который последовательно подключает каждый из входных сигналов в течение интервалов, времени длительностью д1 к второму (суммирующему) входу элемента 2 сравнени . Врем  цикла коммутации всех преобразуемых сигналов составл ет At-N, CD

где N - число входных сигналов.

Величину At рекомендуем принимать с учетом минимального интервалас посто нства входных сигналов и возможности , по крайней мере, шестикратного их опроса, чему соответствует выражение

тдп

(2)

At

Шестикратный опрос каждого входного сигнала обеспечивает требуемое затухание переходных процессов при условии надлежащего выбора посто нной времени инерционного звена.

На вычитающий вход элемента 2 сравнени  подаетс  сигнсш с выхода усилител  5. .В элементе 2 сравнени  происходит алгебраическое вычитание и на выходе его образуетс  сигнал ошибки, который поступает на вход нелинейного элемента 3. В нелинейном элементе 3 сигнал ограничиваетс  до допустимой величины и поступает на вход инерционного звена 4-. Ине эционЭто гарантирует затухание переходного процесса и получение динамически неискаженной оценки.

5 Из (5) получаем настройки (4), положив

1 Тин ,,K

ИН/ .

З.с.

. t-N,

Т,

цикл

где ut находитс  из формулы (2).

Сигнал с выхода инерционного звена 4 поступает на вход усилител  5. Коэффициент усилени  Ку. усилител  5 выбираетс  из услови  осуществлени  глубокой отрицательной обратной св зи,

Если мажоритарному преобразованию подвергаетс  один сигнал, он может сразу подаватьс  на суммируквдий (второй ) вход элемента 2 сравнени .

0 На фиг.- 2 представлены результаты моделировани  устройства дл  случа  мажоритарного преобразовани  трех сигналов, где кривые 6-8 - обрабатываемые сигналы; крива  9 - сигнал

5 на выходе устройства. ное звено 4 описываетс  передаточной функцией вида инСр) Y где К коэффициент усилени  инэрционного звена; посто нна  времени инерционного звена. Инерционное звено 4 выполн ет функцию динамического суммировани  последовательно поступающих на его вход ограниченных импульсов, т.е. работает аналогично блоку суммировани  известного устройства. В дискретном варианте этому соответствуют известные устройства экспоненциального сглаживани  и рекуррентные формы оценивани  текущего среднего , а через него и суммарной величины . Дл  того, чтобы выходной сигнал инерционного звена 4.был близок к суммарной величине, необходимо на- строечные коэффициенты выбирать по соотновлени м т iMTlin Kyt-N, (4) ИHи- где KVJJ. - коэффициент усилени  усилител  5. Такой выбор посто нной времени инерционного звена приводит, примерно , к двух-, трехкратному повторению длительности переходного процесса на интервале минимального посто нства входных .сигналов, что вытекает из передаточной функции замкнутой системы при работе на линейном участ-, ке ограничител  VW, (р):: . TT,,/K. Sc)-P4 W4urSc).

На фиг. 3 показаны результаты моделировани  устройства дл  случа  обработки одного нестационарного сигнала, где крива  10 - обрабатываемый сигнал, крива  11 - сигнал на выходе устройства.

Снижение точности мажоритарного преобразовани  сигналов в предлагаемом устройстве составл ет не 5% по сравнению с результатами преобразовани  в известном устройстве (дл  трех обрабатываемых сигналов), а также с результатами преобразовани  одного сигнала по алгоритму, реализованному на ЭЦВМ НАИРИ-2, что  вл етс  приемлемым дл  многих практических задач.

Таким образом, изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства и упрощение его конструкции. .

Экономический эффект от внедрени  устройства, например, в мартеновском электросталеплавильном и доменном производствах составит около 40 тыс. руб. в год за счет упрощени  устройств дл  мажоритарной обработки сигналов, примен емых дл  контрол  и прогнозировани  изменени  технологических переменных.

Claims (2)

1.Гильбо Е.П. и Челпанов И.Б. Обработка сигналов на основе упор доченного выбора. М., Советское радио, 1975, с. 15, рис. .1.2.

2.Перель Е.А. и Безус А.Н. Оцен5 ка точности мажоритарного устройства при преобразовании сигналов нескольких приборов. - Приборы и сис|Темы управлени , 11, 1970, с. 31, рис. 1 (прототий)i

v

Vto

и

4j

«

b

M