ВПТБ Советский патент 1973 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к цифровой измерительной и вычислительной техн.ике и найдет применение в системах оперативного статистического а.нализа лестационарных и стационарных случайны.х процессов, а также в системах ста|б.ил1иза|ци.и и управления процессами.

Известно цифровое устройство контроля характер.истИК, в котором выбор величины кванта для измерения процесса производится изменением .коэффициента усиления предварительного усилителя дискриминатора после оценки процесса оператором.

Известно устройство коитроля вероятностях характеристик, которое содержит амплитудный дискриминатор, схему выбора оптимального кваита и вычислитель характеристик. Выбор опти1мального кванта для измерения производится в нем один раз до начала измерения за счет аппаратурного анализа выборки случайного процесса.

Недостатком этих устройств является невозможность контроля с заданной точностью нестационарных процессов с изменением в широком диапазоне их текущих средних значений и среднеквадратичных отклонений.

Предложенное устройство совместно со схемой центрирования и усилителем дискриминатора с регулируемым по степенной зависимости коэффициентом усиления Ку 2 позволяет с заданной точностью и постоянным

значением эталонного кванта контролировать процесс с диапазоном изменений, не менее,

.з.

чем - 0,05

т (/) -

Предложенное устройство отличается тем, что содержит две цифровые схемы сравнения дисперсий,. соединенные входами со счетчиком промежуточных моментов второго порядка, вход которого подключен к первому кла0пану и к управляющим входам второго и третьего клапана; счетчик окончания центрирования, вход которого соединен со схемой центрировани-я, схему сохранения постоянства кванта, подключенную к дешифратору, а вы5ходом соединенную с вычислителем характеристик.

На чертеже показана блок-схема предложенного у,стройства: 1 - амилитудный дискриминатор уравнений; 2 - схема центриро0вания процесса; 3 - цифровой вычислитель характеристик; 4 - первая схемы выявления интенсивности превышений отклонений амплитуд на уровне половины эталонного напряжения; 5 - вторая схема выявления интенсив5ности превышений отклонений на уровне эталонного напряжения; 6 - дешифратор квадратов (возведения в квадрат) отклонений амплитуд; 7 - накапливающий сумматор; 8 - клапан окончания центрирования; 9 - схема определения окончания центрирования; 10 -

клапан вычисления характеристик п.ри малой дисперсии; - клапан вычисления ха-ракте.ристик пр.и олтимальном значенли дисперсии; 12 - счетчик определения промежуточных моментов второго порядка; 13 - схема сравнения момента второго порядка с максимальной дисперсией; 14 - схема сравнения момента второго порядка с минимальной дисперсией; /5 - клапан суммирующего входа реверсивного счетчика; 16 - реверсивный счетчик; 17 - дешифратор ,из.Мвнения коэффициента усиления и сохранения постоянной стоимости кванта; 18 - схема сохранения постоянной стоимости кванта.

:ВЫход дискриминатора уровней /.соединен со схемой центрирования 2, которая, управляя дискриминатором, совмещает ось измерения с текущим значением математического ажидания. Выход схемы центрирования связан через дешифратор квадратов 6 с накапливающим сумматором 7.

Выход ,усилителя дискриминатора соединен со схемами 4 и 5 выявления интенсивности-превышений отклонений амплитуд (соответсдаенно .на уровнях 0,5 U и t/э), выполненными на основе схем сравнения я счетчиков. ВЫХОД «больще схемы 4 подключен к клапану W, выход «меньше или «ра,вно - ж клапану 15. Выход «больше схемы 5 подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 16.

Выход схемы 9 соединен с одним входом клапана 8, с другим вх.одом которого соединена день переносов накапливающего сумматора 7. Выход клапана 8 подключен к входам клапанОВ 10 и // и счетчика 1-2 определения промеж|уточных моментов второго порядка. Выход счетчика соединен со входами схем сравнения .1-3, 14 момента второго по-рядка с (максимальной и минимальной дисперсией; выход «меньше или «равно охемы сравнения 14 подключены на входы .клапанов 10 и 15, а выход «больше -на вход клапана 11. Выход клапана 15 подсоединен к суммирующему входу реверсивного счетчика 16, на который подается цепь отрицательных переносов реверсивного счетчика широкого диапазона центрирования схемы центрирования 2. Выход «меньше или «равно схемы сравнения/ подключен на вход клапана /./, а выход «больше - на вычитающий вход реверсивного счетчика -le. Выход реверсивного счетчика 16 через дешифратор 17 соединен с усилителем дискриминатора У и с управляюшиш входом схемы сохранения постоянной стоимости кванта 18. К второму входу схемы 18 подключены выходы клапанов 10 №.11. Выход схемы сохранения постоянной стоимости кванта 18 соединен с цифровъгм вычислителем характеристик 3.

Сущность работы схемы заключается в следующем:

1. Коэффициент усиления усилителя ди криМ1инато1ра / увеличивается IB 2 раза, .а стоимость кванта, ,используемог о для вычислений

характеристик, сохраняется .постоянной добавлением двух разрядов в счетчик схемы сохранения постоянной стоимости кванта (т. е. делением переносов .из сумматора на 4), есл.и:

а) центриров:ание не происходит снизу

(событие Zo), т. е. процесс по средним значениям амплитуд меньше .допустимой для контроля .вел.ич.ины;

б) центрирование происходит и за.кончилось (событие z) и момент второго порядка менБще или равен минимально допустимой велич-ине (, событие г/i) и нет интенсивных превышений уровня 0,5 6э (), событи1е X., т. е. вьтолняется условие:

zoV2. r/iJ:i l.

2. Коэффициент усиления усилителя дискриминатора уменьшается в 2 раза, а стоимость кванта со.храняется постоянной исключением двух разрядов из счетчика схемы сохра.нения постоянной стоимости кванта (т. е. умножением переносов из сумматора на 4), есл.и:

а)центрирование проис.ходит .и закончилось (событие г) и момент второго порядка

(больше допустимой для контроля величины (,aKc собы.тие г/2);

б)есть интенсивные превышения уровня, равного Ua (Pj ), событие Xz, т. е. выполняется условие 1.

3. Вычисление .характеристик производится, если:

а)центр.ирование происходит и за.кончилось (событие z) и .момент второго порядка больше минимально допустимой и меньше или

равен максимально доп1устимой дисперсии

Лмакс событие |/i - ,

б)центрирование происходит и законч.илось (событие z) ,и момент второго порядка меньше или равен минимально допустимой величине (О; D мин-событие и есть интенсивные превышения уровня, равного 0,5 t/э (Ру- , событие;с1, т.е. выполняется условие: z( Xiyi).

4. Отношение /)макс/ мин 4.

Работа устройства. Случайный процесс в виде напряжения подается на вход усилителя с изменяемым коэффиц.иентом усиления /Су дискриминатора /. С выхода д.искриминатора

результаты измерения через схему .центрирования 2 и дешифратор- квадратов 6 поступают на вход накапливающего сум.матора 7.

Допустим, что в данный момент времени содержимое реверсивного счетчика 16 равно

t; в-ыхюд счетчика через двщифратор 17 устана1вли1в-ает коэффициент усиления усилителя /Су 2,: и коэффициент передачи схемы 18 сох.ранения стоимости кванта /Сп 1/2 (величина промежуточного кванта равна ).

Если процесс по средним значениям амплитуд оказался недопустимо .мал для контроля, в реверсивном счетчике широкого диапазона схемЫ центр.ирования 2 при сложении произойдет отрицательное перепол.нение, и от.рицательный перенос увеличит содержимое

реверсивного счетчика 16 на единицу. Лу усилителя и Кп схемы сохранения стоимости

мванта 18 устаиоВЯтся С0ответст1вен.но 2+, /{„

Этот продесс будет продолжаться до тех пор, пока средние значенля амплитуд процесса станут достаточло большими.

Если окажется, что процесс по средним значениям очень велиК, схема 5 выявления интенсивноотл превышений уровня t/э выдает сигнал PJ , который уменьшит содержимое .реверсивного счетчика 16 на единицу, умень1шая тем самым Ку в два раза ,и увеличивая /Сп в четыре раза. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока среднее значение амплитуд войдет в диапазон центрирования.

После окончания центрирования сигнало м с выхода схемы 9 открывается клапан 8 и происходит накопление квадратов отклонений на счетчике 12, т. е. определение промежуточного момента второго порядка. Значение момента сравнивается с максимальной дисперсией на схемах сравнения соответственно 13 и 14. Кроме того, одновременно производится выявление идтенсивности превышений отклонений амплитуд сигналов на схема.х 4 и 5, на вход которых подается сигнал f(t) . /Су с .выхода зсилителя. Если пр.и этом окажется, что DJ /)„„„ и Ру :/доп,схем.а сравнения 14 .и схема выявления .интенсивности 4 закрывают .клапа,ны 10 и // .и открывают клапа.н 15, увеличивая содержимое реверси-вного счетчика 16 на единицу; если же Ру , клапан 15 закрыт, открывается клапан 10 и производится вычисление характеристик. Если .чин О.,-.макс, то схемами ср.авнения 13 и 14 открывается клапан 11, также разрешая вычисление характеристик. И наконец, если Z)j DMaKc, схема сравнения с максимальной дисперсией 13 умбньш.ает содержимое реверсивного сч етчика 16 на единицу, уменьшая Ку усилителя в 2 раза и увелич.ивая /Сп схемы сохранения постоянной сто.имост.и кванта 18 в 4 раза.

Устройство ра,ботает так, чтобы п.ри вычислении характеристик ось измерения всегда была бы совмещена с текущим значен.ием математического ож.ида.н,ия, .а текущ ее значение среднеквадратического отклонения находилось бы в заданных пределах, причем при интенсивных превышениях отклонений амплитуд сигналов уровня, равного 0,5 Ua , допускаются выч.исления при (t) 1 Д«нн

Предмет изобретения

Устройство для контроля вероятностных характеристик случайных процессов, содержащее цифровай ч.исл.итель, подключенный к амплитудному .дискриминатору уровней, соединенному с первой и второй схем.ами выявлен.ия .интенсИВНостей и со схемой центрирования процесса, соединенной через дешифратор квадратов с накапливающим сумматором; реверсивный счетч-ик, подключенный к дешифратору; клапалы, отличающееся тем, что, с целью авто.матического нормирования нестац.ионарн.ого случайного процесса во время .измерений, .оно содержит две цифр.овъге схемы сравнения дисперсий, соединенные входам.и со счетч.иком промежуточных моментов второго порядка, вход которого подключен к первому клапану и к управляющим входам второго и третьего клапанов; счетчик .окончания центрирован.ия, вход которого соединен со схемой центр.ирования, а выход подключен к од,но1му из управляющи1Х входов первого кл.апана, второй вход .которого соединен с накапл.ивающим сумматором; схему сохранения постоянства кванта, подключенную входами к дещифратору .и ко второму .и третьему клапа,на.м, а выходом соединенную с вычислителем; первая схема выявления .интенсивности соединена с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к четвертому клапану, ВХ.ОДЫ которого соединены с одной .из цифровых схем сравнения и со второй выявлен.ия интенсивности; подключенной к управляющему входу второго клапана.