Механизм для автоматического получения отклонений, подчиняющихся закону рассеивания, например, закону гаусса

Механизм для автоматического получения отклонений, подчиняющихся закону рассеивания, например, закону гаусса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 42п, бв7

СССР

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. А. Бирштейн

МЕХАНИЗМ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ

ОТКЛОНЕНИЙ, ПОДЧИНЯЮЩИХСЯ ЗАКОНУ РАССЕИВАНИЯ, НАПРИМЕР, ЗАКОНУ ГАУССА

Заявлено 17 мал 1938 r. за № 216925 в Комитет по изобретательству при Совете Труда и Обороны СССР

Все процессы, происходящие в динамических системах, например, дистанция, определяемая с помощью дальномера, или курсовой угол— с помощью визира, сопровождаются случайными ошибками, накладывающимися на истинный результат.

Для точного исследования какого-либо процесса необходимо условия исследования как можно больше приблизить к реальным, что требует воспроизведения случайных помех (ошибок, отклонений), имеющих место при работе реальных систем.

До настоящего времени этот процесс осуществлялся вручную, что затрудняло исследование и не давало возможности проводить его с учетом наличия помех при непрерывно изменяющемся изучаемом процессе.

Отличительная особенность описываемого механизма, предназначенного для автоматического воспроизводства случайных ошибок и отклонений, подчиняющихся заранее заданному закону рассеивания, например закону Гаусса, заключается в том, что механизм выполнен в виде равномерно вращающегося кулачка, профиль которого рассчитан по заданному закону рассеивания; кроме того, для получения зависимости характеристик рассеивания от какого-либо аргумента в механизме вместо плоского кулачка применен коноид, по оси которого откладывают величину аргумента (например, дальности) .

Описываемый прибор может имитировать работу дальномера.

На фиг. 1 показана схема построения кулачка, предназначенного для воспроизведения закона Гау,"са; на фиг. 2 — принципиальная схема механизма; на фиг. 3 — схема механизма с коноидом; на фиг. 4 — механизм, имитирующий работу дальномера.

Как известно, для закона Гаусса можно составить следующую таблицу зависимости между случайными ошибками и вероятностью их появления.

¹ 117538

Ь = — io

po

0 -1- о

16

1,5

0,5

О+ о о — . 2о

2 о — 3«о

3«о —. 4o

4о —, 5Ь

16

7 — «о —. 2 «о — 2о —. 3 «о — Зо —. 4o — 4о —, 5«о

1,5

0,5

Здесь P — вероятно,"ть появления ошибок; Д вЂ” случайная ошибка; б — вероятная ошибка или вероятное отклонение; i — число вероятных ошибок, содержащихся в данной случайной ошибке. Величина i изменяется от 0 до 5.

Приведенная таблица составлена для интервалов изменения д через одну вероятную ошибку. Аналогичным образом можно было бы со, ставить таблицу для интервалов изменения Д через 0,5 б и т. д.

Для расчета и построения кулачка берется угол q> поворота его пропорциональным вероятности P ср = К Р, l а приращение r радиуса кулачка берут пропорциональным величине д случайной ошибки:

r Ê,Д

Если значение начального радиуса кулачка обозначим через R, тогда текущее значение переменного радиуса р кулачка будет р=R+- r=R+К,д

На основе этих формул строится кривая вероятных ошибок (Д = i ), подчиняющихся закону Гаусса для случая, например, когда интервал изменения P равен 10%.

По,"троение затем кулачка, предназначенного для воспроизводства закона Гаусса, сводится к следующему: вдоль первого луча А начальный радиус R кулачка увеличивают на величину r, пропорциональную одной вероятной ошибке (Д=б); вдоль второго луча Б радиуса R увеличивают на величину r, пропорциональную двум вероятным ошибкам (Д вЂ” — 26) и т. д.

Таким образом, верхняя часть кулачка, лежащая над линией NN, соответствует положительным значениям случайных ошибок, а нижняя часть — отрицательным значениям случайных ошибок. Начиная с луча В и до нулевого луча (на линии NN) по часовой стрелке приращение радиуса кулачка делается отрицательным.

Если рассчитанный подобным образом кулачок I вращать, например, электродвигателем 2 равномерно с определенным периодом и затем через совершенно случайные, подчиняющиеся закону равной вероятности промежутки времени снимать щупом 3 с этого кулачка случайные ошибки, то ра спределение этих случайных ошибок будет подчиняться закону Гаусса. Можно заданный закон распределения случайных ошибок осуществлять не одним, а двумя кулачками, а снимаемый с этих кулачков результат суммировать на дифференциале.

В случае, когда требуется осуществить закон Гаус|"а при переменном значении вероятной ошибки Ь, изменяющейся в каком-либо периоде, кулачок следует заменить коноидом, у которого определенное сечение, перпендикулярное его оси, представляет собой описанный выше кулачок, рассчитанный для определенного значения б вероятного отклонения: для изменения величины б следует лишь переместить щуп 8 на то сечение коноида 4, которое соответствует заданному установкой 5 значению Е Расчет № 117538 коноида производится как расчет некоторого количества кулачков для ряда конкретных значений д, а величина вероятной ошибки устанавливается как функция какого-то аргумента х, т. е.

6 = f()

В этом случае удобнее перемещение коноида 4 или щупа 3 вдоль оси коноида 4 делать пропорциональным значению аргумента х.

Для исследования динамической точности систем приборов управления стрельбой и пр., где в качестве входного параметра используется дистанция, необходимо воспроизводить этот параметр с наложенными на него случайными помехами, свойственными тому или иному виду прибора, например оптическому дальномеру.

Механизм, предназначенный для имитации вырабатываемой с помощью оптического дальномера дистанции до цели с учетом реальных помех, подчиняю.цихся закону распределения Гаусса, содержит непрерывно вращаемый электродвигатель 2, соприкасающийся со щупом 3 коноид

4 и прибор 5, подающий на винт 6 истинную текущую дистанцию Д.

Снимаемая с коноида 4, случайная ошибка Л=Ы, подчиняющаяся закону

Гаусса, складывается на дифференциале 7 с истинной дистанцией Д„.

В результате этого на датчик 8 поступает текущее значение Д = Д„+Л, как бы измеренное с помощью оптического дальномера в реальных условиях. Снятие с датчика 8 значений текущей дистанции Д следует производить через случайные промежутки времени, подчиняющиеся закону равной вероятности.

Предмет изобретения

1. Механизм для автоматического получения отклонений, подчиняющихся закону рассеивания, например, закону Гаусса, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что он выполнен в виде равномерно вращающегося кулачка, профиль которого рассчитан по заданному закону рассеивания.

2. Механизм по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что для получения зависимости характеристик рассеивания от какого-либо аргумента (например, от дальности) вместо плоского кулачка применен коноид, по оси которого откладывают величину аргумента (например, дальности) .