Изобретение относится к информационно-измерительной технике контро- пя и может быть использовано в системах контроля параметров при исныта- НИИ и эксплуатации газотурбинных двигателей.
Цель изобретения - повышение точности контроля.
Сущность изобретения состоит в следующем.
Три комплексируемых датчика можно рассматривать как безынерционные преобразователи информации с наложенными на них определенного вида случайными погрешностями, т.е. выходные сигналы этих датчиков можно представить в виде
х,х+п,; ,,; ,,
(1)
где х; - значения измеряемого сигнала, полученные с помощью i-ro датчика, ,2,3; X - истинное значение измеряемого
сигнала;
п - случайная погрешность измерения i-ro датчика с нулевым математическим ожиданием, обуславленная помехами, возникающими при преобразовании измеряемого сигнала х, а также аппаратурными погрешностями датчиков.
Работа устройства организована на основе алгоритма весового усреднения, т.е. суммирования произведений выходных сигналов датчиков х; с коэффициентами весового усреднения с целью получения средневзвешенного значения измеряемого сигнала
(2)
, к, ,,
Причем для обеспечения оптимальной оценки измеряемого сигнала в условиях нестационарных помех п,п)П необходимо с учетом того, что Д зависят от дисперсий помех комплексируемых датчиков, организовать определение диспер- сии погрешностей комплексируемых датчиков и ,ип,,1)„ , которое целесообразно проводить путем использования разностных сигналов e-(t) каждой пары датчиков
e,(t)x,-x,j;
e2(t)X4-x,;(3)
ej(l:)Xj-x,,
5
0
5
5
или с учетом (1) получаем
ejt)n,-n2;
e(t)nj-n,;(4)
e,(t)n,-n,.
Следует отметить, что величины разностных сигналов являются инвариантными к измеряемом сигналу х и полностью определяются случайными составляющими nj сигналов XJ комплексируемых датчиков.
Математическое ожидание квадрата разностного сигнала е, (t) ,(сЯ, определенное на интервале от до t, имеет вид
И(.4 1 ) I (n,t-t t- t
t t t
-n) dt4 J . J Jt- I I n,
i-t Ч-г л f
Ut,, rile i) - интервал усреднения, на котором определяется MLe(t)J . Так как n , и HJ - некоррелированные случайные величины, то при увеличении t последний член выражения (5) стремится к нулю
I I n.n-dtfcO.(6)
г
данные проведенного на ЭВМ моделирования показали, что для нестационарных помех с периодом нестационарности Т для (0,05. ..0, 2)Т уже выполняется (6). Таким образом, можно записать, чтп
|| ef(t),H.D,, (7)t-tили же
t-t
eJ(t)(Un,+Dfl).
(8)
5
0 е
Проводя аналогичные выкладки по разностным сигналам &(.t) и ), учитывая некоррелированность случайных величин п,,п,Пз, окончательно приходим к следующей системе зФавнений
Z(D,+DH);
(9)
Z2 ();
Z3(JJh3- D,), I . t где z, J e2(t.)dt;
4
., e|(t)dt;
(10)
4
z, (t)dt.
Из системы уравнений (9), решая ее относительно , ,2С Рпз, получаем .
5
+ z.
1520 i82
Найденные из
(11) значения
n,
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Устройство для измерения физической величины | 1989 |
|
SU1691685A1 |
Комплексное измерительное устройство с самоконтролем | 1988 |
|
SU1608618A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ | 1994 |
|
RU2082099C1 |
Устройство для вычисления дисперсии случайных процессов | 1982 |
|
SU1043686A1 |
Адаптивный прогнозатор производственных показателей | 1989 |
|
SU1658175A1 |
Система автоматического управления | 1984 |
|
SU1168897A1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО ИСТОЧНИКОВ АТМОСФЕРИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1997 |
|
RU2112251C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ | 1972 |
|
SU357565A1 |
Устройство для идентификации объекта | 1985 |
|
SU1298718A1 |
Адаптивная система управления потенциально опасным объектом | 1987 |
|
SU1423977A1 |
Изобретение относится к информационно-измерительной технике контроля и может быть использовано в системах контроля параметров. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит датчики 1-3, блоки 4-6, 13, 17 вычитания, квадраторы 7,11,15, интеграторы 8, 12,16, элементы 10,14,18 задержки, сумматоры 19-21,32,36, инверторы 22-24, блоки 25-27, 33-35 деления, задатчик 28 единичного сигнала и блоки 29-31 умножения. Устройство посредством обработки разностных сигналов датчиков позволяет получить оптимальную оценку измеряемого параметра. 1 ил.
, ,+z.,+Z3
А:
2tDrt, 2fDn, 2tDn,
- n
Таким образом, коэффициенты весового усреднения A , A, k вычисляются в каждый момент по определенным на ни- , терзала 7 значениям дисперсии D,
п-2 Р }
ha чертеже дана схема устройства.
Устройство содержит нервый 1, второй 2, третий 3 датчики каналов вычисления дисперсий, включающие блоки 4 - 6 вычитания, квадратор 7, первый интегратор 8, блок 9 вычитания, элемент 10 задержки в первом канйле вычисления дисперсий, квадратор 11, интегратор 12, блок 13 вычитания, элемент 14 задержки во втором канале, квадратор 15, интегратор 16, блок 17 вычитания, элемент 18 задержки в третьем канале, сумматоры 19-21 каналов, инверторы 22-24 каналов, блоки 25-27 деления каналов. Задатчик 28 единичного сигнала, блоки 29-31 умножения, второй сумматор 32, блоки деления, нервый сумматор 36.
Устройство работает следующим образом.
Входные сигналы датчиков 1-3, равные x,x,Xj, поступают на входы блоков 4-6 вычитания так, что на их выходах имеем выходные разностные сигналы каждой пары датчиков
e,(t)x,
e,(t)X4-x,;(15)
e(t), .
Сигнал е,(t) блока 4 поступает на ход квадратора 7, выходной сигнал оторого, равный квадрату e2(t), инегрируется интегратором 8, на выходе оторого имеет сигнал
(11)
2c:u
,2tUf, можно использовать для
определения коэффициентоп весового усреднения
(14)
t
у, (t)|e2(t)dt.
(16)
25
где t 30
время, отсчитываемое с начала работы устройства. Сигнал y(t) с выхода интегратора 8 подается на первый вход блока 9 вычитания, на второй вход которого подается выходной сигнал у, (t-t) элемента 10 задержки, равный
i-f
y/t-t) e2(t)dt.
(17)
т.е. выходной сигнал элемента 10 задержки у( t- t) - это выходной сигнал инте- 35 гратора 8, но задержанный на время с, где f - время задержки элемента 10 задержки. С учетом де блока 9 имеем
(16) и (17) на выхо- сигнал Z,, равный
2,у, (t)-y,(t-гr)e2(t)dt- t-t
- J e2(t)dt; о -t z, J ej(t)dt.(18)
-t
Таким образом, с помощью квадратора 7, интегратор 8, блока 9 вычитания и элемента 10 задержки производится определение выходного сигнала г,, равного
z,c(Dfl,+Dnj), (19)
где D. .Una дисперсии погрешностей датчиков 1 и 2 соответственно.
Аналогичным образом производится с помощью квадратора 11, интегратора 12, блока 13 вычитания и элемента 14 задержки определение выходного сигна ла г блока 13 вычитания, равного
(20)
погрешности дат
1 L (t)d-(,),
i- где 1)„ - дисперсия
чика 3.
Также с помоЕ(ью квадратора 15, интегратора 16, блока 17 вычитания и элемента 18 задерж1си получаем выходной сигнал Zj блока 17 вычитания, равный
z, I eVt)(,). (21)
I л.
fc-.
Следует отметить, что время задержки для всех элементов 10,14 и 18 одинаково.
Операции, связанные с определени значений )„ ,2) , в соответствии с (11), выполняются сумматрами 19 - 21,-а также инверторами 2 24, которые формируют сигналы -Zj,, -z,,-z,i соответственно. Таким образом, выходной сигнал сумматора 19 2tUft. равен
|ц
2t;u
n,z,+ (-Z2.)+z,,
выходной сигнал сумматора равен
,(-й,) , выходной сигнал сумматора равен
,+Z2+z }.
20
21
(22)
(23)
п.
(24)
Формирование обратных величин выходных сигналов сумматоров 19-21 осуществляется в блоках 25-27 деления соответственно путем деления выходного сигнала задатчика 8, поступающего на одни входы блоков 25-27 деления, на выходные сигналы суммато- роя 19-21
U, 1/2&U,, ;
Ui i/2C-Dn4;
из 1/2гип5 ,
(25)
где и I,и/1,и J - выходные сигналы блоков 25 - 27 деления соответственно,
которые поступают на входы блоков 29- 31 умножения соответственно, в которых осуществляется вычисление произведений выходных сигналов датчиков 1 - 3 на соответствующие выходные сигналы блоков 25 - 27 деления, т.е. на выходах блоков 29-31 умножения имеем сигналы , ,, соответственно. Выходной сигнал U сумматора 32, равный сумме сигналов U4,Uj.U3
,+Uj+U,,
(26)
поступает на одни входы блоков 33-35 деления, на другие входы которых приходят выходные сигналы U, х,, U,x, блоков 29-31 умножения соответственно.
Таким образом, на выходах блоков /33-35 деления имеем сигналы, которые суммируются в сумматоре 36, выходной сигнал которого является выходным сигналом всего устройства и с учетом (25), (26) равен
Чв
.Уi i+Уi5l
и.
и
и
Формула изобретения
Комплексное устройство контроля параметров, содержащее три датчика и первый сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, в устройство введены три блока деления, три блока умножения, второй сумматор, задатчик единичного сигнала и три канала вычисления дисперсии, каждый из которых включает блок вычитания, квадратор, интегратор, элемент задержки, блок вычитания, инвертор, сумматор и блок деления, выход блока деления каждого канала соединен с входом первого сомножителя соответствующего блока умножения и с входом одного из слагаемых второго сумматора, вход делимого блока деления каждого канала связан с выходом задатчика единичного
сигнала, а вход делителя - с выходом сумматора того же канала, вход первого слагаемого которого подключен к выходу блока вычитания того же канала, вход второго слагаемого - к выходу блЬка вычитания одного из других каналов, а вход третьего слагаемого - к выходу инвертора второго из других каналов, вход которого соединен с вы- ходом блока вычитания своего канала, вход уменьшаемого которого связан с выходом интегратора того же канала, а вход вычитаемого - с выходом элемента задержки того же канала, вход которог .подключен к выходу интегратора своего
канала, вход которого соединен с выходом квадратора того же канала, вход которого связан с выходом блока вычитания своего канала, входы уменьшаемого и вычитаемого блоков вычит-ания всех каналов попарно подключены к выходам датчиков, соединенным с входами вторых сомножителей блоков умножения, выходы которых связаны с входами делимых соответствукщих блоков деления, входы делителей которых подключены к выходу второго сумматора, а выходы - к входам соответствукщих слагаемых первого сумматора, выход которого является выходом устройства.
Гилъбо Е.Н., Челпанов И,В | |||
Обработка сигналов на основе упорядоченного выбора | |||
М.: Советское радио, 1975, с | |||
Торфодобывающая машина с вращающимся измельчающим орудием | 1922 |
|
SU87A1 |
Там же, с | |||
Деревянный торцевой шкив | 1922 |
|
SU70A1 |
Авторы
Даты
1989-11-07—Публикация
1988-04-27—Подача