Устройство для адаптивного сглаживания цифровой информации

(23) Приоритет по делам иэеоретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО СГЛАЖИВАНИЯ И 1 фРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ.,= Б; Ь (1) 1Изобретение относится к цифровой обработке информации и может использоваться в различных отраслях, где необходимо осуществлять сглаживание цифровой информации о нестационарных по математическому ожиданию случайных процессов.5Известно устройство сглаживания циф - ровой информации, реализующее алгоритм, в котором коэффициент б (коэффициент сглаживания) равент 3=4/2 К, где к - па 1 О раметр сглаживания Ц .Недостаток устройства - большая систематическая ошибка.Уменьшить систематическую ошибку при сглажиаии можно путем адаптивного изменения коэффициента сглаживания %К или параметра сглаживания , т,е, при изменении коэффициентов модели или несоответствии выбранной детерминированной основы фактической коэффициент С) увеличивают (уменьшают коэффициент т: ), тем самым увеличивают скорость реакции сглаживающей системы на изменения коэф фициентов модели. По мере "догонаф сглвженным процессом исходного процесса коэффициент сглаживания б снова уменьшают (или увеличивают коэффициент), обеспечивая тем самым достаточную степень сглаживания (мелую дисперсию после сглаживания).К тому же, данный способ не позволяет выбрать величину коэффициента сглаживания б в каждом конкретном случае,т.е. не дает ответа на вопрос, наскольконеобходимо изменить величину б.Наиболее близким является устройство21, реализующее алгоритм сглаживания, в котором следящий сигнал определяетсяпо формуле где величина Д определяется сглаживанием величины отклонения сглаженного значения измеряемой функции ; от измеренного Ъ по способу экспоненцивльного сглаживания, т,е,ф (-", ;-Величина й ,.характеризует чсоедненное5 752 имитирующие помеху (кривая 1 на фиг. 1),Сглаживание осуществлялось по фор -муле У=А ХФ+4- к У;42Кривая 2 на фиг. 1 характеризует результаты сглаживания при следующих па- раметрах 353 6сравнение знаков теку 1 дей разшпп б;, поступающей с выхода компаратора 1 ипредшествующей У; , Если знаки совпадают, то с выхода элемента 4 эквивалентности поступает сигнал логической единицы и на выходе блока памяти формируется сигнал, равный максимальному значению коэффициента сглаживания С п 1 ОХ, Впротивном случае на выходе блока памяти будет присутствовать сигнал с(;Кривая 3 характеризует результаты сглаживания с постоянным коэффициентом сглаживания, равным с: (2 Р,Кривая 4 характеризует результаты сгла живания по алгоритму, описанному в известном Со( = сА : 4/4,На фиг. 2 представлено устройство дляадаптивного сглаживания цифровой информации, гоУстройство содержит компаратор 1,первый блок 2 сглаживания, Первый входкомпаратора 1 и первый вход устройства2 сглаживания соединен с источником входного сигнала ); (первый вход устройства),дВыход блока 2 сглаживания соединен совторым входом компаратора 1, выход которого соединен с информационным входомтриггера 3 и с первым входом элемента4 эквивалентности, второй вход которой зОсоединен с выходом триггера 3, Выходэлемента 4 эквивалентности соединен суправляющим входом блока 5 памяти, вкотором хранягся допустимые минимальные и максимальные значения коэффициен- зта сглаживания 3 у,п,4 дщ (параметрысглаживания К щцХ1 ), поступающие на/информационный вход второго блока 6 сглаживания, На вход (второй вход устройства)установки коэффициента сглаживания 6, 40блока 6 сглаживания поступает сигнал ,с оответствующий коэффициенту сглаживания . На управляющий вход блока 6сглаживания поступает сигнал запуска С(третий вход устройства) через элемент 457 задержки. Информационный выход блока 6 сглаживания соединен с соответствующим входом блока 2 сглаживания свыходов которого снимается сигнал сглаженйого значения (первый выход устройства) у; и сигнал окончания работы С(второй выход устройства), Управляющийвыход блока 6 сглаживания соединен ссоответствующими входами блока 2 сглаживания и триггера 3. 55 Триггер 3 предназначен для хранения знака предыдущей разницы, т.е. б. Элеменгом 4 экв;валентности производится Устройство адаптивного сглаживания цифровой информации работает следующим образом.На выходе триггера присутствует сигнал логической единицы, что соответствует отрицательной разности, т.е,Х, У, .В блоке 5 памяти занесены соответствующие коэффициенты сглаживания Фпд,спо На выходе блокв 2 сглаживания находит-. ся сигнал предшествующего сглаженного значения1- 1При подаче на вход устройства текущего значения ( на выходе компаратора 1 появляется сигнал знака разности (Х; - "У; ). Допустим,Х,У; , т.е. знаки б совпадают, тогда с выхода элеменга 4 эквивалентности поступает сигнал логической единицы и с блока 5 памяти на блок 6 сглаживания поступает сигнал=О 1 Вместе с информационным сигнагпалом на вход устройства поступает управляющий сигнал запускакоторый с задержкой времени поступает на блок 6 сглаживания и запускает его. После окончания работы блока 6 сглаживания с его выхода формируется сигнал, которым заносится знак разности в триггер 3 и запускается блок 2 сглаживания. Сглаживание текущей информации производится с новым коэффициентом сглаживания фКоэффициент С, увеличивается накаждом шаге измерения до тех пор, покана выходе элемента 4 эквивалентности присутствует сигнал логической единицы, т.е. ьЯО(д,) ъ 1 Я(сУ, ) 0 или пока Ф, не станет равным А пах.Аналогично осуществляется работа усчройства адаптивного сглаживания, еслиь 1 Р (дД ьдо(". ) оВ этом случае на вход блока 6 сглаживания поступает сигнал ,=Ф р . В результате значение коэффп 1 иентд сглажива7 7523 ния О; уменьшается, Его предельное значение равно б; -Ю дТемп изменения коэффициента сглаживания .Ф; на каждом шаге измерения зависит от коэффициента сглаживаниякоторый предварительно устанавливается сигналомна блоке 6 сглаживания.Формула изобретения 1 оУстройство для адаптивного сглаживания цифровой.инФормации, содержащее ком-, паратор, два блока сглаживания, блок памяти, элемент задержки, причем первый 1 з вход компаратора и первый вход первого блока сглаживания объединены и являются первым входом устройства, первый выход первого блока сглаживания является первым выходом устройства и подключен ко ро второму входу компаратора, второй выход первого блока сглаживания является вторым выходом устройства, вход второго блока сглаживания является вторым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я в тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит триггер, элемент эквивалакг 53ности, при этом выход компаратора соединен с информационным входом триггера и первым входом элемента эквивалентности, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти, выход которого соединен с информационным входом второго блока сглаживания, управляющий выход которого подключен к управляющему входу первого блока сглаживания и управляющему входу триггера, выход которого соединен со вторым входом элемента эквивалентности, второй вход первого бло ка сглаживания соединен с выходом,второго блока сглаживания, управлпощий вход которого подключен к выходу элемента задержки, вход которого является третьим входом устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР попо заявке И 2551371/3 8-24,кд Я 06 Р 15/34 1977.2 Чуев Ю. В, Прогнозирование количественных характеристик процессов. М.,752353 оставитель А. Бараноеред Н. Барадулина Корректор Н, Григору 50 Зак филиал ППП патент жгород, ул, Проектна/9 Тираж 751 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушскаа наб., д. 4/5