Устройство для классификации шумовых сигналов

306422 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик.1969 (Ле 1305455/18-24 Зависимо Заявлено МПК 6 06 д 7/5 ием заявки %в пписоедин Комитет ло делам изобретений и открыт при Совете Министре СССРПриоритет -Опубликовано 11.7.1971. Бюллетень Мо 19 Дата онубликонаяия описания ОЗХ 111.197 ДК 681,333;519.2Авторыизобрете в, М, И. Могильницкий, 3. И. Нестерова и А. Г, Сенин матики и электрометрии Сибирского отделения АН ССС Д. Бор Заявитель Институт а 2 Описываемое устройство асти вычислительной техни спользовано там, где по и ребу ется определить прин ехническое состояние источотносится к об. и и может быть лучаемому шуму адлежность или ика. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛАССИф Известны классификаторы, содержащие блок выделения признаков, состоящий из первичного измерителя признаков и функционального преобразователя, блок обучения, включающий схему весовых элементов и схему корректировки весовых элементов, решающее устройство.Распространение принципов построения известной системы на те области, где напряжение признака не остается постоянным на время, достаточное для однократной корректировки всех весовых элементов, невозможно.С целью использования при обработке шумовых сигналов с изменяющимися за время однократной корректировки признаками, в :предложеннохт классификаторе элементы памяти соединены со входом схемы корректировки и выходом ключевого устройства, первый сигнальный вход ключевого устройства соединен с выходом функционального преобразователя, второй - со схемой сравнения, а управляющий выход - со схемой корректировки, причем в режиме обучения элементы памяти через кратковременно замыкающиеся ключи 1 ЮБП 11 ИББ",ГИ.т=.ц-; Г;Д" т 11,ШУМОВЫХ СИГНАЛОВ соединены со схемой сравнения и преобразователем.Благодаря этому предлагаемый классификатор используют для обработки шумовых 5 процессов,и в частности для акустической безразборной диагностики механизмов.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема электро- механического классификатора; на фиг. 3 - 10 схема компенсации.Классификатор состоит из блока выделенияпризнаков, содержащего первичньш измеритель признаков 1 и функциональный преобразователь 2, элементов памяти т н ключевого 15 устройства 4, блока обучения со схемами 5 - тн решающего устройства 9,Первичный измеритель признаков 1 соедн.нен с функциональным преобразователем 2, а тот, в свою очередь, с первым сигнальным входом ключевого устройства 4 и схемой 6 весовых элементов. Второй сигнальный вход устройства 4 соединен с выходом схемы сравнения 7, один из входов которой соединен со схемой задатчика 8, а второй - с выходом схемы 6. Управляющие входы устройства 4 и схемы 6 соединены с выходом схемы корректировки 5, выход которой соединен с элементами ламяти т, а те, в свою очередь, - с ключами устройства 4, Вход решающего устройства 9 соединен с выходом схемы 6.Так как классификатор работает в двух режимах, то при обучении через кратковременно замыкающиеся ключи устройства 4 элементы памяти 3 соединены с выходом функционального преобразователя 2 и схемой сравнения 7.Электромеханический классификатор шумовых сигналов состоит из блока выделения признаков, блока обучения и решающего устройстваБлок выделения признаков содержг клип пирующее устройство 10, анализатор спектра 11, набор модуляторов 121 ви фупкционалиый преобразователь 13.В ключевое устройство 4 входят ключевая схема 14, отдельно вынесенный ее элемент 141, элементы памяти (конденсаторы С 1 - Си и устройство памяти 15, Схему весовых элементов составляют потенциомет- РЫ К,Ки; Й - Ки,и И КОМПЕСаЦИОННЫЕпотсщиометры Р- - . Р, Р, : - Ки ип НиРоль задатчиков на фиг. 1 выполняет схс ма 16, а 17 - схема сравнения.В схему управления корректировкой весовых элементов входят реверсивный двигатель 18, схема временного управления 19, нуль- орган 20, электромапит 21 с шаговым иска. телем 22, схемы копенсации 23, - 23, 23 - 23 1 и,и электромагнитные муфты 24, - 24 и, 24 - 24 пи. Решающее устройство представлено схемой 25 с лампочками 25, и 252, имеется также источник напряжения 26.В режиме распознавания устройство работает следующим образом.Шумовой сигнал подают на клиппирующее устройство 10 с усилителем мощности, На выходе усилителя мощности получают сигнал постоянной амплитуды и переменной частоты, который подают на анализатор спектра 11, Электрически независимые напряжения с выходов полосовых фильтров анализатора 11 подают на потенциометры Й 1 - Л 11 параллельно па транзисторные модуляторы 12, - 12. На вторые входы модуляторов (на схеме не показаны) подают переменные напряжения постоянной амплитуды. На выходе модуляторов получают переменные, электрически независимые напряжения, амплитуда которых определяется выходным напряжением соответствующего полосового фильтра. Этп напряжения поступают на функциональный преобразователь 13, в котором производят возведение в квадрат и перемножение гг данных сигналов Электрически независимые на,пряжения постоянного тока с выхода функционального преобразователя подают на по.тенциометры Р 11 - Я 1,. От источника напряжения 26 постоянное напряжение подают еа потенциометр Я,. Средние точки и движки каждого потенциометра Я 1 - Р;соединяют последовательно. Получсн 45 50 55 60 65 5 1 О 15 и 25 Зо 35 40 ное суммарное постоянное напряжение подают на решающее устройство. В зависимости от знака суммарного напряжения зажигается лампочка 25, или 252.При переходе от одной группы сигналов к другой необходимо провести обучение классификатора. Обучение устройства осуществляется циклами. За время одного цшла последовательно перемещают движки потенциометров Л 1 - Й Ж. - г 5 , . Для этого суммарное постоянное напряжение весовых элементов подается на схему сравнения 17, на второй вход которой поступает нужный сигнал от задатчика 16. Напряжение с выхода схемь сравнения 17 через контакт схемы 14, который замыкается один раз за цикл, поступает в устройство памяти 15. В зависимости от знака разности замыкается правый или левый контакт па выходе схемы устройства памяти 15, Этим определяется фаза перемен ого напряжения, подаваемого на обмотку управления реверсивного двигателя 18 и, следоВятельно, няпрявле 11 ие перемещения движ.а весового потенциометра. Одновременно с замыканием элемента 141 срабатывает клюе. вая схема и напряжения с выхода анализатора спектра 11 и функционального преобразователя 13 поступают на элементы памяти (конденсаторы С - С, ,. На этом начальнаяя стадия цикла зя кя нч и Б 11 етс 51. Е и соот Бетствует определенное полокение шагового искателя 22, а время начальной стадии задается схемой временного управления 19. После того, как напряжение на выходе схемь. временного управления 19 достигнет определенного уровня, срабатывает нуль-орган 20, н импульс постоянного напряжения подается на электромагнит 21 шагового искателя 22. Ша. говый искатель 22 переходит в новое положение, контакты ключевой схемы 14 отпмскаот Пусковой шаговый искатель 22 занял положение, изображенное на схеме. С конденсатора С поступает постоянное напряженис на первый вход нуль-органа 20. Одновременно подают напряжение на электромагнитнуо муфту 241 и схему копенсации 231, О,;на половина муфты жестко сидит на оси, обцей для потепциометров Й 1 и Л 1, а вторая сцеплена с приводным валом двигателя 18. При сраоатыв анин муфты движки потенциометров начинают перемещаться. Напряжение с движка компенсационного потенциометра Г 1 поступает на схему компенсации 23 а с нее - на второй вход нуль-органа 20. Схема компенсации в момент подключения имеет на выходе напрякение, равное нулю. По мере перемещения движка Г 1 происходит приращение напряжения на выходе схемы компенсации 231. В тот момент, когда напряжение на втором входе шагового искателя 22 сравняется с напряжением на первом входе, подается импульс напряжения в электромагнит 21 и шаговый искатель переходит на следующую ламель, схемы компенсации 23, и элек 306477тромагнитные муфты 24, обесточиваются, а схема компенсации 23 и электромагнитные муфты 24 оказываются под током, и процесс ,повторяется.После коррекции потенциометра Яо шаговый искатель 22 приходит в начальное положение, срабатывают элемент 14, и ключевая схема 14, и цикл повторяется.Схема компенсации (см, фиг. 3) предназначена для снижения требований к точности изготовления муфт и зубчатых зацеплений, точности выставки зазоров и люфтов прц высокой точности отработки величины напряжения, поступающего на первый вход схемь нуль-органа 20. Использование указаннои схемы позволяет сохранять высокую эксплуатационную надежность системы,Схема работает следующим образом.До момента подачи напряжения ца реле 27 соответствующий конденсатор С; заряжен до потенциала движка компенсационного потенциометра Л;. Когда шаговый искатель 22 встанет на 1-ламель, срабатывает реле 27 и ц второй вход нуль-органа 20 поступает разность напряжений (У - с 12). Так как входное сопротивление по второму входу несколько десятков моя, то конденсатор С; практически не разряжается и напряжение в первый момент равно нулю. По мере перемещения движка компенсационного потенциометра Г; изменяется разность (У - У), причем только за счет напряжения (1 Таким образом, приращение напряжения на выходе схемы пропорционально перемещению движка. В момент равенства напряжений на входах нульоргана 20 шаговый искатель 22 переходит ца следующую ламель, реле 27 отпускает конденсатор С;, заряжается до потенциала, соответствующего новому положению движка.5 Предложенцое устройство содержит 30 весовых элементов, выполненных на проволочных прецизионных потенциометрах (типа ПП).Компенсационные потенциометры взяты того же типа. Диапазон частот, определяемыЙ аца О лизатором спектра, от 400 в 40 гц, числоразлчаемых классов - 2, цикл обучения заш 1 мает в среднем 6 сек.П р едм ет изобретения15Устройство для классификации шумовыхсигналов, содержащее блок выделения признаков, функциональный преобразователь, блок обучения со схемой набора весовых эле ментов, связанный со схемой их корректировподключецоЙ и одном пз одо схемысравнения, решающее устройство, связанное с выходом схемы набора весовых элементов, соединенной с выходом функционального пре образователя, отличающееся тем, что с цельюанализа процессов с изменяющимися за время однократной корректировки всех весовых элементов признаками, оно содержит запоминающие элементы, соединенные со схемой ЗО корректировки, и ключевое устройство, связанное о 1 ним сгнальным входом с функциональным преобразователем, а другим - со схемой сравнения, управляющий вход ключевого устройства связан со схемой корректи ровк.О 7. 3 Составитель В. Жовинский Техред Е. Борисова Корректор Л. А, Царь Изд. Л"з 781 Тираж 473 Подписное делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ип, Харьк. фил. пред. Патен сдактгр Л. А. Утехи аказ 282/1 Об 3ЦНИИПИ Комитета с,ЩР лбд Ь"