Вычислительное устройство

О П И С А Н И Е 318959ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик1402244/18-24) явлено 07.11,19 вкиисоединецием з Комитет по деламзобретений и открыт нор итетубликовано 28.Х.1971. Бюллетень32 Д 1 621,523.8(088 при Совете Министров СССРДата опубликованп описания 24,111.197 АвторыизобретенияЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ Изобретение относится к области вычислительных устройств и может быть использовано для определения параметров случайного сигнала типа нерегулярная качка, а также в контурах самонастройки следящих систем, параметры которых автоматически настраиваются в функции параметров нерегулярного входного воздействия с целью минимизации среднего квадрата ошибки системы.Известные устройства, использующие свой ства простейшего вибратора для выявления периодических колебаний во внешнем воздействии и позволяющие осуществить последовательную селекцию отдельных гармоник из исходного процесса, имеют недостатки; в слу чае входного сигнала типа нерегулярная качка, в котором дисперсия, параметр затухания и резонансная частота могут изменяться в широких пределах, вычислительное устройство не позволяет определить эти параметры, 20 значения которых необходимы, например, для самонастройки следящих систем ца минимум среднеквадратичной ошибки; кроме того, не всегда возможно от входного воздействия получить производные, используемые на входе 25 описанного вычислительного устройства,Целью изобретения является обеспечение возможности определения параметров нере-.гулярной качки, которые могут изменяться в широких пределах. 30 Эта цель достигается путем анализа спектральной плотности входного сигнала и перестройки собственных частот узкополосных фильтров в соответствии с этим анализом.На фиг. 1 представлена блок-схема предла. гаемого вычислительного устройства; ца фиг. 2 графически представлена спектральная плотность сигнала типа нерегулярной качки,В состав предлагаемого вычислительного устройства входят узкополосные фильтры 1, 2, 3, масштабный элемент 4, выход которого соединен со входами интеграторов 5, б, 7 фильтров 1 - 3 соответственно.Выходы интеграторов 5, б, 7 соединены со. ответственно со входами множительных устройств 8, 9, 10, выходы которых, в свою очередь, соединены соответственно со входамц интеграторов 11, 12, 13 и входами масштабных элементов 14, 15, 1 б. Далее выходы интеграторов соединены соответственно со входами множительных устройств 17, 18, 19.Выходы последних подключены ко входам квадраторов 20, 2(, 22, выходы которых соответственно соединены со входами усредцяющих устройств 23, 24, 25, Выход усредцяющего устройства 23 соединен со входами сумматоров 2 б, 27. Выход усредняющего устройства 24 соединен со входом сумматора 2 б и входом делительного устройства 28, другой вход которого соединен с выходом сумматО.ра 27. Выход усредняющего устройства 25 соединен со входом сумматора 27, выход которого связан со входом интегратора 29. Выход интегратора 29 через блок 30 извлечения квадратного корня связан со входами множительных устройств 8, 9, 10, 17, 18, 19. Кроме того, выход интегратора 29 соединен со входом множительного устройства Л, другой вход которого соединен с выходом делитель- ного устройства 28. Устройство работает следующим образом. Входное нерегулярное воздействие со спектральной плотностью вида, представленного на фиг. 2, поступает через масштабный элемент 4 на входы трех узкополосных фильтров 1, 2, 3, каждый из которых состоит соответственно из двух интеграторов (5 и 11, б и 12, 7 и 13), двух множительных устройств (8 и 17, 9 и 18, 10 и 19) и масштабного элемента 14, 15, 1 б.Фильтры 1, 2, 3 являются колебательными звеньями с добротностью не более 10, постоянной во всем диапазоне рабочих частот, то есть при изменении резонансной частоты в звеньях коэффициент демпфирования должен оставаться постоянным во всем диапазоне рабочих частот.При этом на выходе каждого из усредняющих устройств получается сигнал, пропорциональный ординате спектральной плотности входного воздействия на определенной частоте.Если 6(в 1) )6(оз), то на выходе сумматора 27 будет некоторое напряжение, вследствие чего интегратор 29 изменяет параметры фильтров 1, 2, 3 в сторону сближения резонансной частоты фильтра с частотой сигнала.Когда фильтр настроен, то 6(а 1) = 6(оз) и сигнал на выходе сумматора 27 станет равным нулю.Установившееся значение сигнала на выходе интегратора 29 определяет квадрат резонансной частоты фильтра при настройке на сигнал.Значение параметра затухания и входного нерегулярного сигнала определяется по приближенной формуле: 4- 2 6 ("2)(лк) р о( 1) а( д Последняя аналитическая зависимость реа лизуется с помощью делительного устройства28 и множительного устройства Л. Предмет изобретения10 Вычислительное устройство, содержащеетри соединенных параллельно узкополосных фильтра, каждый из которых состоит из двух интеграторов, множительного устройства и масштабного элемента, отличающееся тем, 15 что, с целью определения резонансной частоты и параметра затухания нерегулярных сигналов, оно содержит на входе фильтров масштабный элемент, а в каждый из фильтров включено множительное устройство, вход ко торого соединен с выходом одного интегратора, а выход - со входом другого интегратора, при этом к выходу каждого узкополосного фильтра подключены последовательно квадратор и усредняющее устройство, кроме 25 того, устройство содержит два сумматора, делительное устройство, множительное устройство, блок извлечения квадратного корня и интегратор, включенные так, что выходы усредняющих устройств фильтров, работающих ЗО на боковых частотах, соединены со входамиодного сумматора, выход которого подключен ко входу интегратора, соединенного через блок извлечения квадратного корня с множительными устройствами узкополосных фильт ров, а выход усредняющего устройствафильтра, работающего на основной частоте, соединен со входом другого сумматора, второй вход которого соединен с выходом одного из усредняющих устройств фильтров, рабо тающих на боковых частотах, а выход этогосумматора соединен с первым входом дели- тельного устройства, второй вход которого соединен с выходом усредняющего устройства фильтра, работающего на основной часто те, а выход делительного устройства соединенс одним входом множительного устройства, второй вход которого подключен к выходу интегр атор а.ба Составитель В. Быков Тсхред Т. Ускова Корректор О, Зайцева Редактор Е, Хорина Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 749/14 Изд.855 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета ио делам изобретений и открытий нри Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5