Генератор случайного импульсного процесса (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК G06F7/58 

2, Генератор случайного импульсго процесса, содержащий генератор ::,.;ульсов, выкод которого соединен -J счетным входом делителя частоты, вьсюд которого соединен со счетным входом первого счетчика, первый блок памяти, датчик случайных чисел, первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам первого и второго регистров памяти, первый преобразователь код напряжение, выход которого соединен с управляющим входом второго преобразователя код - напряжение, выход которого является выходом генератора, второй счетчик, отличающийс я тем, что, с целью повьшения точности, он содержит дешифратор, четыре блока памяти и третий регистр памяти, информационный вход которого подключен к третьему выходу датчика случайных чисел, вход Опрос которого подключен к выходу генератора импульсов, первый выход второго и выход третьего регистров памяти объединены между собой и подключены к адресному входу второго блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты, выход третьего блока памяти соединен с установочным входом первого счетчика выход переполнения которого сое110

динен со счетным входом второго.счетчика, информационный выход которого соединен с входом дешифратора, ; огход первого регистра памяти соединен с адресным входом четвертого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом второго преобразователя, код - напряжение, информационный выход первого счетчика соединен с первыми адресными входами первого блока памяти и пятого блока памяти, второй адресный вход которого подключен к выходу первого регистра памяти, второй выход второго регистра памяти соединен с адресным входом третьего блока памяти, с вторым адресньм входом первого блока памяти и с третьим адресным входом пятого блока памяти, выход дешифратора соединен с синхронизирующими входами первого, второго и третьего регистров памяти и первого Счетчика, с управляющими входами второго блока памяти и первого преобразователя код - напряжение и со считывающими входами датчика случайных чисел и первого и пятого блоков памяти, выходы которых объединены между собой и подключены к информационному входу первого преобразователя код напряжение.

1. Генератор случайного импульсного процесса, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика, первый блок памяти, датчик случайных чисел, первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам, первого и второго регистров памяти, первый преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом второго преобразователя код - напряжение,выход которо- го является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности,он содержит триггер, четыре блока памяти и третий регистр памяти, информационный вход которого подключен к третьему выходу датчика случайных чисел. вход Опрос которого подключен к выходу генератора импульсов, первые выходы второго и третьего регистров памяти объединены между собой и подключены к адресному входу второго блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты, выход третьего блока памяти соединен с установочным входом счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом триггера, выход первого регистра памяти соединен с адресным входом четвертого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом второго преобразователя код - напряжение, информационньй выход счетчика соеди(П нен с первыми адресными входами первого блока памяти и пятого блока памяти, второй адресный вход которого подключен к выходу первого регистра памяти, второй выход второго регистра памяти соединен с адресным входом третьего блока памяти, с вторым адресным входом первого блока памяти и с третьим адресным входом пя того блока памяти, четвертый адресный вход которого подключен к второму ьо вЬкоду третьего регистра памяти, i единичный выход триггера соединен с синхронизирующими входами первого, второго и третьего регистров памяти и счетчика, с управляющим входом второго блока памяти и со считьгеающими входами датчика случайных чисел, первого блока памяти и пятого блока памяти, выход которого объединен с выходом первого блока памяти и подключен к выходу первого преобразователя код напряжение.

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для воспроизведения случайных процессов заданной формы и может быть использовано при построении имитационно-моделируюгцей аппаратуры для исследования и оптимизации структурно-сложных систем, при создании автоматизированных систем испытания на механические и другие воздействия, в частности для формирования электрического процесса управления электродинамичес- КИМ ударным стендом.

Известно устройство, содержащее генератор случайных импульсов, циклический регистр сдвига, группу генераторов периодических импульсов, элементы И и ИЛИ tl.

Данное устройство позволяет формировать поток импульсов со случайными интервалами следования импульсов, с управляемым законом их рас5 пределения, однако оно не позволяет формировать более сложные импульсные процессы, например поток импульсов со слз 1айньв и амплитудами, длительностями и интервалами следова0 ния.

Кроме того, к недостаткам этого устройства следует отнести также сложность его схемного решения (так как в нем содержится множество 5 заправляемых генераторов импульсов) ,

сложность настройки на требуемой закон распределения, требующий решения системы уравнений, невозможность изменения интенсивности потока1 . без перерасчета закона распределения . Известно также устройство, содержащее группу генераторов исходных случайных процессов, группу формирую пщх фильтров и блок суммирования J2 Такое устройство позволяет формировать случайный процесс с заданной произвольной спектральной плотностью мощности, но не позволяет формировать импульсные процессы.с зад)анными произвольными законами рас пределения амплитуд и временных параметров. Кроме того, его реализация требует значительных аппаратур ных затрат из-за множества формирующих фильтров и генераторов исходных случайных процессов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ге нератор случайного импульсного процесса, содержащий последовательно соединенные блок памяти, датчик случайных чисел, блок управления,, первый генератор импульсов и счетчик импульсов, реверсивный счетчик (для первого варианта - счетчик, для второго варианта - первый счетчик), вхо блока памяти соединен с вторым выходом блока управления, последовательн соединены источник эталонных напряжений, первый и второй преобразователи код - напряжение и модулятор полярности выходного сигнала, выход которого подключен к выходу генератора, первый регистр,р первый вход которого соединен с вторым выходом датчика случайных чисел, второй вход с третьим выходом блока управления, а выход - с вторыми входами первого преобразователя код - напряжение и модулятора полярности выходного сигнала, первый вход реверсивного счетчика соединен с четвертым выходом блока управления, а выход - с вторым входом второго преобразователя код напряжение, второй регистр, первый вход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, а второй вход - с вторым входом датчика случайных чисел и третьим входом счетчи ка импульсов, делитель частоты, первый вход которого подключен к выходу второго регистра, а выход - к второму входу реверсивного счетчика, второй генератор импульсов, которого соединен с вторым входом делителя частоты . Процесс функционирования генера- , тора можно представить как последовательность повторяющихся циклов, на каждом из которых формируется импульс треугольной равнобедренной формы со случайной амплитудой, длительностью и случайным временным интервалом между началом текущего и последующего импульсов (период следования). Данный генератор можно использовать , для формирования процесса управления электрическим ударным стендом С). Недостаток известного генератора состоит в том, что он не позволяет формировать импульсные процессы с формой импульсов, отличной от треугольной, например с полусинусоидальной, трапецеидальной, указанными в ГОСТах и рекомендуемыми МЭК по испытаниям на удар. Кроме того, генератор не позволяет формировать импульсный случайный . процесс с произвольными соотношениями значений длительностей временных параметров, а формирует процесс с длительностями импульсов, кратными минимальной длительности. В известном генераторе не предусмотрена также возможность простого задания смещения законов распределения временных параметров формируемого процесса, т.е. изменение минимальной длительности импульсов, /тауз. Недостаток данного генератора заключается также и в низкой точности воспроизведения формы импульса в заданной точке испытуемого объекта. Электродинамический ударный стенд является объектом с неравномерньпци амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристиками. Неравномерность АЧХ и ФЧХ приводит к искажениям формы ударного воздействия на столе ударного стенда и на испытуемом объекте. Поэтому на вход электродинамического ударного стенда необходимо подавать процесс со . сложной формой импульсов, откорректированной с учетом искажений, вносимых стендом. Форма АЧХ и ФЧХ стенда изменяется в зависимости от массы и механических свойств установленного на нем испытуемого объекта и условий внешней среды (температура, давление) , кроме того, при одинаковых условиях АЧХ и ФЧХ разных стендов имеют отличающуюся форму. Поэтому для обеспечения возможности коррекции формы ударных воздействий, позволяющей воспроизведение с высокой точностью ударного процесса на объек те, устройство управления электродинамическим ударным стендом должно обеспечивать воспроизведение произвольной формы импульсов на входе стенда, что невозможно в случае применения прототипа. По окончании отработки стендом ударного воздействия стол стенда с закрепленным на нем испытуемым объектом возвращается в исходное состоя ние , При этом возникает выброс ускорения с полярностью, противоположной полярности ударного воздействия. Амплитуда выброса не должна превьшать определенного уровня, установ ленного соответствующими стандартами, например по рекомендациям МЭК не должна превышать 20% амплитуды ударного воздействия. Амплитуда выброса и его форма при естественном возврате стола стенда и испытуемого объекта зависит от длительности и амплитуды воздействующего импульса, а также от массы объекта и механических свойств объекта и стенда. Механи ческие свойства разных стендов (даже одного типа) не идентичны. Поэтому для обеспечения эквивалентности испытаний изделий на различньк стендах в различных условиях необходимо применять специальные меры, позволяю щие либо уменьшить амплитуду выброса до минимума, либо максимально обеспечить идентичность формы выбросов при условии, что амплитуда не будет превьшать уровней, установленнъгх соответствующими стандартами. Протготип не позволяет выполнять такую компенсацию выброса. в известном генераторе для задани длительности импульса и периода след вания имеются две независимые группы блоков. Формирование интервала перио да следования осуществляется с помощью первого генератора импульсов .и счетчика импульсов. Задание длительности импульса осуществляется с помощью второго генератора импульсов второго регистра и делителя частоты Поскольку оба параметра формируются последовательно во времени, их можно формировать на одном и том же оборудовании. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем формирования импульсов произвольной формы и .обеспечения возможности-задания произвольных соотношений /ь ительностей импульсов, длительностей пауз и амплитуд импульсов и повьшение точности формирования импульсных случайных воздействий на электродинамическом ударном стенде. Для достижения поставленной цели по первому варианту в генератор случайного импульсного процесса, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика, первый блок памяти, датчик случайных чисел, первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам первого и второго регистров памяти, первый преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом второго преобразователя код - напряжение, выход которого является выходом генератора, введены триггер, четьгре блока памяти и третий регистр памяти, информационный вход которого подключен к третьему выходу датчика случайных чисел, вход Опрос которого подключен к выходу генератора импульсов, первые выходы второго и третьего регистров памяти объединены между собой и подключены к адресному входу второго блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты, выход третьего блока памяти соединен с установочными входом счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом триггера, вых.од первого регистра памяти соединен с адресным входом четвертого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом второго преобразователя код напряжение, информационный выход счетчика соединен с первыми адресны-, ми входами первого блока памяти и пятого блока памяти, второй адресный вход которого подключен к выходу первого регистра памяти, второй выход второго регистра памяти соединен с адресным входом третьего блока памяти, с вторьм адресным входом первого блока памяти и с третьим адресным входом пятого блока памяти, четвертый адресный вход которого подключен к второму выходу третьего регнстра памяти, единичньй выход триггера соединен с синхронизирующими входами первого, второго и третьего регистров памяти и счетчика, с управляющим вхо дом второго блока памяти и со считывающими входами датчика случайных чисел, первого блока памяти и пятого , блока памяти, выход которого объединен с выходом первого памяти и подключен к входу первого преобразователя код - напряжение. По второму -варианту в генератор случайного импульсного процесса, со:держапщй генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом первого делителя счетчика, первЬгй блок памяти, датчик случайных чисел, первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам перв)го и второго регистров памя ти, первый преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом второго преобразо вателя код - напряжение, выход которого является выходом генератора, второй счетчик, введены дешифратор,, четыре блока памяти и третий регистр памяти, информационный вход которого подключен к третьему выходу датчика случайных чисел, вход Опрос которо го подключен к выходу генератора импульсов, первый выход второго и выход третьего регистров памяти объединены между собой и подключены к адресному входу второго блока памяти, выход которого соединен с управляющим входом делителя частоты, вы ход третьего блока памяти соединен с установочным входом первого счетчика, выход переполнения которого соединен со счетньш входом второго счет чика, информационный выход которого соединен с входом дешифратора, выход первого регистра памяти соединен с адресным входом четвертого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом второго преобразователя код - напряжение, информационный выход первого счетчика сое динен с первыми адресными входами первого блока «1амяти и пятого блока памяти, второй адреснь вход которог подключен к выходу первого регистра памяти, второй вькод второго регист ра памяти соединен с адресшш входом третьего блока памяти, с вторь, адресным входом первого блока памя ТИ и с третьим адресным входом пятого блока памяти, вгжод дешифратора соединен с синхрони1118 зирующими входами первого, рторого и третьего регистров памяти и первого счетчика, с управляющими входами второго блока памяти и первого преобразователя код - напряжение и со считывающими входами датчика случайных чисел и первого и пятого блоков памяти, выходы которых объединены между собой и подключены к информационному входу первого преобразователя код - напряжение. Отличие двух вариантов устройства заключается в том, что в первом варианте выброс ускорения на электродинамическом стенде по окончании ударного воздействия (длительность импульса) компенсируется на случайном интервале, равном длительности случайной паузы. Во втором варианте этот выброс ускорения компенсируется .на регулярном отрезке времени, после чего генерируется составляющая паузы. Поэтому в первом варианте в отличие от второго функциональный преобразователь содержит на один вход больше (вход, определяющий длительность паузы), что приводит к усложнению этого блока и значительно более сложной настройке, но зато позволяет формировать на электродинамическом стенде с высокой точностью случайный процесс со случайной амплитудой, случайными длиteльнocтью и формой импульса, случайной длительностью паузы, с произвольными соотношениями значений длительностей временных параметров. вариант устройства более прост, упрощена его настройка, хотя несколько сложно управление, так- как вместо триггера, как в первом варианте, используется второй счетчик и дешифратор, что достаточно для генерирования случайного процесса с такими же параметрами и той же точностью, как и в первом варианте, за исключением того, что в длительности паузы наряду со случайной составляющей присутствует и регулярная чюставляющая паузы. На фиг. 1 и 2 представлены структурные схемы соответственно первого и второго вариантов генератора случайного процесса для управления электродинамическим стендом. Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, счетчик 3 (для второго варианта первый счетчик 3), первый 4, второй 5 и 1третий 6 регистры памяти, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертьй Ю блоки памяти, первый 11 и второй 12 преобразователи код - напряжение, датчик 13 случайных чисел, пятый блок 14 памяти, а также для первого варианта - триггер 15 (фиг. 1), а для второго варианта - второй счетчик 15 и дешифратор 16 (фиг. 2). Датчик 13 случайных чисел предназ начен для формирования трех потоков случайных чисел с законами распределения, вычисляемыми исходя из требуемых характеристик формируемого процесса. Каждый из потоков чисел поступает на соответствующий выход датчика 13 случайных чисел. Первый вход датчика 13 случайных чисел является входом управления вьщачей информации на выходы, а второй вход входом тактовой частоты. В качестве случайных чисел можно использовать устройство 4 , позволяющее формировать множество потоков случайных чисел с произвольными требуемыми законами распределения. Блок 14 памяти предназначен для формирования воздействия компенсации выброса ускорения на электродинамическом ударном стенде, возникающего после отработки ударного воздей ствия, причем амплитуда и форма компенсирующего воздействия зависит от амплитуды и длительности ударного воздействия, а также от длительности паузы (для первого варианта). Блок памяти осуществляет преобразование линейной последовательности кодов, поступающей на его первый вход, в некоторую сложную функцию, форма и амплитуда которой зависят от амплитуды, длительности воздействующего импульса и длительности паузы, поступающей на второй, третий и четвер тый входы блока 14 памяти соответственно. Вход блока-.14 памяти является входом разрешения передачи информации на выход. В простейшем случае . в качестве блока 14 памяти можно использовать постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором записано множество возможных форм компенсирующего воздействия, каждая из которых хранится в определенной области этого блока. При этом первый вход соответствует первой группе вхо дов адреса ПЗУ 14, второй вход - второй группе входов адреса третий вход - третьей 11 10 группе входов адреса Ал -А , .четвертьй вход - четвертой группе входов адреса . дятый вход входу разрешения чтения памяти, выход - выходам блока. Всё остальные блоки устройства являются типовыми блоками и узлами вычислительной техники. Генератор 1 импульсов предназначен для формирования опорной последовательности импульсов развертки процесса, причем может использоваться любой из известных, например, на интегральной схеме 155 АГ 1 по типовой схеме включения. Для обеспечения высокой стабильности характеристик формируемого процесса желательно применить генератор на кварцевом резонаторе. Первый вход делителя 2 частоты является счетным входом, а второй вход - входом.управления коэффициентом пересчета. Наиболее простой является реализация делителя частоты на интегральных микросхемах 589 ХЛ 4, при этом для обеспечения требуемого диапазона задания коэффициента последовательно соединяются несколько элементов. Счетчик 3 содержит счетный вход, вход кода начального состояния, вход установки начального состояния, вы1ХОД кода состояния и выход переполнения, в интегральном исполнении существует счетчик подобного типа 155 ИЕ 7. Триггер содержит счетный вход и .выход и может быть вьтолнен на микросхеме 155 ТМ 2. Первьш регистр 4содержит вход информации, вход синхронизации записи и выход и может быть реализован на микросхемах регистров 155 ИР 1 и 155 та 8. Каждый из регистров 5 и 6 содержит два, выхода, вход информации и вход управления передачей хранимой в нем информации на выход и синхронизации .записи и может быть вьтолнен на интегральных микросхемах 155 ХЛ 1. Первый блок 7 памяти содержит выход, первый и второй входы адреса и вход .разрешения передачи информации на выход блока 7 памяти (вход разрешения чтения памяти). Второй блок 8 памяти содержит йыход, вход адреса и вход управления, вычитающий первзто или вторую половину блока 8 памяти. Третий 9. и четвертый 1111.07 10 блоки памяти содержат вход адреса и выход. Все блоки памяти могут быть выполнены на интегральных элементах памяти 155 РП 1, 155 РУ 5, 188 РУ 2 и др. Первьй преобразователь код - напряжение 11 содержит вход преобразуемого кода и выход напряжения, второй преобразователь код - напряжение 12 содержит вход опорного напряжения, вход преобразуемого.кода и выход. Они могут быть выполнены на элементах 572 ПА 1. Второй счетчик 15 (фиг. 2) содержит счетный вход и вьЬсод кода соетояния, 1$оэффидиент пересчета его равен трем и он может быть реализован на микросхеме 155 ИЕ 4 (используются два младших разряда). Дешифратор 16 в зависимости от информации на входах выдает сигнал на один из выходов и может быть реализован на микросхеме 155 ИД 4. Блок 14 памяти(фиг. 2) содержит четыре входа и выход,причем четвертый вход являетсяВХОДОМ разрешения передачи ин формации на выход .Блок 14 памяти осуще ствляет преобразование линейной последовательности кодов,поступающей на его первый вход, в некоторую с ложную функцию,форма которой зависит от aмплиf уды и длительности воздействующего импульса, поступающих на второй и третий входы соответственно.Б отличие от первого ва рианта устройства,где производится ком пенсация выброса при случайной длитель ности паузы и блок 14 памяти содержит по этому четвертый вход(соединенный с выходом третьего регистра 6 паузы) ,во вто ром варианте устройства компенсация BH броса производится на регулярном отрез ке времени и соответственно блок 14 памяти здесь содержит на один вход меньше чем в первом варианте,что в значительной степени упрощает его.Б простейшем случае в качестве блока 14 памяти можно использовать ПЗУ, в котором записано множество возможных форм компенсирующего воздействия. При этом первьш вход соответствует первой группе входов адреса , ПЗУ 14 второй вход - второй группе входов адреса A j-A m третий вход - третьей группе входов адреса А;„,-А, четвертый вход - входу разрешения чтения„ памяти, выход - выходам блока ПЗУ 14 соответственно. ПЗУ 14 может быть реализовано на интегральных микросхемах 556 РТ4, 556 РТ5, 556 РТб. Однако данная реализация функциональнЪго преобразователя требует применения блока памяти большой емкости, поэтому в случае необходимости возможна его реализация в виде некоторого вычислительного блока, у которого в зависимости от амплитуды и длительности формируемого импульса по некоторым соотношениям вычисляется требуемая форма компенсирующего воздействия. Работу генератора по первому варианту (фиг. 1) можно представить в виде непрерьшной последовательности циклов, причем каждый цикл состоит из двух фаз. Б первой фазе он формирует импульс заданной формы со случайными амплитудой А и длительностью .С , во второй фазе - случайную паузу длительностью 0 и одновременно воздействие компенсации длительностью 9 . Каждая фаза состо- ит из ряда шагов, на каждом шаге происходит формирование одной точки импульсного процесса. К моменту начала первой фазы очередного цикла импульс с выхода счетчика 3 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние, сигнал с выхода триггера 15 записьгоает из датчика 13 случайных чисел в первый 4, второй 5 и третий 6 регистры случайные числа, причем число в первом регистре 4 определяет амплитуду импульса, число во втором регистре 5 длительность импульса, форму импульса и количество шагов формирования импульса, число в третьем регистре 6- длительность паузы. Кроме того, сигнал с выхода триггера 15 записывает в .счетчик 3 начальное состояние, поступающее на вход счетчика 3 из третьего блока 9 памяти (адрес считывания в третий блок 9 памяти поступает с второго выхода второго р.егкстра 5), так как задается количество шагов формирования импульса, и устанавливает в делителе 2 частоты коэффициент пересчета, задаваемой кодом, поступающим из первой половины второго блока 8 памяти. Адрес считывания во второй блок 8 памяти поступает с выхода второго регистра 5. Сигнал нулевого состояния триггера 15 разрешает считывание информации из первого блока 7 памяти и из первой половины второго блока 8 памяти, прохождение информации на выход второго регистра 5 запрещает передачу информации на выход третьего регистра 6 и запре131щает работу блока 14. памяти (на его выходе устанавливается высокоимпедансное состояние)... Импульсы с генератора 1 импульсов поступают на первый вход делителя 2 частоты, осуществляющего деление час тоты последовательности импульсов с коэффициентом пересчета, определяемым кодом числа,поступающим на второй вход делителя 2 частоты из второго блока 8 памяти. Период импульсов -с делителя 2 частоты определяет длительность шага и длительность интервала дискретизации формируемого .процесса. Импульсы с выхода делителя 2 частоты поступают на счетный вход счетчика 3. По саждому импульсу происходит последовательное увеличение состояния счетчика 3 на единицу, начиная с.начального состояния, записанного в начале первой фазы цикла. При этом из первого блока 7 памяти происходит последовательное считывание записанной информации по -адресам, состоящим из двух частей: числа поступающего со второго выхода второго регистра 5, выбирающего определенную форму генерируемого импУльса, и чисел, поступающих с выхода счетчика 3. Первый преобразователь код - напряжение 11 преобразует последовательность считанных кодов из первого блока 7 памяти в аналоговую форму с зачетом их знака, т.е. в элек трический сигнал формируемого им.пульса. Этот сигнал поступает на вход опорного напряжения второго преобразователя код - напряжение 12 и проходит на его выход с амплитудой, пропорциональной коду на входе поступающему с выхода четвертого бло ка 10 памяти. Адрес считывания в четвертьй блок 10 памяти поступает с выхода первого регистра 4. Второй преобразователь код - напряжение выполняет функцию усилителя с цифровым управлением коэффициентом усиления. После Того, как счетчик 3 достигает максимального состояния, следую щий импульс с делителя 2 частоты, поступающий на вход счетчика 3, про.ходит на вь1ход переполнения счетчика 3 и устанавливает триггер 15 в единичное состояние, соответствующее началу второй фазы: формированию случайной длительности паузы воздействия компенсаци.и выброса. Сигнал с выхода триггера 15 устанавливает счетчик в нулевое состоя1ние, поступает на вход управления второго блока 8 памяти, разрешая считывание кодов из второй его половины, разрешает работу блока 14 памяти, запрещает работу первого блока 7 памяти (на его выходе устанавливается высокоимпедансное состояние), запрещает прохождение информации на выход второго регистра 5 и разрешает прохождение информации на выход третьего регистра 6. Соответственно изменяется коэффициент пересчета делителя 2 частоты, поскольку во второй блок 8 памяти с третьего регистра поступает новый адрес считывания и разрешено считьгеание из второй половины второго блока 8 памяти. Работа устройства во второй фазе цикла формирования процесса аналогична работе в первой фазе, только вместо первого блока 7 памяти работает блок 14памяти, который осуществ.ляет преобразование линейной последовательности кодов, поступающей на его первый вход с выхода счетчика 3, в. некоторую сложную фукицию, форма которой зависит от амплитуды и длительности сформированного в первой фазе импульса, поступающих на соответствующие входы блока 14 памяти соответственно с выхода первого регистра 4 и второго входа второго регистра 5, а также зависит от длительности паузы, поступающей на вход функционального преобразователя ,с выхода третьего регистра 6. Сигналы с выхода функционального пре гбразователя, поступая через первый 11 и второй 12 преобразователи код - напряжение на выход устройства, обеспечивают компенсацию выброса ускорения электродинамического ударного стенда. После того, как счетчик 3 достигает максимального состояния, следующий импульс с делителя 2 частоты, поступающий на вход счетчика 3, проходит на выход переполнения счетчика 3 Иустанавливает триггер 15 в нулевое состояние. Сигнал с выхода триггера 15 записывает издатчика 13 случайных чисел в первый 4, второй 5 и третий 6 регистры новые случайные числа, определяющие амплитуду импульса, длительность импульса и длительность паузы, записывает в счетчик 3 начальное состояние, поступающее на вход счетчика 3 из третьего блока 9 памяти (адрес считывания в третий 1511 блок 9 памяти поступает с второго вы хода второго регистра 5), т.е. задается количество шагов формирования и пульса, и устанавливает в делителе 2 частоты коэффициент пересчета, заданньш кодом, поступающим из первой половины второго блока 8 памяти (адрес считывания во второй блок 8 памяти поступает с выхода второго регистра 5). Сигнал нулевого состояния триггера 15 разрешает считывание информации из первого блока 7 памяти и из первой половины второго блока 8 памяти, тфохождение информации на выход второго регистра 5, запрещает передачу информации на выход третьего регистра 6 и запрещает работу, блока 14 памяти (на его выходе устанавливается высокоимпед1нсное состояние) . Снова начинается первая фаза формирования очередного цикла процесса, т.е. весь цикл формирования процесса повторяется сначала. Работу генератора по второму варианту (фиг. 2) можно представить в виде непрерьшной последовательности циклов, причем каждый цикл состои из трех фаз. В первой фазе он формирует импульс заданной формы со случайными амплитудой А и длительносво второй фазе - воздействие компенсации выброса длительностью Т и в третьей фазе - случайную составляющую длительность паузы 0. Каждая фаза состоит из ряда шагов, на каждом шаге происходит формирование одной точки импульсного процес са. К моменту начала первой фазы оче редного цикла импульс с выхода первого счетчика 3 устанавливает второ счетчик 15 в нулевое состояние. Сиг нал нулевого состояния второго счет чика 15, вьфаботанный дешифратором 16, записьгоает из датчика 13 случай ных чисел в первый 4, второй 5 и третий 6 регистры случайные числа, разрешает работу первого преобразователя код J- напряжение 11 и вьтолняет все другие операции, аналогичные началу первой фазы работы перво го варианта устройства. Работа устройства по второму варианту в первой фазе аналогична работе .устройства по первому варианту После того, как первый счетчик достигает максимального состоян ия, следующий импульс с делителя 2 частоты, поступающий на вход первого счетчика 3, прохЬдит на выход переполнения первого счетчика 3 и устанавливает второй счетчик 15 в состояние 01, соответствующее началу второй фазы: формированию воздействия компенсации выброса электродинамического ударного стенда. Сигнал состояния 01 второго счетчика 15, вырабатываемый дешифратором 16, устанавливает первый счетчик 3 в нулевое состояние, разрешает чтение информации из второй половины второго блока 8 памяти, разрешает работу первого преобразователя код - напряжение t1, блока 14 памяти, запрещает работу первого блока 7 памяти (на его выходе устанавл вается высокоимпедансное состояние), запрещает прохозвдение информации на выход третьего регистра 6 и первый ;;ыход второго регистра 5, т.е. на входе второго бло-. ка 8 памяти устанавливается высокоимпедансное состояние, которое воспринимается как максимальный адрес 111... 1. Соответственно изменяется коэффициент пересчета делителя 2 частоты и отсчитывается фиксированная пауза, достаточная для компенсации выброса при любой длительности и амплитуде сформированного импульса. Работа устройства во второй фазе цикла формирования процесса аналогична работе в первой фазе, только вместо первого блока 7 памяти работает блок 14 памяти, который осуществляет преобразование линейной последовательности кодов, поступающей на его первый вход с выхода первого счетчика 3, в некоторую сложную функцию, форма которой зависит от амплитуды и длительности сформированного импульса, поступающих на входы блока 14 памяти с выхода первого регистр а 4 и второго выхода второго регистра 5 соответственно. Сигналы с выхода блока 14 памяти, поступая через первый 11 и второй 12 преобразователи код - напряжение на выход устройства, обеспечивают компенсацию выброса. В отличие от первой фазы работы первого варианта устройства, где компенсация выброса происходит на случайном отрезке времени и поэтому нужен еще один вход в блоке 14 памяти, во втором варианте эта компенсация выброса происходит на заданном фиксированном отрезке времени и 1711 поэтому блок 14 памяти существенно упрощается. После того, как первый счетчик 3 достигает максимального состояния, следующий импульс с делителя 2 частоты, поступаклций на вход jiepeoro счетчика 3, проходит на выход переполнения первого счетчика 3 и устанавливает второй счетчик 15 в состоя ние 10, соответствующее началу третьей фазы: формированрпо случайной составляющей длительности паузы. Сигнал состояния 10 второго счетчика 15, вырабатываемь1й дешифратором 16, устанавливает первый счетчик 3 в нулевое состояние, разрешает чтение информации из второй половины .второго блока 8 памяти, запрещает прохождение информации на первый выход второго регистра 5, запрещает работу первого блока 7 памяти и блока 1А памяти (на их входах устанавли ваются высокоимпедансные состояния) разрешает прохождение информации На выход третьего регистра 6 и запрещает дальнейшее преобразование первого преобразователя код - напряжение 11 т.е. на выходе его (и выходе устройства) будет нулевой уровень. Новый адрес считывания во второй блок 8 памяти поступает с выхода третьего регистра 6 и соответственно устанавливает ковьй коэффициент пересчета делителя 2 частоты, определяющий длительность случайной паузы. После того, как первый счетчик 3 достигает максимального состояния, следующий импульс с делителя 2 частоты, поступающий на вход первого счетчика 3, проходит на выход переполнения первого счетчика 3 и устанавлив ет второй счетчик 15 в состояние 00 соответствующее началу первой фазы формирования следующего цикла, т.е. весь цикл повгоряется сначала. Во втором варианте устройства вместо второго счетчика 15 и дешифратора 16 можно использовать трехразрядный кольцевой регистр сдвига, в который запиоана одна единица, вьшолненный, например, на микросхеме 155 ИР 1, При этом выход перепол нения счетчика 3 будет соединен с входом .управления сдвига этого регистра, В предлагаемом устройстве датчйк 13 случайных чисел формирует поток чисел, принимающих значение 0 Длительности импульсов и пауз прини мают значения, определяемые кодами. записанными во втором блоке 8 памяти, значения амплитуд определяется кодами из четвертого блока 10 памяти с вероятностями, равными вероятностям соответствующих случайных кодов, формируемых датчиком 13 случайных чисел. В блоках 8 и 10 памяти может быть записана любая требуемая последовательность кодов. При этом длительности импульсов, (пауз), а также значения амплитуд могут иметь произвольные требуемые соотношения, в том числе и кратные минимальным, как в прототипе. Это обеспечивает возможность произвольного квантования требуемых законов распределения, что позволяет повысить точность моделирования и адекватность формируемых воздействий реальным. Возможность управления как частотой развертки импульсов, пауз, так и количеством точек задания импульсов позволяет повысить точность задания длительности импульса, причем это особенно существенно при формировании импульсов малой длительности. Прибавление к последовательностям кодов, записанным во втором 8 и четвертом 10 блоках памятр, постоянных чисел обеспечивает задание постоянного смещения в длительности импульсов (пауз) и значениях амплитуд соответственно, т.е. обеспечивает управление смещением закона распределения. Таким образом, предлагаемое устройство формирует импульсный процесс со случайными амплитудой, длительностью импульсов и пауз между импульсами, с произвольной формой импульса в заданной точке объекта. Предлагаемый генератор случайного импульсного процесса позволяет формировать Импульсные воздействия с любой заданной формой импульса, со случайными амплитудой, длительностью импульса и длительностью паузы. Кроме того, генератор имеет широкие функциональные возможности управления параметрами случайного импульсного процесса, так как возможно задание произвольных соотношений между длительностями импульсов (пауз) и значениями амплитуд как кратных, так и некратных минимальным, а также Простое управление постоянным смещением значений длительностей и амплитуд . Возможность управления как частотой развертки импульсов, пауз, так 1107 и количеством точек задания импульсо позволяет повысить точность задания требуемой длительности импульса, при чем это особенно существенно при формировании и myльcoв малой длитель ности. В совокупности с возможностью задания произвольных вероятностей значений длительностей импульсов (пауз) и амплитуд это позволяет наст роить генератор таким образом, что имитируемый им процесс оказ ЛБается наиболее адекватным некоторому реаль ному по соответствующим статистическим характеристикам, временной конструкции и функции спектральной плот ности мощности. Изобретение характеризуется высокой точностью формирования и myльcных воздействий на электродина шческом стенде при испытаниях на случайный удар, так как генератор случайного импульсного процесса (для управления электродинамическим стендом) воспроизводит произвольные требуемые формы импульсов на своем выходе, откорректированные с учетом всех вносимых стендом искажений из-з нелинейности его ФЧХ и АЧХ, после окончания ударного воздействия генератор формирует Воздействие любой требуемой формы, обеспечивающее коррекцию амплитуды и формы выброса, благодаря чему достигается эквивалентность испытаний изделий на удар На различных стендах в различных усл ВИЯХ. В первом варианте устройства воздействие компенсации выброса отрабатьтается на случайном отрезке времени (случайная пауза), во втором варианте устройства - на регулярном отрезке времени (регулярная составляющая паузы), после чего формируется случайная составляющая паузы. Экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с базовым складывается из трех составляющих: снижения стоимости, повышения быстродействия, экономии в эксплуатации. Особенно эффективно применеиие данного генератора случайного импульсного процесса в составе автоматизированных испытательных систем. Приэтом управляющая мини-ЭВМ, например Электроника-60, осуществляет начальную загрузку блоков памяти генератора и датчика случайных чисел. Затем в процессе нескольких циклов работы генератора через устройство связи с объектом (например, аналоге- ; цифровой преобразователь) процесс, формируемьй в заданной точке объек-. та, вводится в ЭВМ, по специальным алгоритмам ЭВМ производит коррекцию формы процесса, чтобы в заданной точке объекта она соответствовала требуемой, и настраивает функциональный преобразователь, чтобы компенсировать реакцию объекта по окончании импульсного воздействия. После этого данный генератор случайного импульсного процесса может работать автономно, а управляющая ЭВМ переключается на решение других задач. Таким образом, управляющая ЭВМ сможет обслуживать несколько генераторов подобного типа и выполнять в то же время ряд других действий, связанных с решаемой задачей.

выход

Фиг.1

0e/f.2