Адаптивный коммутатор системы телеизмерений Советский патент 1979 года по МПК G08C15/06 G08C19/28 

Устройство относится к области телеметрии и может применяться в тех областях техники, где требуется устранение избыточности: в телемеха нике, В дальней связи и т.п. Известны устройства адаптивной телеметрии, пр-эдназначенные дая ПЗредачи информации по каналу CBJISH с постоянной скоростью и состоящие из коммутаторов, блока сравнения, вычи тающего и запоминающего устройства генератора, триггеров, элементов И аналого-цифрового преобразователя, устройства формирования дискретных уровней подпора и блока считывания 1, недостатком подобных устройств является то, что в них практически осуществимо сжатие информации (сокращение избыточности) на основе алгоритма аппроксимации сигнала полиномом не выше нулевой степени, что значительно снижает эффективность подобных устройств. Наиболее близким по технической сущности данному изобретению является адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий в каждом измерительном ка;нале преобразователь погрешности аппроксимации, ВХОД которого и ВХОД ключа соединены с соответствующим входом устройства, ВЫХОДЫ ключей всех измерительных каналов подключены ко входу аналого-цифрового преобразователя, ВЫХОДЫ преобразователей погрешности аппроксимации всех измерительных каналов соединены с первыми входами анализатора погрешностей, первые ВЫХОДЫ которого под1:слючены к управляющим входам ключей и преобразователей погрешности аппроксимации всех измерительных каналов, вторые выходы анализатора погрешностей и выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами блока считывания, один выход которого подключен ко второму входу анализатора погрешностей, другой ВЫХОД - к ВЫХОДУ устройства 2. Недостатком подобных систем является наличие дополнительной погрешности из-за принятой дисциплины обслуживания каналов. Действительно, выбор номера канала по наибольшей погрешности аппроксимации совершенно не учитывает динамику этой. погрешности. Например, на данном такте опроса какой-нибудь канал может иметь не самую большую погрешность аппроксимации, однако на еледующем такте вследствие быстрого из менения сигнала она значительно превысит мaкcи1vlaльнyю погрешность на данном такте,и, следовательно, не обходимо опросить этот канал, rieyчет.этого факта приводит к возникновению в отдельные моменты времени значительного превышения погрешности аппроксимации. Особенно это сказывается , когда сигнал в некоторых каналах активно меняется. Целью настоящего изобретения явл ется повышение точности измерений з счет учёта характера последующего поведения погрешности аппроксимации при :выборе канала опроса. Эта цель достигается введением в кахедый измерительный канал генератор пилообразного напряжения, функционал ного преобразователя, блока перемножения сигналов блока дифференциро вания , вход которого подключен к соответствующему входу устройства, в ход блока дифференцирования непосре ственно и выход генератора пилообраз ного напряжения через функциональный преобразователь соединены со входами блока перемножения сигналов, выходы блоков перемножения всех измерительных каналов подключены к третьим входам анализатора погрешностей, вто рые выходы которого соединены с управляющими входами генераторов пил Образного напряжения всех измеритель ных каналов. Генератор пилообразного напряжения, блок дифференцирования, функциональный преобразователь и блок перемножений сигналов объединены функционально э блок предсказания погреш ности аппроксимации, назначение кото рого заключается в определении погре ности не-на данном такте, а на следу ющем благодаря чему появляется возможность более оптимального выбора . канала опроса. Предсказатель погрешности аппроксимации (ПрПА) легко реализуется для аппроксимации с помощью экстраполирующегЪ полинома ft-го порядка В этом случае он представляет собой устройство, работающее в соответствии с выражением . ) где Т период адаптивной комм тации, (11 + 1)-я производная входного сигнала. Структурная схема адаптивного ко мутатора представлена на чертеже. Устройство состоит из преобразователей 1 погрешности аппроксимации (ППА), для определения текущей погрешности аппроксимации, предсказ телей 2 погрешности аппроксимации для предсказания погрешности аппрок симации на следующем такте ofipoca, анализатора 2 погрешностей (АП) для определения канала опроса, ключей 4, аналого-цифрового преобразователя АЦП; ь и блока считывания 6, который служит для считывания адреса и информации и запуска,. Предсказатель погрешности аппроксимации 2 состоит из блока дифференцирования 7, вычисляющего согласно (1) {п+1)-ю производную сигнала (п-порядок аппроксимирующего полинома;, генератора пилообразного напряжения 8, сигнал на выходе которого пропорционален (t+T), для чего сброс генератора 8 от анализатора погрешностей 3 после опроса канала производится не до нулевого положения, а до напряжения, пропорционального периоду предсказания Т,-функционального преобразователя 9, осуществляющего возведение в-(п+1)| - степень и деление на (п+1) сигнала от генератора 8; иблока перемножения сигналов 10. .гццаптивный коммутатор работает следующим образом, ria каждом такте опроса преобразователь 1 и предсказатель 2 в каждом каНале вычисляют соответственно текущую погрешность аппроксимации и предсказанную на один такт вперед. Анализатор 3 циклически опрашивает все выходы преобразователя 1 и предсказатель 2 и выбирает канал с максимальным значением погрешности аппроксимации (текущей или предсказанной) и открывает ключ 4 Для пропуска аналоговой . информации в АПП 5 и далее в блок считывания 6, который считывает также информацию для передачи в ка-г , нал связи и код адреса. После считывания и передачи в канал связи кодов адреса и информации блок 6 запускает анализатор 3 для следуквдего цикла опроса. Таким образом, используя информацию о значении погрешности и фактически о ее тенденции к изменению, более обоснованно выбирается канал опроса. Тем самым значительно снижается, максимальная погрешность системы по сравнению с прототипом. Например, если два преобразователя 1 имеют одинаковую погрешность аппроксимации и в одном канале эта погрешность продолжает расти, а во втором - снижается, то устройство прототип опросит каждый канал с равной вероятностью, т.е. в половине случаев на следующем такте погрешность аппроксимации превышает погрешность на предыдущем такте, в то время как предлагаемое устройство обязательно опросит канал, в котором погрешность продолжает увеличиваться, и превышения погрешности не будет. Оценим возможный выигрыш максимальной погрешности при использовании полиномиальной аппроксимации. Так как с момента последнего опроса каждого сигнала проходит обязательно целое число интервалов адаптивной коммутации 1 Т, ,2..., то на 1-м такте