Устройство для определения коэффициентов статистической линеаризации нелинейных динамических систем Советский патент 1986 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при моделировании для определения характеристик нелинейных динамических систем.

Цель изобретения - повьшение точности и упрощение устройства.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство для определения коэффициентов статистической линеаризации нелинейных динамических систем содержит сумматоры 1, и 1, усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, инверторы 3, Sg и Зд, блоки усреднения 4, и 4, коммутаторы 5, 5g и 5, , квадратор 6, усилитель напряжения 7, генератор 8 тактовых импульсов и блок регистрации 9

Согласно теории статистической линеаризации нелинейная динамическая система может быть линеаризована функцией вида:

и (t)cp+kx(t),

где U(t) - аппроксимирующая случайная функция на выходе модели нелинейной динамической системы;

tf статистическая харакТерис тика нелинейной динамичес кой системы по математи- часк.ому ожиданиюJ

k - эквивалентный статистичес кий коэффициент усиления нелинейной динамической системы по случайной составляющей.

Коэффициенты статистической линеаризации С| и k определяются по фор1215092 2

Входной сигнал y(t) поступает на первые входы сумма.торов, а случайный сигнал x(t) - на информационный вход усилителя 2 с регулируе- 5 мым коэффициентом усиления, с выхода которого сигнал U.k(t) x(t) поступает на второй вход сумматора 1) и через инвертор 3, на второй вход сумматора 1 (k(t) - коэффици- 10 ент усиления усилителя 2).

На выходе сумматора Ig имеется сигнал:

25

35

U,y(t)-k(t).x(t),

(3)

15 на выходе блока усреднения 4, сигнал

U,(t)-k(t).-x(t)j, (4)

.которые поступают на информационные 20 входы коммутаторов 5 и Sg.

В момент, когда коммутаторы 5( , Sg и 5 находятся в положении, как показано на чертеже, на выходе сумматора 1J имеется сигнал:

j

U.y(t)+k(t).x{t)+U -и

(5)

30

выходе квадратора 6 и па входе, блока усреднения 4 сигнал:

,

Б момент, когда коммутаторы 5,, 5 и 5j находятся в положении, противоположном изображенному на чертеже э на выходе сумматора 1 ( имеется сигнал:

(t)+k(t) x(t)-(),(6) на выходе квадратора 6 и на входе блока усреднения 4, сигнал: U,U,.

.i Ь

Генератор тактовых импульсов

0 8, осуществляя принцип временного разделения сигналов, формирует на входе блока усреднения 4 переменный сигнал, имеющий форму : меанд- ра, амплитуда положительных иммуле:

((t)-kx(t)j,

1,|мШК)Г.

(О

(2)

(t)J

де x{t) - случайная функция на входе реальной нелинейной динамической системы и ее модели;

y(t) - случайная функция на выходе реальной нелинейной динамической системы-, М - математическое ожидание, у I tti ( )- центрированные случайные

функции.

Устройство работает следующим обазом.

U,y(t)-k(t).x(t),

(3)

15 на выходе блока усреднения 4, сигнал

U,(t)-k(t).-x(t)j, (4)

.которые поступают на информационные входы коммутаторов 5 и Sg.

В момент, когда коммутаторы 5( , Sg и 5 находятся в положении, как показано на чертеже, на выходе сумматора 1J имеется сигнал:

j

U.y(t)+k(t).x{t)+U -и

(5)

выходе квадратора 6 и па входе, блока усреднения 4 сигнал:

,

Б момент, когда коммутаторы 5,, 5 и 5j находятся в положении, противоположном изображенному на чертеже э на выходе сумматора 1 ( имеется сигнал:

(t)+k(t) x(t)-(),(6) на выходе квадратора 6 и на входе блока усреднения 4, сигнал: U,U,.

.i Ь

Генератор тактовых импульсов

8, осуществляя принцип временного разделения сигналов, формирует на входе блока усреднения 4 переменный сигнал, имеющий форму : меанд- ра, амплитуда положительных импульсов которого равна Ug-, а отрицательных - {-Uy). На выходе блока усреднения есть сигнал Ug, пропорциональный оценке математического ожидания поступающего на

его вход переменного сигнала, который через усилитель 7 поступает на управляющий вход усилителя 2 с гулируемым коэффициентом усиления, у которого изменяется коэффициент

усиления k(t) до тех пор, пока на выходе блока усреднения 4 не будет установившийся сигнал. При этом оценкой параметра ср является сигнал

Uj с выхода блока усреднения 4, а оценкой параметра k - коэффициент усиления усилителя 2 k(t).

Повышение точности устройства обеспечивается в результате исключения влияния погрешности нелинейного элемента (блока умножения, квадратора) на определение коэффициентов статистической линеаризации..

Формула изобретени

Устройство для определения коэффициентов статистической линеаризации нелинейных динамических систем, содержащее первый и второй сумматоры, первые входы которых соединены с первым входом устройства, усилитель с регулируемым .коэффициентом усиления, информационный вход которого соединен с вторым входом устройства, а выход - непосредственно с вторым входом первого сумматора и через первый инвертор - с вторым входом второго сумматора, первый блок усреднения, вход КОТОРОГО соединен с выходом второго сумматора, второй инвертор, последовательно соединенные второй блок усреднения и усилитель напряжения, выход которого подключен к управля2I5092.4

ющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход первого блока усреднения и выход усилителя напряжения подключены со- 5 ответственно к первому и второму входам блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и упрощения устройства, в него введены квадратор.

третий инвертор, три коммутатора и генератор тактовых импульсов,- подключенный выходом к управляющим входам коммутаторов, информационные первый и второй входы первого

коммутатора подкл«Гчены соответственно к выходам второго сумматора и первого блока усреднения, а выход - к третьему входу первого сумматора, информационные первый и второй

входы второго коммутатора подключены соответственно к выходам первого блока усреднения и второго сумматора, а выход через второй инвертор- к четвертому входу первого сумматора, вход квадратора подключен к выходу первого сумматора, а выход - непосредственно к первому информационному входу и через третий инвертор - к второму информационному

входу третьего коммутатора, выход которого соединен с входом второго блока усреднения.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для определения статистических характеристик нелинейных динамических систем. Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства, что достигается введением трех коммутаторов, генератора тактовых импульсов, квадратора и инвертора. Новые элементы и связи позволяют повысить точность устройства за счет исключения влияния погрешности нелине,;- ных элементов. 1 ил.

ВНИИПИ Заказ 905/55 Тираж 837 Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4