Устройство для определения корреляционной функции

Союз Советских Социалистицеских Республик(2 оо делам изобретени и ОткрытийОпубликовано 05.02.79,Бюллетень Ж Дата опубликования описания 08,02 С, Г. Звоно(72) Автор, изобретени Рижский Краснознаменный институт инженеровгражданской авиации им. Ленинского комсомола(71) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО Я ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОЙУНКБИИ О 15 Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано при исследовании и проектировании импульсных систем.Известны способы и устройства дляопределения корреляционной функциивыходного сигнала непрерывной и импульсной систем автоматического регулирования с помощью формирующих фильтрови моделей-аналогов, позволяющие онределять корреляционную функцию в установившемся режиме или,в неустановивщемся режиме 1.Задача определения более полной статистической характеристики - корреляционной функции выходного сигнала последующей системы, характеризующей какустановившийся, так и неустановившнйся режим ее работы н называемой полнойкорреляционной функцией, к настоящемувремени решена только для непрерыв ных систем,Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является 2устройство для определения корреляционной функции, содержащее две цепочки,каждая из которых состоит иэ последовательно соединенных фиксатора, блоказадержки и блока умножения, вход фиксатора первой цепочки подключен к входу. фильтра и является первым входомустройства, вход фиксатора второй цепочки соединен с выходом фильтра, выходыблоков умножения обеих цепочек подключены соответственно к первому и второму входам блока сложения, другие входы блоков умножения первой и второйцепочек соединены с выходами фиксаторов соответственно второй и первой цепочек (2,Однако применение этого устройствадля получения полной кЬрреляцноннойфункции импульсной системы невозможно,так как импульсные системы обладаютсущественными особенностями по сравнению с непрерывными. Это относится нетолько к наличию элементов, характерных лищь для импульсных систем (ключи,3 646351в)восстанавливающие элементй), но и, глав- для корреляционной функции выходногопым обраэотм) к замене овперацити тинтФ-сигнала:грйрования ее дискретным аналогом и+е 5 КуРТ)МТ,ЕТ-Е апт,тви)Цп-ет,его,15где Ф НУ ГР весовая функция исследуемой системы; где Мз ввесовая функция эквивалентнойсистемы, образованной исследуемой системой и дискретным формирующим фильтром;ти ит 1- ввоовая функйия йиокрвтиого формирующего фильтра;КО=Ц,- начальное значение корреляционной функции входного сигнала (дисперсия);- период замыкания ключаисследуемой системы;И ) е = О)1)2)В -и-,тИ пцп(п ) п ),Т, щ Т .- дискретные моментывремени;3 Т - время задержки;Я Т - время, истекшее с моМента вклвчи ейия"сиСтемы)40 ОЬ б й 1 - параметр смешений,На чер)еже приведена блок-схемапредложенного устройства,Устройотво содержит исследуемуюсистему (или ее модель) 1, фильтр 2,)фиксатбрй 3 и 4, блоки 8 и 6 задержки,: первйй и второй блоки умножения7,.8 и дополнительный блок умножения9, усилитель 10, блок сложения 11,50сумъбатор 12.Дискретный формируюшший фильтр 2и исследуемтай система 1 образуют эквивале)нФнуйюв систему с передаточной функциейМЯрТ, к. Т . Включение дискретно 55:го формируюшего фильтра 2 после исследуемой системы 1 возможйо,так какий пвараметриы йостоянны. Фиксаторы3 и 4 нлемго порйдка являются восстанавливаюшими элементами. Целью настоящего изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет получения полной корреляционной функции выходного сигналаимпульсной. системы, что дает возможность проанализировать ее поведение впереходном и установившемся режимах,Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены дополнительный блок умножения и усилитель, выходкоторого соединен с третьим входом фблока сложения, выход которого является выходом устройства, вход усилителяподключен к выходу дополнительногоблока умножения, первый и второй входыкоторсп.о соединены соответственно свходом и выходом блока задержки первой цепочки, третий вход дополнительного блока умножения является вторымвходом устройстра,Для получения напряжения, пропорционального полной корреляционной функциий зваваисййевго как от времени задержки, так и от текущего времени ( с момен та включения системы), последнее фор- .мируют путем суммировайия результата сложения трехсоставляющих Первая составлявшая пропорциональна произведению выходного напряжеунияисследуемой системы-при подаче на ее:вход ймйувльса очень малой длительнос-,ти и сигнала, задержанйого после линейного преобразования дискретмформируюшйм фильтром в соотаетсвтвий"с твитдом корреляционной функции вход:ноговтоздействия. Вторуюсоставляю.шую получают как произветденйек,задержанного сигнала с вйхода системыи ймаидоержаинного выходного сигймадискретного формирующего фильтра,Третья соиставляющая пропорциональнафотиэвеадейию диСперсии входного сиг- ..нала, задержанного: и незадержанногосигналов с выхода системы,Принцип ойределения полной корре.ляционной функции К 12 Т;Т; 6 Твыходного сигнала импульсной еистемыоснован -навйчислении однократной суммы, к которой может быть сведенообщее выражение КцпТ ВТ, 6 Тву итат 1=Е в)Цй-и 1 т,ет 1 ии ит,о,На вход исследуемой системы 1 в момент времени Т = 0 подается сигнал в виде рещетчатой й - функции1 при ИТ=О;0 при д Т Ф О представляюший собой импульс одиноча ной амплитуды и бесконечно малой длительности. Практически такой сигнал заменяют импульсом одиночной амплиту 1 а ды и очень малой длительности по сравнению с периодом Т замыкания ключа.Ьыражениемдляй - функции описывается корреляционная функция дискретНого белого шума. На выходе системы 1 и фильтра 2 получают, соответственно, весовые функции щпТ, Е Т и %зп Т, б Т 3После прохождения сигналов, соот ветствуюших этим функциям, через блоки 5 н 6 задержки, имеющие одинако-вое время задержки, равное О Т, на выходах блоков 7 и 8 получают первые две составляющие, стоящие под знаком суммы в выражении для полной корреляционной функции.Для получения третьей составляющей два входа блока 9 подключают к выходам фиксатора 4 и блока 5 задержки, а на третий подают сигнал, равный дисперсии Входного Воздействия. Так как третья составляющая входит под знак суммы с отрицательным знаком, то сигнал с выхода блока 9 подают на усилитель 10 с коэффициентом усиления К=1,Все три составляющие подают на блок сложения 11 и затем на сумматор 12, На выходе сумматора 12 в вийеао ступенчатой функции получают сечение полной корреляционной функции при фиксированном значении задержки 1 Т,Для получения,ни выходе сумматора 12 напржкенйя, 1 тропорционального зна 4 чениям полной корреляционной функции в моменты замыкания ключа (на чертеже не показаны) системы 1, ключи системы 1 и фиксаторов 3 и 4 должны работать синхронно и синфаэпо. Если50 необходимо получить значения полной корреляционной функции между моментами замыкания ключа системй 1, то задают фиксированное значение параметра смешения Е =Я(1 = 1 2 3 " )55 причем 0(Я;1, Ключи фиксаторов 3 и 4 при этом должны замыкаться синхронно с ключом системы 1, но не синфаэно, а с запаздыванием на Я Т При отсутствии подходжпего сумматора соответствующие результаты на выходе блЬка 11 в каждом такте измеряют (фиксируют) и затем суммируют вручну;о или с помошью БВМ.Измэняя время задержки 1 Т от ну- ля до бесконечности и учитывая симметричность полной корреляционной функции относительно оси текущего времени й Т получают всю огибающую поверхность полной корреляциотпюй функции, Очевидно, что при заданном 1 необходимо+ 1 вклкчений модели.При 3 щ О получают дисперсию в неустановнвщемся режиме.При достаточно больщих значениях Й получают установившуюся корреляционную функцию.Анализ поведения корреляционной функции как в установивщемся, так и в неустановнвщемся режиме дает возможность качественнее рещать задачи синтеза (выбора законов управл ния), что особенно важно при проектирова 1 пш систем, инВариантных к Внешним Всзмучцениям и) Вообше систем кОтОрым предъяв ляются высокие требования по точности регулирования.Формула изобретенияУстройство для определения корреляционной функции, содержащее две цепочки, каждая из которых состоит иэ последовательно Соейипецп 1 Х фиксатора, блока задержки и блока умножения, вход фиксатора первой цепочки подключен к входу фильтра и является первым входом устройства, .вход фиксатора второй цепочки соединен с выходом фильтра, выходы блоков умножения обеих пеночек подключены соответственно к первому и второму входам блока сложения, другие входы блоков умножения первой и второй цепочек соединеы с выходами фиксаторов соответственно второй и первой цепочек, о т - л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства за счет получения полной корреляционной функции выходного сигнала импульсной системы, в него введены дополнительный блок умноженияИ усилитель, выход которого соединен с третьим входом блока сложения, выход которого является выходомустройства, вход усилителя подключенСоставитещ Э Техред С. М ечинай Корректор Е Папп едактор Э 14/40ВНИИПИ Гпо делам 113038 Тираж 779. Поосударственного комитета СССизобретений и открытийМосква, Ж-З 8, Раущская наГ Филиал ПППфПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 7;. :646,381 8 к выходу дополнительного блока умно- Источники информации, принятые во женин, первый и второй входы которого внимание при экспертизе соединен соответственно с входом 1 Крутько П. й. Статистическая дина и выходом блока задержки первой пепоч- мика импульсных систем, М., фСоветски, третий вход дополнительного блока 5 кое радио, 1963, с. 271-279, умножения является вторым входом 2. Авторское свидетельство СССР устройства. % 199848, кл. С 06 С 7/52, 1966.