Устройство для оптимальной интерполяции случайных сигналов

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 19) П 1) 6 6 7/30 ЕНИ ковие оптимвление, -О О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗ ОРС КОМУ СВИДЕТЕЛ э СТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛ ТЕРПОЛЯЦИИ СЛУЧ (57) Сущность иэобр держит вычитатель (1 нижних частот (3), об мана, группы масшт (4), элементов эадер составляющих трэн формирующий на вы ные оценки, 1 ил,Я ОПТИМАЛЬНОЙ ИНАЙНЫХ СИГНАЛОВ етения: устройство со), усилитель (2), фильтр раэующие фильтр Калабирующих элементов жки (5), сумматоров (6), сверсальный фильтр. ходах интерполяцион40 ф) =Л(т) + по(т) (1) Здесь по(1) - белый гауссовский шум наблюдения; А(т) - информационный параметр, который считается гауссовским марковским процессом и задается моделью 45 т)+ пА(с(2 рми где и Л(т) - белый гауссовский шумрования,Уравнение (2) описывачастот с передаточной фу ет фильтр нижнихнкцией НОи) ю --По имеющемуся наблюдению(3) и априорным сведениям (2) необходимо в момент Изобретение относится к технике электрической связи и управления и может бытьпреимущественно использовано в устройствах оптимальной обработки телеметрической информации,Целью изобретения является обеспечение оптимальной интерполяции случайныхсигналов в реальном масштабе времени засчет одновременной оценки реализации полезного сигнала (а не отдельных ее значений) 10в каждый момент времени наблюдения,На чертеже приведена функциональнаясхема устройства для оптимальной интерполяции,Устройство состоит из вычитателя 1, 15усилителя 2, фильтра нижних частот 3, масштабирующих элементов 4, элементов задержки 5, сумматоров 6. Входом устройстваявляется вход вычитателя 1, выход которогопараллельно соединен с входом усилителя 202 и входами масштабирующих элементов 4.Выход усилителя 2 соединен с входом фильтра нижних частот 3, выход которого с помощью цепи обратной связи соединен свторым входом вычитателя 1, Выходы масштабирующих элементов 4 соединены спервыми входами сумматоров 6, Выход каждого сумматора 6 связан со вторым входомпоследующего сумматора 6 через элемент задержки 5. Вход первого элемента задержки 6 30соединен с выходом фильтра нижних частот 3.Выходом интерполяционной оценки устройства являются выходы умматоров 6.Устройство для оптимальной интерполяции случайных сигналов работает следующим образом. Предполагается, что на входустройства интерполяции воздействует аддитивная смесь полезного сигнала и шума времени 1 получить по критерию минимума СКО оценку реализации информационного параметра Л (т - т), где 0г т. Оценкой в данном случае будет являться условное математическое ожидание(4)Отсчеты этой оценочной реализации вточках т . 0 и будут являться интерполяционными оценками информационного параметра.Функциональная схема устройства, реализующего алгоритм (4), представлена нафиг,1, Часть схемы, содержащая вычитатель1, усилитель 2 и фильтр нижних частот 3 спередаточной функцией (3), образует известный фильтр Калмана, на выходе которогоформируется оценка текущей фильтрациилЛ(т). Эта оценка поступает на вход блокаинтерполяции, который имеет параллельную структуру (часть схемы. обведеннаяпунктиром), Этот блок представляет собоймногоотводную линию задержки 5 с сумматорами 6, Продвигаясь вдоль линии задержки, оценка текущей фильтрации уточняетсяпри каждом суммировании ссигналом кордрекции Ц 1) - Л.(С), прошедшим весовую обработку в масштабирующих элементах 4. Таким образом, многоотводная линиязадержки с сумматорами и набором масштабирующих элементов является трансвер-,сальным фильтром, весовые коэффициентыкоторого выбираются из условия минимумаСКО. На выходах многоотводной линии задержки формируются интерполяционные оценкилЯ(С - Ь)Л(1 - ОЛ), которые в момент времени т являются отсчетами реализации полезного сигнала с шагом Л. Длина линиизадержки (интервал интерполяции выбирается из условия пЛ-т, где гк - времякорреляции случайного процесса. Л, Этообусловлено тем, что оценивание на интервале интерполяции большем тк уже не приводит к уточнению оценки, так как значениясигнала, разделенные этим интервалом, будут некоррелированными,Сопоставительный анализ с прототипомпозволяет сделать вывод, что заявляемое устройство для оптимальной интерполяции случайных сигналов отличается тем, что с цельюполучения интерполяционных оценок в реальном масштабе времени оно дополнительно снабжено трансверсальным фильтром,весовые коэффициенты которого выбираются из условия минимума СКО,1809430 Составитель А. КореннойТехред М,Моргентал Корректор С. Шекмар Редактор Заказ 1286 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ФПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Применение данного устройства для оптимальной интерполяции случайных сигналов позволит обрабатывать информацию в реальном масштабе времени и избежать потерь времени на обработку,Формула изобретения Устройство для оптимальной интерполяции случайных сигналов, содержащее вычитатель, первый вход которого является входом устройства, а выход через последовательно соединенные усилитель и фильтр нижних частот соединен с вторым входом вычитателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности интерполяции в реальном масштабе времени, в него введены группа из и масштабирующих элементов, группа из и элементов задержки и группа из и сумматоров, выход каждого из которых является выходом интерполяцион ной оценки устройства, при этом выходфильтра нижних частот соединен с входом первого элемента задержки группы, выход вычитателя соединен с в ходами всех масштабирующих элементов группы, соответст вующие входы каждого 1-го сумматорагруппы соединены с выходом 1-го масштабирующего элемента и 1-го элемента задержки, = Т.й, а выход каждого 1-го сумматора, ( = 1,п) соединен с входом (1+1-го элемен та задержки.