Адаптивный компенсатор помех

Адаптивный компенсатор помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АДАПТИВНЫЙ КОМПЕНСАТОР ПОМЕХ , содержащий первый N -входовой сумматор к j-му (где j 1,...,N) входу которого подключен выход j-го весового усилителя, первый вход которого является входом j -го опорного сигнала, а второй вход подключен к выходу j-го блока управления весовым коэффициентом, первый вход которого объединен с первым входом весового усилителя, а второй вход объединен с входами остальных блоков управления весовым коэффициентом, выход первого N -вхо-: дового сумматора подключен к первому входу вычитателя, второй вход которого является входом основного сигнала, а также усилитель, о т л иуменьшения среднеквадратичной ошибки при обработке нестационарных сигналов с неизвестными характеристиками, в него введены второй N -входовой сумматор, N элементов задержки, N умножителей, линия задержки, два перемножителя, накопитель, регулируемый усилитель и ограничитель, причем первый вход j-го умножителя объединен с входом j-го элемента задержки и с первым входом j-го весового усилителя,второй вход j -го умножителя подключен к выходу j-го элемента задержки, а выход - к j-му i входу второго N -входового сумматора, выход вычитателя подключен к первому (Л входу регулируемого усилителя, выход которого через ограничитель соединен с вторым входом j-го блока управления весовым коэффициентом, выход вычитателя подключен к первому входу первого перемножителя и к входу линии задержки, выход которой соединен с вторым входом первого пере множителя, второй перемножитель, со усилитель и наксяштель включены последовательно между выходом первоО5 го перемножителя и вторым входом регулируемого усилителя, а второй вход второго перемножителя подключен к выходу второго N -входового сумматора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) з(51) Н 04 В 1/10

5$4 33„. f Igg (ЕЕ@2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574620/18-09 (22) 01.04.83 (46) 23.08.84. Бюп. ¹ 31 (72) А.M. Кузьминский и В.Н. Лавренюк ,(53) 621.396.967 (088.8) (56) 1. Цыпкин Я.З. Основы теории обучающихся систем. М., "Наука", 1970, с. 167-168, рис. 9.2.

2. Aspects of network and System

theory. Eds. R.Å. KaIman, N. De CIaris. New Jork„ "HoIt, Rinehart and

Winston", 1971, р. 574-576, fig. 7.8 (прототип). (54) (57) АДАПТИВНЫЙ КОИПЕНСАТОР ПОМЕХ, содержащий первый 1 1 -входовой сумматор к j -му (где j = 1,...,(() входу которого подключен выход j-го весового усилителя, первый вход которого является входом j -ro опорного сигнала, а второй вход подключен к выходу 1-го блока управления весовым коэффициентом, первый вход которого объединен с первым входом j -го весового усилителя, а второй вход объединен с входами остальных блоков управления весовым коэффициентом, выход первого М -вхо-. дового сумматора подключен к первому входу вычитателя, второй вход которого является входом основного сигнала, а также усилитель, о т л ич а ющи йс я тем, что, с целью уменьшения среднеквадратичной ошибки при обработке нестационарных сигналов с неизвестньмн характеристиками, в него введены второй N -входовой сумматор, N элементов задержки, М умножителей, линия задержки, два перемножителя, накопитель, регулируемый усилитель и ограничитель, причем первый вход (-го умножителя объединен с входом j -го элемента задержки и с первым входом j -го весового усилителя, второй вход j --го умножителя подключен к выходу j -го элемента задержки, а выход — к j -му входу второго (1 -входового сумматора, выход вычитателя подключен к первому входу регулируемого усилителя, выход которого через ограничитель соединен с вторым входом j -ro блока управления весовым коэффициентом, выход вычитателя подключен к первому входу первого перемножителя и к входу линии задержки, выход которой соединен с вторым входом первого перемиожителя, второй перемножитель, усилитель и накопитель включены последовательно между выходом первого перемножителя и вторым входом регулируемого усилителя, а второй вход второго перемножителя подключен к выходу второго М -входового сумматора.

11099

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обнаружения, связи и управления..

Известен адаптивный компенсатор помех, минимизирующий среднеквадратичную ошибку (СКО) между входным сигналом и линейной комбинацией опор ных сигналов, содержащий Н вЂ” входовой сумматор, к 1-му входу (1 = 1,..., Й ) которого подключен выход j -ro весового усилителя, к выходу — первый вход вычитателя, второй вход которого является входом адаптивного компенсатора помех, а выход соединен через последовательно включенные

j-й усилитель с изменяющимся коэффициентом передачи, 1 -й перемножитель и 1-й накопитель с первым входом j-го весового усилителя, второй вход которого объединен с вторым входом --ro перемножителя и является входом j -го опорного сиг" нала (1 ).

Недостатком устройства является неработоспособность в нестационарных условиях, так как уменьшение с течением времени коэффициентов передачи усилителей с изменяющимися коэффициентами передачи приводит к тому, что, через определенное время они становятся настолько малыми, что управление весовым усилением практически отсутствует, а значит отслеживание нестационарности входных сигналов становится невозможным.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является адаптивный компенсатор помех, минимизирующий СКО между входным сигналом

40 и линейной комбинацией N опорных сигналов, содержащий первый М -вхо" довой сумматор, к 1-му (где 1= 1, ....,М) входу которого подключен выход j-го весового усилителя, 45 первый вход которого является входом

j-ro опорного сигнала, а второй вход подключен к выходу 1-ro блока управления весовым коэффициентом, первый вход которого объединен с первым входом 1 -го весового уси50 лителя, а второй вход объединен с входами остальных блоков управления весовым коэффициентом, выход первого N -входового сумматора подключен к первому входу вычитателя, вто- 55 рой вход которого является входом основного сигнала, а также усили тель, включенный между выходом вычи16

2 тателя и вторым входом -го блока управления весовым коэффициентом (2 ).

Недостатком известного компенсатора является большая СКО при обработке нестандартных процессов с неизвеСтными характеристиками, что обусловлено неизменностью в процессе работы устройства коэффициента передачи усилителя, определяющего динамические свойства цепи управления весовьпи усилителями, так как СКО в установившемся режиме, вызванная флюктуациями весовых коэффициентов и неточностью слежения за нестационарностью входного сигнала, имеет экстремальную зависимость от коэффициента передачи усилителя. Поэтому выбор постоянным коэффициента передачи усилителя при неизвестных характеристиках входных сигналов может привести к многократному возрастанию СКО по сравнению с минимально возможной.

Цель изобретения — уменьшение среднеквадратичной ошибки при обработке нестационарных сигналов с неизвестными характеристиками.

Для достижения поставленной цели в адаптивный комненсатор помех, содержащий первый 5 -входовой сумматор, к j -му (где j = 1 ...,N) входу которого подключен выход j --го весового усилителя, первый вход которого является входом 1 -ro опорного сигнала, а второй вход подключен к выходу 1-го блока управления весовым коэффициентом, первый вход которого ббъединен с первым входом 1-ro весового усилителя, а второй вход объединен с вхоДами остальных блоков управления весовым коэффициентом, выход первого N -входового сумматора подключен к первому входу вычитателя, второй вход которого является входом основного сигнала, а также усилитель, введены второй Н -входовой сумматор, И элементов задержки, М умножителей, линия задержки, два перемножителя, накопитель, регулируемый усилитель и ограничитель, причем первый вход j -ro уМножнтеля объединен с входом )-ro элемента задержки и с первым входом j -ro весового усилителя, второй вход j ãо умножителя подключен к выходу j -го элемента задержки, а выход — к j-му

1109916

N р.(+1)pа(ь\+Уб(л) f(n-1)Е К (п)К.(n-1);

50 )=1 f йри Им1}ъ|саАОД пр О<р-(n+1)<р, о„, при .y(n 1) <О, СКО между сигналами д(ь) и J(n).

Весовые. усилители 4- I перестраиваются до тех пор, пока среднее значение произведений входных сигналов блоков

3-j управления весовым коэффициен- где том будут отличны от нуля. Инерционность настройки весов задается коэффициентом передачи регулируемого

+AOff р.(n J)

0 р. (а+1)=

ud ° (n+1) - коэффициент передачи j -ro весового усилителя 4-.j входу второго N -входового сумматора, выход вычитателя подключен к первому входу регулируемого усилителя, выход которого через ограничитель соединен с вторым входом -ro 5 блока управления весовым коэффициентом, выход вычитателя подключен к первому входу первого перемножителя и к входу линии задержки, выход которой соединен с вторым входом первого перемножителя, второй перемножитель, усилитель и накопитель включены последовательно между выходом первого перемножителя и вторым входом регулируемого усилителя, а второй выход второго перемножителя подключен к выходу второго N -входового сумматора..

На чертеже представлена структур. ная электрическая схема адаптивного компенсатора помех.

Компенсатор содержит первый N -szoдоной сумматор 1, вычитатель 2, блоки 3-1-3-М управления- весовым коэф: фициентом, весовые усилители

I 4=1 — 4=N регулируемый усилитель 5, ограничитель 6, умножители 7*1 - 7=К, элементы 8 =1 — 8=N задержки, второй

М-входовой сумматор 9, накопитель 10, усилитель 11, первый перемножитель ЗО

12, линия 13 задержки, второй перемножитель 14.

Коипенсатор работает следующим образом ..

Входной сигнал d () поступает на вход вычитателя 2, где из него вычитается сигнал I(n) с выхода первого М -входового сумматора 1, который является линейной комбина Цией опорных сигналов X (n) - И „, (n) 40 с весами 4J (n) - о, (и) т.е.

Я

3 (n) = щ. (nl x. (n) .

j 1

: 45

На выходе вычитателя 2 вырабатывается сигнал ошибки, K(n), который совместно с сигналами .Х (ь) ис). пользуется в блоках З=j управления весовыми коэффициентами. Настройка весов осуществляется по минимуму . усилителя 5. Ограничитель б предназначен для предотвращения выхода коэффициента передачи регулируемо"

ro усилителя 5 за границу области устойчивости цепи настройки весовых коэффициентов. Каждый из опорных сигнапов умножается на этот же сигнал на предыдущем шаге настройки.

Эта операция производится с помощью умножителей 7-) и элементов 8- 1 задержки на время тактового периода. Полученные произведения суммируются во втором М -входовем сумматоре 9.. Произведение сиг4 капа ошибки на и -м и (-1)-м

:шагах настройки, формируемое на выходе первого перемножителя 12, умножается на выходной сигнал второго

М-входового сумматора 9 во втором перемножителе 14 и через усилитель 11 и накопитель 10 подается науправляю- . щий вход регулируемого усилителя 5 °

Накопитель 10 может быть выполнен в виде дискретного интегратора, состоящего из сумматора и элемента задержки на время тактового перио да, выход которого, являющийся выходом накопителя, подключен к одному из входов сумматора, другой вход которого является входом накопителя .

Коэффициент передачи усилителя 11 выбирается из условия обеспечения устойчивости цепи настройки регулируемого усилителя 5. Перестройка . коэффициента передачи регулируемого . усилителя 5 осуществляется до- тех пор, пока среднее значение произведения и (n)K(n 1)Х х.(nlx (-1)

3=1 ) не станет равным нулю.

Работа адаптивного компенсатора помех описывается выражениями

%.(n+1) =et.(n)+ (n+1) K(nl x (n) ) о J

1109916

J -й опорный сигнал; сигнал ошибки; коэффициент передачи регу- 5 лируемого усилителя 5; сигнал на выхо— номер шага настройки. х. (п1

) Е(ь) = B (1- (р) " (и+11 Р 0 (+1) де ограничителя 6, 10 максимально допустимый, из условия устойчивости цепи настройки весовых коэффициентов,коэффициент передачи акоп

N 0

„=2 Х M(x.(nl}, М . — оператор усредне25 ния б" — коэффициент передачи усилителя 11;

В предлагаемом компенсаторе помех коэффициент передачи регулируемого усилителя 5 изменяется в направлении производной СКО по этому коэффициенту. Это означает, что в установившемся режиме инерционность це-! пи настройки весовых усилителей 4-1 оказывается такой, что СКО принимает минимально возможное при данных входных сигналах значение. Кроме того, градиентный характер изменения коэффициента р.(ь1 приводит к увеличению его значения в начальный период настройки, что обеспечивает быстрое уменьшение СКО. Вследствие этого скорость настройки весовых усилителей 4-1 выше по сравнению с известным устройством в случаях, когда в последнем выбирается малый коэффициент передачи усилителя с целью обеспечения незначительных флюктуаций весов в установившемся режиме при ситуации, характерной для близких к стационарным входных сигналов.

1109916 .

Составитель Т. Афанасьева

Техред Ж.Кастелевич Корректор 0- Пуговая

Редактор О. Юрковецкая

Тираж 635 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6102/42

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4