Адаптивный временной дискретизатор Советский патент 1979 года по МПК G06G7/02 

1

Изобретение относится к технике дискретизации непрерывных сигналов (случайных процессов) и может быть использовано в прикладных инженерных задачах анализа случайных процессов с целью получения исходных данных для прогнозирования функциональной надежности технических объектов.

В основном авт. св. 394800 описан адаптивный временной дискретизатор, обеспечивающий достаточнЕЛй диапазон изменения такта измерений и содержащий блок сравнения, выход которого соединен с первыми входами блока памяти и блока выборки сигнала, BTOftJe входы которых присоединены ко входу устройства, измерительный элемент и блок управления, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход соединен с первым входом измерительного элемента,второй вход которого подключен к выходу блока памяти, а выход которого соединен со входом блока сравнения 1

Недостатком этого дискретизатора является невозможность определения некоррелированных наибольших значений измеряемого (анализируемого)случайного процесса (СП).

Цель предлагаемого изобретения расширение класса решаемых задач за счет определения некоррелированных наибольших значений анализируемого СП.

Для.этого в адаптивный временной дискретизатор введены коррелятор, элемент И и блок определения наибольших значений, выход которого является соответствующимвыходом дискретизатора, первый вход - подключен к выходу блока выборки сигнала, управляющий вход - соединен с соответствующим выходом блока управления, а второй вход блока определения наибольших значений подключен к выходу элемента И, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, а информационный вход подключен к входу коррелятора и является входом дискретизатора, выход коррелятора соединен с соответствующим входом блока управления.

Одноканальный коррелятор обеспечивает получение ве.гтчины интервала корреляции СП. Элемент И осуществляет пропускание этого измеряемого (анализируемого) СП на вход блока

определения наибольших значений, который осуществляет выбор наибольшего значения на каждом из заданных интервалов корреляции с учетом значений на концах этих интервалов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого адаптивного временного дискретизатора.

Он содержит блок 1 выборки сигнала, выход которого служит первым выходом дискретизатора, а первый вход соединен со входом дискретизатора, Вход дискретизатора подключен также к первому входу блока 2 памяти,второй вход которого, а также второй вход блока 1 соединены с выходом бло ка 3 сравнения, а выход - с первым входом измерительного элемента 4, Второй вход измерительного элемента

4подключен к первому выходу блока

5управления, первый вход которого соединен с выходом блока 3 сравнения выход коррелятора 6 соединен с соот ветствующим входом блока управления, а вход - ко входу дискретизатора. Вход дискретизатора подключен также

к информационному входу элемента И 7 управляющий вход которого соединен с соответствующрш выходом блока 5 управления, а выход - с первым вхо дом блока 8 определения нанбольших значений. Управляюи гй вход блока 8 подключен к соответствующему, выходу блока 5 управления, второй вход к выходу блока 1 выборки.сигнала, а выход является соответствующим выхо дом дискретизатора.

Предлагаемый адаптивный временной дискретизатор работает следующим образом/

Анализируемый СП поступает на вхо одноканального коррелятора 6, кото рыК определяет величину интервала корреляции этого процесса и засылае эту величину на второй вход блока 5 управления. На эти интервалы будет происходить разбиение этого СП и вы дача блоком 5 управления сигнала на

открытие элемента И 7, который пропускает значение СП в этот момент (t 0) на блок 8 определения наибольших значений, где этот сигнал запоминается. Входной сигнал в виде анализируемого СП проходит также в блок 2 Пс1мяти и запоминается как знчение СП Х{0), которое вычитается из последукнцих значений процесса X(t), т.е. с выхода блока 2 сигнал V{t) X(t) Х(0) будет поступать на вход измерительного элемента 4, и если СП - есть прямая линия.(первая производная х (t) const, а вторая - равна нулю) , то напряжед1ие на выходе измерительного элемента 4 равно нулю. Если же СП имеет тен денцию изменения, отличнуюот прямо линии, то отличное от нуля напряжение с выхода измерительного элемента 4 поступает на вход блока 3 сравнения. При сравнении этого напряжения с допустимой величиной, которая определяется, исходя из допустимой погрешности аппроксимации, с выхода блока 3 сравнения поступает сигнал на блок 1 выборки сигнала и на сброс в нуль блока 2 памяти, С выхода блок 1 считанное значение СП в дискретной форме поступает на вход блока 8 определения наибольших значений и на первый выход дискретизатора, с которого снимаются дискретные значения преобразованного входного СП. При этом в блоке 8 определения наибольших значений заЪоминается большая из двух сравниваемых величин (или первая при их равенстве), а меньшая по сигналу с блока 5 управления стирается. В этот момент в блоке 2 памяти запоминается новое значение СП, а с первого выхода блока 5 управления на второй вход измерительного элемента 4 поступает управляющий сигнал, в соответствии с которым перестраивается измерительный элемент и подготавливается к очередному циклу измерения погрешности линейной аппроксимации. В случав отличия СП от прямой линии на выходе измерительного элемента вновь появляется напряжение, отличное от нуля, и работа всего устройства повторяется. При этом с первого выхода дискретизатора снимается очередное дискретное значение, а в блоке 8 произойдет сравнение этого сигнала с предыдущим, большее из которых запоминается. Далее рабо та дискретизатора повторяется до тех пор, пока с блока 5 управления на элемент И 7 не поступит сигнал на выбор очередной границы следующего интервала корреляции. В момент прохождения входного анализируемого СП через элемент И 7 на блок 8 определения наибольших значений происходит его сравнение со значением, записанньа, и выдача большего из них на второй выход дискретизатора. Далее дискретизатор по вышеописанному принципу производит преобразование непрерывного входного анализируемого СП в дискретную на всех последующих отрезках времени, равных интервалу корреляции, с одновременным выбросом наибольшего значения в каждом из них.

Предлагаемый адаптивный временный дискретизатор помимо сжатия исходной информации о СП (адаптивной дискретизации) позволяет выделять наибольшие некоррелированные значения, которые могут быть использованы в рял© прикладных инженерных задач. Информация о значениях некоррелированных наибольших значений СП, действующих на технический объект, может

быть использована дпя оценки параметров распределения наибольших значений. Знаь распределение этих значений можно прогнозировать характеристики функциональной надежности технического объекта.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения в народном хо-;я-:стве равен сумме средств, сэкономг.енных на автоматизации получения некоррелированных наибольших значений и сжатии информации об анализируемых (измеряемых) СП. Косвенным путем экономический эффект можно оценить стоимостью вызванного непрелвиденными неисправностями ущерба, который может возникнуть из-за невозможности прогнозирования Функциональной надежности технических объектов из-за .незнания некоррелированных на ибольших значений СП, действующих на эти объекты при эксплуатации. Ф-эрмула изобретения

Адаптивный временной дискретизатор по авт. ев, 394800, о т л и чающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет определения некоррелированных наибольших значений анализируемого случайного процесса, в него введены коррелятор, элемент И и блок определения наибольших значений, выход которого является соответствующим выходом дискретизатора, первый вход подключен к выходу блока выборки сигнала, управляющий вход соединен с соответствующим выходом блока управления, а второй вход блока определения наибольших значений к выходу элемента И, управляющий вход которого соединен с соответствующим выхо5дом блока управления, а информационный вход подключен к входу коррелятора и является дискретлзатора, выход коррелятора соединен с соответствующим входом блока управле0ния.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ff 394800, кл. G06 G 7/02, 1971.

ало5