Устройство для ранжирования сигналов Советский патент 1988 года по МПК G06F7/08 

4 4ai 4i

00

Изое5ретение относится ic вычислительной технике и автоматике и может быть использоБано в специальных устройствах автоматической обработки данных,

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров сигнала.

Указанная цель достигается решением следующей оптимизационной задачи. Требуется проранжировать датчики таким образом, чтобы обеспечить минимальную текущую ошибку в данный момент времени. Математически это можно записать:

min h;(t.) min(Y,(t:) - Hj(t:)),

(1)

H,.(tj)

i 1, n, j 0,1,2,...,

где Y;(tj) - реальная выходная величина i-й системы (датчика) в j-й момент времени,

- желаемая вькодная величина i-й системы (датчика) в j-й момент времени.

Решение поставленной задачи было найдено в классе нелинейных нестационарных систем. Достоинством изобретения является отсутствие накопления ошибки измерения и возможность рабо- ;ТЬ в любом режиме (линейном, нелинейном) при обеспечении минималь- -ной ошибки и повышении достоверности выборс1 наиболее точно оцененных па- рамет1юв сигнала из совокупности групп произведенных измерений.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройстваJ на фиг. 2- функциональная схема блока вычисления разности.

Устройство содержит: датчики - сигнала, блоки 2 вычисления разности,первый блок 3 коммутации,блок 4 ранжирования чисел, счетчик 5, второй блок 6 коммутации, регистр 7, дешифратор 8, блоки 9 ключей, аналого- цифровой преобразователь 10, регистр 11, сумматор 12, третий блок 13 ком- мутад11И, счетчик 14, блок 15 деления регистр 16, блок 17 вычитания..

Блок 2 вычисления разности предна начен для вьшолнения операции нахождения математического ожидания измеряемого параметра г в i-й-момент времени и определения разности

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

S Ц.(

UU, М, -,Ч, 7

где .М. - математическое ожидание. измеряемого параметра | за i циклов измерения, измеренное значение данного параметра измеряемой величины в i+l момент вре- ме ни.

Блок 2 работает следующим образом. Аналого-цифровой преобразователь 10 (фиг. 2) осуществляет преобразование непрерьгоного сигнала (t) в параллельный т-разрядный код, который по каждому импульсу СЧИ выдается на регистр 11, на сумматоре 12 происходит последовательное сложение всех кодов по мере их поступления, счетчик 14 подсчитывает количество просуммированных чисел, одновременно на его втором выходе появляется информация в виде т-разрядного параллельного кода, которая затем поступает на делитель 15 (фиг. 5), где вьшолняется операция нахождения среднего. Как только количество просуммированных чисел станет равным HQM первого выхода счетчика 14 выдается импульс, по которому через блок 13 информация об измеренном параметре F, т-разрядным параллельным кодом выдается на блок 17 вычитания, где выполняется операция вычисления разности U.J4.I - М. - f , которая в виде параллельного т-разрядного кода дал.ее поступает на блок 3.

Блок ранжирования чисел обеспечивает непрерывное в реальном масштабе времени упорядочение П чисел в порядке возрастания их величин (формирования вариационного ряда), по- . ступающих в скользящем окне, т.е, при поступлении (П+1)-го числа пер- ; вое число исключается, и из оставшихся П чисел формируется вариационный ряд, причем номера регистров, в которых находятся числа вариационного ряда, определяют ранги числа.

Устройство работает следующим образом.

С каждого из П датчиков 1 по выходным шинам в виде параллельного П-разрядного кода на блоки вычисления разности поступает информация об измеряемых параметрах исследуемого сигнала (t). По каждому импульсу записи (ТИ) информация о Ь . в В1ще параллельного ш-разрядного ко314

да через блок 3 поступает на блок 4 ранжирования чисел, в котором в реальном масштабе времени осуществляется ранжирование разностей й по величине; большая величина имеет большой ранг, а меньшая - меньший.

Счетчик 5 определяет номер канала который в данный момент подключен к блоку 4. Информация о номере канала, подключенного в данный момент к блоку 4, величина i в котором будет наименьшая, записывается в регистр 7. С регистра 7 информации о номере канала в виде т-разрядного парал- лельного кода поступает на дешифратор 8, на выходе которого вырабатываются управляющие импульсы, которые управляют блоками ключей, на входы которых с соответствующего бло ка 2 поступает информация о величине параметра, измеряемого данным датчиком 1, в виде т-разрядного параллельного кода.

Таким образом осуществляется вы- бор наиболее точно измеренных параметров сигналов.

По каждому ТИ происходит обновление информации, поступающей с каждого из датчиков 1.

Формула изобретения

Устройство для ранжирования сигналов, содержащее блок ранжирования чисел, входы записи и сдвига которого являются соответственно входом записи и первым тактовым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров сигнала, в него введены п блоков вычисления разности, (где п-количество датчи

Q 5 0-

5

0

Q

5

О4

ков, измеряющих параметры сигнала), первый и второй блоки коммутации, счетчик, регистр, дешифратор и п блоков ключей, информационные входы блоков вычисления разности являются формационными входами устройства,выходы разницы между ожидаемой и измеренной величинами п блоков вычисления разности соединены с п информационными входами первого блока коммутации, первый информационный выход которого соединен с информационным входом блока ранжирования чисел, выход ранга чисел которого соединен с управляющим входом второго блока коммутации, вход синхронизации которого соединен с входом записи устройства и с входом начальной установки первого блока коммутации, второй информационный выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом второго блока коммутации, информационный выход которого соединен с информационным входом регистра, выход которого соединен с информационным входом дешифратора, п-й выход которого соединен с управляющим входом п-го блока ключей, информационный вход п-го блока ключей соединен с выходом измеренной величины п-го блока вычисления разности, информационный выход п-го блока ключей является п-м информационным выходом устройства, второй тактовый вход устройства соединен с тактовыми входами п блоков вьиисления разности, первого блока коммутации и блока ранжирования чисел, вход считывания устройства соединен с одноименными входами п блоков вычисления разности.

Фие.2

Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики и может быть использовано в специальных устройствах автоматической обработки даннь1х. Целью изобретения является повьтение точности измерения параметров сигнала. Устройство содержит датчики 1, блоки 2 вычисления разности, блоки 3 и 6 коммутации, блок 4 ранжирования чисел, счетчик 5, регистр 7, дешифратор 8, блоки 9 ключей. 2 ил. И МП. зап.