Многоканальный ортогональныйфильТР для СТАТиСТичЕСКОй идЕНТифи-КАции Советский патент 1981 года по МПК G06G7/52 

11зобретение относится к средствам экспериментального статистического ан лиза стационарных эргодических случайных процессов и может быть использовано для статистической иден тификации динамических объектов в процессе нормальной эксплуатации. Известен ортогональный фильтр содержащий звенья блока уменьшения и блок усреднения ij. Недостаток фильтра - ограниченная область применения. Известен ортогональный фильтр для статистической идентификации, т+ -ьпа канал- которого состоит из hi идентичн групп блоков, в каждую из которых входит блок усреднения, масштабный блок, второй блок умножения, первый блок умножения, выход которого подключен через блок усреднения и масштабный блок по второму входу второго блока умножения, первые входы первого и второго блоков умножения подключены к одному из входов какала, а выход второго блока умножения каждой из групп подключен к инвертирующим входам блока вычитания, неинвертирующий вход которого является одним из входов канала, а выход подключен ко входу норматора и к первому входу первого блока умножения в каждой группе 23. Недостатков этого устройства является даже при небольшом числе П1 наличие большого числа сложных функциональных блоков, таких как блоки умножения, блоки усреднения. . Цель изобретения - упрощение Ультра, т.е. при любом значении сохранение только двух цдентичиых групп блоков Поставленная цель достигается. тем, что в ортогональньв1 фильтр для статистической идентификации, (пН-1)-ый канал . которого содержит четыре блока умножения, первые входы первого и второго блоков умножения объединены и подключены к выходу первого блока в лчитания, второй вход первого блЬка умножения объединен с первым входом третьего блока умножения и соединен с выходом блока нормироватия т-го канала , второй вход второго блока умножения и первый вход четвертого блока умнозкения объединены и соединены с выходом блока нормирования ( т-1) то канала 4яшьтра, выхода первого и второго блока уг ожения соединены еоответстэенно через первый и второй блоки усреднения со входами еоответствухщих масштабных блоков, выход второго масштабного блока сое динен со вторым входом четвертого блока умножения, выход которого сое динен с инвертирующим входом первого блока вычитания, выход которого подключен ко входу блока нормирования, в каждый канал фильтра введен второй блок вычитания, неинвертирующий вход которого является информационным входом канала, а инвертирующий соединен с выходом первого масштабного блока, выход втрро блока. вычитания соединен со вторым входом третьего блока умножения,выход которого соединен с инвертирующим входом первого блока вычитания. На чертеже представлена блок-схе устройства. (m+l )-ы5 канал фильтра содержит первую группу блоков., в которую вхо дит блок 1 умножения, блок 2 усред нения, масштабный блок 3, второй блок 4 вычитания, блок 5 умножения выход блока умножения . через бло 2усреднения и масштабньй блок 3подключен к инвертирукщему входу второго блока 4 вычитания, неинвертирующий вход подключен к первому входу канала, а выход - ко второму входу блока 5 умножения, первые вхо блока .1 умножения и блока 5 умножения подключены ко втор.ому входу канала: вторую группу блоков,в которую, входит блок 6 умножения,блок 7 усреднения, масштабный блок 8, блок 9 усреднения, выход блока 6 умножения подключен через блок 7 усреднения и масштабный блок 8 ко второму, входу блока 9 умножения, первые входы блока 6 умножения и блока 9 умножения подключены к трет му входу канала, а выход блока 9 ум жения подключен к инвертирукнцему входу второго блока iO вычитания. 64 к неинвертирующему входу подключен вход блока 5 умножения, а выход подключен ко входу блока 1 J нормирования и ко вгорым входам первых блоков 1 и 6 умножения, , Ортогональный фцпьтр работает следующим образом. На неинвертирующий вход второго блока 4 вычитания поступает сигнал . X , а на инвертирующий вход сигнал , выходной сигнал которого перемножается с сигналом P,y, , поступакмцего с Уи-го канала фильтра. Одновременно с этим сигнал с выхода масштабного блока 8 ,перёмножается блоком 9 с сигналом J(ni-i)H поступающего с ( ш-1)-го канала фильтра. Из сигнала (у-оС + ) вычитается блоком 10 сигнал PViJCw-UH на выходе которого будет сигнал Jm....««-Vim-,)H. который будучи пронормированным блоком 11, является выходным сигналом (т +)-го канала фильтра. Сигнал (1) одновременно поступает на вторые входы блоков I и 6 умножения на первые входы которых поступают сигна™ Япн JlVH--«)H соответственно с выхода блоков I и 6 умножения через соответствуюпше блоки усреднения. Сигналы . и ,,.v(vyi-i)H J поступают на соответствующие входы масштабных блоков 4 и 9. При этом масштабные блоки 4 и 9 ::ырабатывают соответственно сигналы (Ьщ такой величины, чтобы на выходах соответствующих блоков 3 и 8.усреднения выполйялись равенства ,Pv,Hl; 2) M tPyn-.iPlm-nHl, (3) где реальИый оператор усредне-, ния. Еспи входной есть функция времени, то усредне1ше производит ся по времени. При этом сигнал () ортогонален со всеми сигналами с предащущих каиалов, начиная с первого. Это утвержден ние справедливо лишь в том случае, если сигналы рх}ц () с преда|дущих каналов являются уже ортогональиыми и нормированными (индекс означает нормированный)., Тогда усл вия (2) и (3) являются проверкой условия ортогональности сигнала Р со всеми предьщущими. При этом, подставляя (l) в (2) и(3) и учитывая ортогональность пр дыдув51Х сигналов, получим ,,,..,. W откуда Л Аналогично )н - n,..hmH)A5ttm Kt«H) откуда P,.,,.;J (5) Можно сказать, что L(.W-i) ДЛЯ всех 2,3 m Полученное соотношение (1) , (4) и (5 является модификацией двухст пенчатой рекурентной процедуры ортогонализации. Необходимо отметить, что все точностные характеристики, как независимость получаемых оценок от не стабильности параметров блоков, та и инвариантность фильтра к закону распределения,сохранены в предлага емом фильтре. Кроме того, введение дополнительного блока вычитания и незначительное изменение связей позволяют значительно упростить фильтр для генерации ортогональных полиномов как в схемо-техническом, так и в системо-технических аспект - nt Формула изобретения Многоканальный ортогональный фильтр ля статистической идентификации, (vvi+1) -ый канал которого содержит четыре блока умножения, первые входы первого и второго блоков умно кения объединены и подключены к вы1ходу первого блока вычитания, второй вход первого блока умножения объединен с первым входом третьего блока умножения и соединен с выходом блока нормирования Ш-го канала.фильтра, второй вход второго блока умножения и первый вход четвертого блока умножения соединены с выходом блока нормирования (иттП-го. канала фильтра, выходы первого и второго блоков умножения соединены соответственно через первый и второй блоки усреднения со входами соответствующих масштабных блоков, выход второго масштабного , блока соединен со вторым входом четвертого блока умножения, выход которого соединен с инвертирующим входом первого блока вычитания, .выход которого -ко входу блока нормирования, отличающийся тем, что, с целью упрощения фильтра, в каждый канал фильтра введен второй блок вычитания, неинвертирующий вход которбго является информационным входом канала, а инвертирующий соединен с выходом первого масштабного блока, выход второго блока вычитания соединен со вторым входом третьего блока умножения, выход которого соединен с неинвертируюпц1М входом первого блока вычитания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М. Энергия, 1972, с.155, 2.Авторское свидетельство СССР, по заявке № 2700922/18-24, кл. G 06 G 7/48, 1978 (прототип).