ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1971 года по МПК G06G7/70 

Изобретение относится к области вычислительных устройств и может быть иснользовано для определения параметров случайного сигнала тина «нерегулярная качка, а также в контурах самонастройки следящих систем, параметры которых автоматически настраиваются в функции параметров нерегулярного входного воздействия с целью минимизации среднего квадрата ошибки системы.

Известные устройства, использующие свойства простейшего вибратора для выявления периодических колебаний во внещнем воздействии и позволяющие осуществить последовательную селекцию отдельных гармоник из исходного нроцесса, имеют недостатки: в случае входного сигнала типа «нерегулярная качка, в котором дисперсия, параметр затухания и резонансная частота могут изменяться в широких пределах, вычислительное устройство не позволяет определить эти параметры, значения которых необходимы, например, для самонастройки следящих систем на минимум среднеквадратичной ошибки; кроме того, не всегда возможно от входного воздействня получить нроизводные, используемые на в.коде описанного вычислительного устройства.

Целью изобретения является обеспечение возможности определения параметров «нерег гулярной качки, которые могут из.меняться в широких пределах.

Эта цель достигается путем анализа спектральной плотности входного сигнала и нерестройки собственных частот узкополосных фильтров в соответствип с этим анализом.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого вычислительного устройства; на фиг. 2 графически представлена спектральная плотность сигнала типа «нерегулярной качки.

В состав предлагаемого вычислителыгого устройства входят узконолосные фильтры /, 2, 3, масщтабный элемент 4, выход которого соединен со входами интеграторов 5, 6, 7 фильтров /-3 соответственно.

Выходы интеграторов 5, 6, 7 соединены соответственно со входами множительных устройств 8, 9, 10, выходы которых, в свою очередь, соединены соответственно со входами интеграторов 11, 12, 13 и входами масштабных элементов 14, 15, 16. Далее выходы интеграторов соединены соответственно со входами множительных устройств 17, 18, 19.

Выходы последних подключены ко входам квадраторов 20, 21, 22, выходы которых соответственно соединены со входами усредняющих устройств 23, 24, 25. Выход усредняющего устройства 23 соединен со входами сумматоров 26, 27. Выход усредняющего устройства 24 соединен со входом сумматора 26 и входом делительного устройства 28, другой вход которого соединен с выходом сумматоpa 27. Выход усредняющего устройства 25 соединен со входом сумматора 27, выход которого связан со входом интегратора 29. Выход интегратора 29 через блок 30 извлечения квадратного корня связан со входами множительных устройств 8, 9, 10, 17, 18, 19. Кроме того, выход интегратора 29 соединен со входом мнол ительного устройства 31, другой вход которого соединен с выходом делительного устройства 28.

Устройство работает следующим образом. Входное нерегулярное воздействие со снектральной плотностью вида, нредставленного на фиг. 2, постунает через масштабный элемент 4 на входы трех узконолосных фильтров /, 2, 3, каждый из которых состоит соответственно из двух интеграторов (5 и 11, 6 н 12, 7 и У5), двух множительных устройств (8 и 17, 9 и 18, 10 и 19) и масштабного элемента 14, 15, 16.

Фильтры 1, 2, 3 являются колебательными звеньями с добротностью не более 10, ностоянной во всем диапазоне рабочих частот, то есть нри изменении резонансной частоты в звеньях коэффициент демпфирования должен оставаться постоянным во всем диапазоне рабочих частот.

При этом на выходе каждого из усредняющих устройств получается сигнал, пропорциональный ординате спектральной плотности входного воздействия на определенной частоте.

Если G(cui) ((соз), то на выходе сумматора 27 будет некоторое напряжение, вследствие чего интегратор 29 изменяет параметры фильтров 1, 2, 3 & сторону сближения резонансной частоты фильтра с частотой сигнала.

Когда фильтр настроен, то G(U)I) 0((оз) и сигнал на выходе сумматора 27 станет равным нулю.

Установившееся значение сигнала на выходе интегратора 29 определяет квадрат резонансной частоты фильтра при настройке на сигнал.

Значение параметра затухания и входного нерегулярного сигнала определяется по приближенной формуле:

оы

Р G (Ш1) - G («.,)

(Д/С)

Последняя аналитическая зависимость реализуется с помощью делительного устройства 28 и множительного устройства 31.

Предмет изобретения

Вычислительное устройство, содержащее три соединенных параллельно узкополосных фильтра, каждый из которых состоит из двух интеграторов, множительного устройства и масштабного элемента, отличающееся тем,

что, с целью определения резонансной частоты и параметра затухания нерегулярных сигналов, оно содержит на входе фильтров масштабный элемент, а в каждый из фильтров включено множительное устройство, вход которого соединен с выходом одного интегратора, а выход - со входом другого интегратора, при этом к выходу каждого узкополосного фильтра подключены последовательно квадратор и усредняющее устройство, кроме

того, устройство содержит два сумматора, делительное устройство, множительное устройство, блок извлечения квадратного корня и интегратор, включенные так, что выходы усредняющих устройств фильтров, работающих

на боковых частотах, соединены со входами одного сумматора, выход которого подключен ко входу интегратора, соединенного через блок извлечения квадратного корня с множительными устройствами узкополосных фильтров, а выход усредняющего устройства фильтра, работающего на основной частоте, соединен со входом другого сумматора, второй ВХОДкоторого соединен с выходом одного из усредняющих устройств фильтров, работающих на боковых частотах, а выход этого сумматора соединен с первым входом делительного устройства, второй вход которого соединен с выходом усредняющего устройства фильтра, работающего на основной частоте, а выход делительного устройства соединен с одним входом множительного устройства, второй вход которого подключен к выходу интегратора.