Устройство для контроля случайных процессов с помехами Советский патент 1990 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации о состоянии объекта, поступающей в виде совокупности случайных процессов с помехами.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов контроля случайных процессов с помехами.

Работа устройства основана на том, что с помощью введенных дополнительных блоков осуществляется многоразовое накапливание значений измеряемого параметра с оптимизацией этих значений, учитывающей их статистические и энергетические характеристики и осуществляемой после каждого цикла накапливания для увеличения отношения / сигнал - помеха при контроле случайного процесса в Г раз, где р 1, а К - количество датчиков измеряемого параметра (независимых наблюдений). Такой оптимизацией в случае, когда параметр и помеха распределены по нормальному закону, обеспечивается повышение достоверности информации на выходе устройства в /3 раз, где fb описывается выражением

R- log (I + f -JK -d) log 2 (1 + d)

где d - отношение сигнал - помеха в информационном сигнале с - датчика измеряемой величины. На фиг. 1 представлена структурная

схема предлагаемого устройства; на

СЛ

сд о ел

СЈ СП

фиг. 2 - диаграмма синхронизации ра- Фоты его блоков.

Устройство для контроля случайных процессов с помехами содержит первый блок 1 памяти, входную шину 2 устройства, первую шину 3, первый блок 4 Суммирования, вторую шину 5, первый (5лок 6 деления, вторую шину 7, задат- чик 8 числа опрашиваемых датчиков Параметра, третью шину 9, второй блок JO памяти, четвертую шину 11, второй Флок 12 суммирования, пятую шину 13, $торой блок 14 деления, шестую шину 15, выходную шину 16, седьмую шину |7, блок 18 умножения, восьмую шину 19, третий блок 20 памяти, девятую 1|щну 21 , третий блок 22 суммирования, Десятую 23 и одиннадцатую 24 шины, енератор 25 тактовых импульсов, делитель 26 частоты, двенадцатую шину Ј, счетчик 28 и тринадцатую шину 29.

Устройство работает при автоматическом сборе информации.

Нулевой цикл накапливания, являющийся в данном случае обычным цифровым усреднением, осуществляется следующим образом. На вход устройства по шине 2 подаются измеренные через Определенные интервалы времени и t Оцифрованные значения .1) сигналов

J

t К датчиков измеряемого параметра, где Xj(tj) - значение сигнала j-ro Датчика в момент времени tj, которые фиксируются в блоке 1 под управлени- Јм сигналов ЈD и С, синхронизации

Генератор 25, делитель 26 и счет- фик 28 выполняют функции синхрониза- J opa, который вырабатывает сигналы разрешения обработки j-x значений

xj(tj) D,, De,...,Dj,...,DK

выдаваемые на шину 27 и управляющие Сигналы с| С0, С, Сг, Съ, определяющие взаимодействие и функционирование отдельных блоков устройства (фиг. 2), а также выдает на шину 29 Код IA адреса отсчета, взятого в момент времени t; (i 1, 2,.„„,п), используемый при операциях записи-чтения информации в блоках 1 и 10 памяти.

Полученные исходные выборки Kg nj ,„.., X , V с выхода блока 1 по Шине 3 поступают на вход блока 4, где Определяются суммы соответствующих (1-х) значений выборок:

ZlX-Ct;),

Г

3

где i const для каждого суммирования по j .

к С выхода блока 4 полученные суммы 2.Хi(tj) по шине 5 подаются на вход делимого блока 6, на вход делителя которого по шине 7 поступает двоичный код с выхода задатчика 8, соответствующий количеству опрашиваемых датчи10

ков К.

С выхода блока 6 средние значения

m

;M-izXj t;)

по шине 9 подаются на блок 10, где производится их запись под управлением сигнала С0.

С первого выхода блока 10 средние значения (, 2,...,п) под управлением сигналов С и D, поступают по шине 11 на вход блока 12, где определяется сумма абсолютных значений пц V

ПГ.

;И

Полученная сумма выхода блока 12 по шине 13 подается на вход делителя блока 14, на вход делимого которого под управлением сигнала Сг по шине 15 поступают данные с второго

выхода блока 10. В блоке 14 определяются значения

i 1, 2,...,п, интерпретируемые в дальнейшем как распределение относи- Iп

тельных частот, так как 2L.P

С помощью полученного множества значений {Р(, осуществляется оптимизация (переопределение) исходных значений Xj(tj) для каждой из независимых выборок X; (j 1, 7v}

-,..., iv/ .

С выхода блока 14 значения PJ по шине 17 подаются на первьй вход бло- ка 18, на второй вход которого под управлением сигналов С и ЪЯ по шине 19 с выхода блока 20 передаются суммы абсолютных значений каждой из исходных выборок

s Z.|Xj4t ,)l .

t

J - 1 2,,..,K

(j const для каждого суммирования

no i) .

Значения Sj поступают под управлением сигналов С и Јl) Т на вход блока 20 по шине 21 с выхода блока 22 и хранятся в блоке 20, оставаясь постоянными в течение всего времени многократного накапливания (эти значения характеризуют энергию каждой из шения достоверности результатов контро- исходных выборок XjjV, эта энергия ЛЯ} оно содержит второй и третий бло- остается постоянной, она только перераспределяется с учетом множества Р,...,РПТ по соответствующим

выборкам при последующих циклах накапливания) .

С выхода блока 18 переопределенные после нулевого цикла накапливания в соответствии с выражением

ки памяти, третий блок суммирования, задатчик числа опрашиваемых датчиков, генератор тактовых импульсов и дели20 тель частоты, соединенный первым управляющим выходом с первыми управляющими входами первого блока деления и второго блока памяти и со счетным входом счетчика, вторым управляющим

X-(t;) Sj - Pj

25 выходом - с первыми управляющими входами первого и третьего блоков памяти, третьим управляющим выходом - с вторыми управляющими входами первого, второго и третьего блоков памяти, четвертым управляющим выходом - с третьим управляющим входом первого блока памяти, а командным выходом - с входами разрешения обработки сигналов блоков памяти с первого по третий и третьего блока суммирования,

значения подаются по шине 24 на второй вход блока 1 и фиксируются в нем, замещая исходные значения Xj(t-), под , управлением сигналов С3 и -Го. На этом заканчивается цикл нулевого накапливания, осуществляемый без учета множества значений Г,, „,...,РПЯ.

В результате нулевого цикла накапли-

вания отношение сигнал - помеха воз- 35 информационные вход и выход которого

подключены соответственно к второму информационному выходу первого блока памяти и информационному входу тре- . тьего блока памяти, входы первого и ния производятся последовательные ци- второго сомножителей и выход блока клы переопределения значений Xj(t;) умножения связаны соответственно с и их накапливание. При этом эАсЬектив- выходами третьего блока памяти и вто ность контроля составляет гДе рого блока деления и вторым информа- т 1 .цконным входом первого блока памяти,

Последовательность действий при по- первый информационный вход которого

подключен к входу устройства, кодовый выход счетчика соединен с адресными входами первого и второго блоков памяти, вход делителя и выход первого

растает примерно в раз, где К - количество независимых наблюдений (датчиков) контролируемого параметра. С целью увеличения этого соотношеследующих накапливаниях переопределенных значений X-(ttr) аналогична нулевому циклу накапливания Xj(t|), причем переопределенные значения X- (t;) с второго выхода первого блока 1 памяти блока деления подключены соответст- на вход третьего блока 22 суммирования в дальнейшем не поступают. При достижении заданного числа циклов навенно к выходу задатчика числа опрашиваемых датчиков параметра и информационному входу второго блока памяти, первый и второй информационные

блока 10 памяти по сигналам управле- ээ выходы второго блока памяти соединены ния С и ГвЯ на шину 16 выдаются сред- соответственно с выходом устройства ние значения , ,...,, , и входом делимого второго блока хра- принимаемые за истинные значения изме- нения, вход делителя которого связан

капливания с третьего выхода второго

i- - 15505356

ряемого параметра в моменты времени

м -2.

Формула изобретения

Устройство для контроля случайных процессов с помехами, содержащее последовательно соединенные первый блок памяти, первый блок суммирования и г первый блок деления, а также блок умножения, второй блок суммирования, второй блок деления и счетчик, о т- личающееся тем, что , с целью повышения достоверности результатов контро- ЛЯ} оно содержит второй и третий бло-

ки памяти, третий блок суммирования, задатчик числа опрашиваемых датчиков, генератор тактовых импульсов и делитель частоты, соединенный первым управляющим выходом с первыми управляющими входами первого блока деления и второго блока памяти и со счетным входом счетчика, вторым управляющим

выходом - с первыми управляющими входами первого и третьего блоков памяти, третьим управляющим выходом - с вторыми управляющими входами первого, второго и третьего блоков памяти, четвертым управляющим выходом - с третьим управляющим входом первого блока памяти, а командным выходом - с входами разрешения обработки сигналов блоков памяти с первого по третий и третьего блока суммирования,

информационные вход и выход которого

715505358

С выходом второго блока суммирования, информационному выходу второго блока Вход которого подсоединен к третьему памяти.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой обработки информации о состоянии объекта, поступившей в виде совокупности случайных процессов с помехами. Цель изобретения - повышение достоверности результатов контроля путем многократного накапливания значений измеряемого параметра с оптимизацией этих значений, учитывающей их статистические и энергетические характеристики и выполняемой после каждого цикла накапливания. Устройство содержит блоки памяти, блоки суммирования и умножения, счетчик, генератор тактовых импульсов и делитель частоты. 2 ил.

5

2

Ј

С

и

Я U 17 La

21 сг«е

20

|«-С

SZc

Ф

17

94

/ //

ч/7

7

/5

Ш

Импульсы на faode счетчика

-Иit

выдача кода ядреса отсчета Xjttt) на группо&ой &шод счетчика

Деление суммы Xj(ti) ни число датчиков К b йюке 8, запись результатов $о второй &ок памяти; считмИание, полученных п значений .) и &ыдача на fmopou суммирования

-Ш«Ш

Считывание ш пер&ого Ьлока памяти п значений А/(/), полученных от j-го датчика, Ььфча ш на третий блок, суннирг- Iww, запись J-U суммы JXj(t)l & третий д/юк памяти

и1/Ј$ 1

Выдача на Stw 18умножения значений Sj иь третье® 5лока памяти и значений PL с второго блока Щ деления; запись переопределенных значений Xj(bj) В пер&ый о/юк памяти

.

Фиг. 2

Составитель С. Демиденко Редактор А. Лежнина Техред М.Дидык Корректор М. Кучерявая

Заказ 274Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101