Способ обработки и анализа измерительных сигналов с контролируемого объекта (варианты)

Способ обработки и анализа измерительных сигналов с контролируемого объекта (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к области приборостроения и вычислительной техники, а именно к разделу обработки и анализа измерительных случайных сигналов. Сущность изобретения заключается в том, что на всех временных интервалах спектрального анализа измерительный информационный сигнал и измерительный контрольный сигнал с широким спектром частот подвергают спектральному анализу. Спектральный анализ контрольного сигнала проводится в диапазоне или отдельных частотных составляющих спектра исследуемого измерительного информационного сигнала. По результатам сравнения спектрограмм или отдельных частотных составляющих спектра исследуемого измерительного информационного сигнала и измерительного контрольного сигнала осуществляют идентификацию искаженных участков или отдельных частотных составляющих спектра, которые исключаются из дальнейшего процесса анализа. Технический результат заключается в повышении достоверности анализа измерительных сигналов, поступающих с контролируемого объекта. 2 с.п.ф-лы, 3 табл., 5 ил.

Способ относится к области приборостроения и вычислительной техники, а именно к разделу обработки и анализа различных измерительных (информационных и контрольных, случайных и детерминированных, стационарных и не стационарных, телеметрических, диагностических и др.) сигналов, получаемых с контролируемого объекта.

Известны устройства, реализующие способ отбраковки случайных сигналов, зарегистрированных на магнитном носителе, заключающийся в записи на магнитном носителе электрических сигналов реализаций случайных процессов и контрольных сигналов, воспроизведении, спектральном анализе и фиксировании результатов анализа в виде спектрограмм, контроля допустимого уровня искажения помехами исследуемых случайных процессов, и содержащие блок воспроизведения, анализатор спектра, блок регистрации, блок управления и блок сравнения [1-7] .

Известен способ отбраковки случайных сигналов, зарегистрированных на магнитном носителе [8], измерительных информационного и контрольного сигналов, воспроизведения, спектрального анализа результатов в виде спектрограмм, контроля допустимого уровня искажения помехами исследуемых случайных сигналов, проведения спектрального анализа с широким спектром частот во всем диапазоне частот анализируемого сигнала, результаты анализа сравнивают характеристиками спектрограммы неискаженного контрольного сигнала, по результатам сравнения производят отбраковку искаженных участков записи измерительных сигналов на магнитном носителе.

Общими недостатками известных устройств и способа являются: субъективность задания априорных, пороговых значений допусков, относительно которых осуществляется исключение (отбраковка) недостоверных (искаженных помехами) участков измерительного сигнала; качество функционирования и достоверность информации оценивается по ограниченной статистической выборке, в формировании которой не участвуют измерительные информационные сигналы.

Это приводит к неоднозначной и необоснованной отбраковке искаженных помехами участков измерительного сигнала, например, при передаче и приеме вибрационных, ударных и акустических процессов с широким спектром частот.

Наиболее близким по технической сущности является способ отбраковки случайных сигналов, зарегистрированных на магнитном носителе [9], заключающийся в проведении операции сравнения текущих уровней спектрограмм контрольного и исследуемого случайного сигнала, по знаку результатов сравнения которых производится исключение (отбраковка) искаженных участков записи случайного сигнала на магнитном носителе. Недостатками рассматриваемого способа являются: низкая достоверность анализа измерительных информационного и контрольного сигналов, как в частотной, так во временной областях; ограничение операции анализа только функцией исключения искаженных участков случайных сигналов; ограничение области применения способа только для анализа искаженных участков случайных измерительных сигналов, зарегистрированных на магнитном носителе.

Целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности анализа измерительных сигналов, поступающих с контролируемого объекта.

Поставленная цель в первом варианте достигается тем, что получают измерительный контрольный сигнал с широким спектром частот, представляющий векторную сумму эталонного сигнала, стационарного по частоте и амплитуде, и сигнала шумов, помех и искажений, и измерительные информационные сигналы, каждый из которых представляет векторную сумму информационных сигналов и сигнала шумов, помех и искажений, производят обработку и анализ полученных измерительных информационных сигналов и контрольного сигнала путем вычисления и сравнения спектральных характеристик этих сигналов, при этом по результатам сравнения фиксируют соответствующий измерительный информационный сигнал на рассматриваемом участке времени в диапазоне анализируемых частот, причем верхняя граница этого диапазона определяется частотой соответствующего измерительного информационного сигнала, если модуль разности спектральных характеристик упомянутых измерительного информационного сигнала и измерительного контрольного сигнала будет больше заданной относительной погрешности вычисления спектральной характеристики на анализируемой частоте, то полученная на этой частоте информация исключается из дальнейшего процесса анализа.

Поставленная цель во втором варианте достигается тем, что получают измерительный контрольный сигнал с широким спектром частот, представляющий векторную сумму эталонного сигнала, стационарного по частоте и амплитуде, и сигнала шумов, помех и искажений, и измерительные информационные сигналы, каждый из которых представляет векторную сумму информационных сигналов и сигнала шумов, помех и искажений, производят обработку и анализ полученных измерительных информационных сигналов и контрольного сигнала путем вычисления и уравнения спектральных характеристик этих сигналов, при этом по результатам сравнения фиксируют соответствующий измерительный информационный сигнал на рассматриваемом участке времени и на участке частоты, в качестве спектральных характеристик измерительных сигналов используют амплитудно-частотные характеристики измерительных информационных сигналов и измерительного контрольного сигнала, по результатам совместной обработки которых вычисляют доверительные интервалы и относительные погрешности полученных оценок частотных составляющих измерительных информационных сигналов, если величина относительной погрешности будет больше заданной относительной погрешности полученной оценки частотной составляющей измерительного информационного сигнала, то полученная на этом участке частоты информация исключается из дальнейшего процесса анализа.

Сравнительный анализ с прототипом показал, что в предлагаемом способе предложен новый принцип обработки сигналов, заключающийся в совместной обработке и анализе измерительных информационных и контрольного сигналов на одних и тех же временных интервалах по одним и тем же анализируемым частотам. Заявляемый способ соответствует критерию "Новизна".

В практике проведения натурных испытаний объектов предъявляются жесткие требования к полноте представления результатов измерений и к оценке степени искажения сигналов. Особо остро ставится вопрос по оценке степени искажения участков измерительных информационных сигналов при аномальных и аварийных ситуациях поведения контролируемого объекта. При этом большое внимание уделяется анализу таких измерительных информационных сигналов, как вибрационные, ударные, акустические процессы случайной природы, исследуемые не только в широком диапазоне частот анализируемого процесса, но и для получения отдельных частотных составляющих спектра.

При отборе достоверных участков измерительных информационных сигналов для последующей математической обработки и анализа возникает проблема качественной и количественной оценки характера и интенсивности степени искажения этих сигналов. Искажения измерительного информационного сигнала по своему характеру являются случайными и могут быть как стационарными, так и нестационарными. Например, старение элементов аппаратуры (бортовой и наземной) измерения, сбора, приема-передачи, преобразования и обработки, как правило, приводит к искажениям информационного сигнала, которые имеют стационарный характер. С другой стороны, помехи от срабатывания различных исполнительных механизмов и устройств летательного аппарата, возмущения и помехи от факела двигателя и т.п., как правило, приводят к искажениям информационного сигнала, которые имеют нестационарный характер.

Анализ показывает, что причины и характер искажений измерительных информационных сигналов, принимаемых с таких контролируемых объектов, как летательные аппараты, носит сложный аддитивно-мультипликативный характер по оси времени и мультипликативный характер в области частот. Например, аддитивность и мультипликативность искажения такого класса измерительных информационных сигналов, как быстроменяющиеся параметры (вибрационные, акустические, ударные), проявляются в виде тренда среднего (математического ожидания) и тренда дисперсии соответственно.

В дальнейшем оценку степени искажения измерительного информационного сигнала проводим на основе оценки искажения некоторого эталонного или контрольного сигнала с априорно известными характеристиками, передаваемого с контролируемого объекта одновременно с информационными сигналами. Сущность такого подхода базируется на анализе априорных характеристик (данных, параметров) измерительного контрольного сигнала, обладающего идентичными свойствами по отношению к измерительному информационному сигналу. Например, на практике для контроля достоверности телеметрической информации используются отдельные служебные параметры, в том числе: сигналы бортовой калибровки и уровней 0,50 и 100% шкалы телеизмерений; уровней маркеров высокой и низкой частоты; счетчика кадров.

Будем характеризовать каждый сигнал некоторым набором характеристик (параметров, данных), число которых может быть достаточно большим. В соответствии со свойством структурированности информации в каждом сигнале выделяются следующие характеристики: структурные, идентифицирующие (идентификационные) и информативные. В общем случае структурные характеристики определяют число степеней свободы сигнала, идентифицирующие сигналы служат для выделения полезного сигнала среди мешающих сигналов, информативные характеристики несут информацию о событии, объекте, процессе, явлении и т.п.

Для понимания сути предлагаемого изобретения введем понятия информационного сигнала, измерительного сигнала, контрольного сигнала и сигнала помех, шумов и искажений.

Под информационным сигналом I_x(w,t) условимся понимать сигнал, который непосредственно снимается с выхода датчика, установленного на контролируемом объекте. Сигнал I_x(w,t) несет полезную информацию о состоянии контролируемого объекта.

Под измерительным информационным сигналом X(w, t) условимся понимать сигнал, принятый приемно-регистрирующей станцией, поступающий непосредственно на систему обработки и анализа измерительной информации.

Под контрольным сигналом I_y(w,t) условимся понимать стационарный по частоте и амплитуде эталонный сигнал, который непосредственно снимается с выхода генератора, установленного на контролируемом объекте.

Под измерительным контрольным сигналом Y(w, t) будем понимать сигнал I_y(w, t), принятый приемно-регистрирующей станцией, поступающий непосредственно на систему обработки и анализа измерительной информации. Очевидно, что сигнал Y(w, t) является и калибровочным сигналом тракта сбора, передачи и приема измерительного информационного сигнала.

Под сигналом шумов, помех и искажений (w,t) условимся понимать сигнал, который производит искажения сигналов I_x(w,t) и I_y(w,t). Природой сигнала (w,t) являются шумы, вносимые бортовыми устройствами сбора и передачи сигналов с контролируемого объекта (летательного аппарата) в "эфир", шумы и помехи, вносимые в сигналы I_x(w,t) и I_y(w,y) при прохождении их через радиоэфир, и шумы и искажения, вносимые аппаратурой приема и регистрации.

Под измерительным сигналом условимся понимать любой сигнал с контролируемого объекта, принятый приемно-региструющей станцией и поступающий непосредственно на систему обработки и анализа измерительной информации.

В общем случае измерительные сигналы X(w,t) и Y(w,t) для каждого момента времени представляют собой векторную сумму соответствующих сигналов: Природу воздействия шумов, помех и искажений на структуру сигналов I_x(w, t) и I_y(w,t) установить сложно потому, что данные (w,t) являются случайными и ординаты которых складываются или вычитаются, усиливают или уменьшают случайные значения сигналов I_x(w,t) и I_y(w,t) при совпадении или противоположности фаз сигналов соответственно между I_x(w,t) и (w,t), с одной стороны и I_y(w,t) и (w,t), с другой стороны.

Мультипликативная природа взаимодействия сигналов I_x(w,t) и I_y(w,t) и (w, t) является основной причиной того, что практически бывает невозможно выделить шумы, помехи, искажения из структуры сигналов X(w,t) и Y(w,t).

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит блок 1 приема сигналов, анализатор 2 спектра, блок 3 регистрации и блок 4 сравнения, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами анализатора 2 спектра, выход блока 4 сравнения соединен со вторым входом блока 3 регистрации. Описание и реализация рассмотренных блоков рассмотрены в литературе [1-7].

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. Измерительные информационные и контрольный сигналы принимаются от контролируемого объекта, при необходимости усиливаются блоком 1 приема, с выхода которого измерительные информационные и контрольный сигналы подвергаются обработке анализатором 2 спектра. Результаты спектрального анализа измерительного информационного сигнала, полученные путем вычисления спектральных характеристик этого сигнала, с первого выхода анализатора 2 спектра поступают одновременно на первый вход блока 3 регистрации и на первый вход блока 4 сравнения. Результаты спектрального анализа измерительного контрольного сигнала со второго выхода анализатора 2 спектра поступают на второй вход блока 4 сравнения. В блоке 4 сравнения сравниваются характеристики спектрограмм измерительных информационного сигнала и контрольного сигнала. По результатам сравнения в блоке 4 фиксируют соответствующий измерительный информационный сигнал на участке времени, который поступает на второй вход блока 3 регистрации, где с его помощью полученная на этом участке временной области информация исключается из дальнейшего процесса анализа. Условие исключения информации в первом варианте определяется заданием определенного значения модуля разности упомянутых измерительных информационного и контрольного сигналов. Например, если разность [G_y(w,t)- G_x(w,t)] будет больше нуля или больше некоторой относительной погрешности в диапазоне анализируемых частот измерительного информационного сигнала, верхняя граница которого определяется частотой контрольного сигнала, то с выхода блока 4 сравнения на второй вход блока 3 регистрации поступает сигнал, который фиксирует участок временной области и анализируемую частоту (частотную составляющую), на которых информация исключается из дальнейшего процесса анализа.

Предлагаемый способ позволяет повысить достоверность анализа измерительных информационных сигналов с контролируемого объекта путем исключения участков искаженной информации в прямой зависимости от вредного воздействия сигнала шумов, помех и искажений, которые мультипликативно воздействуют на структуру контрольного сигнала и информационного сигнала исследуемого случайного процесса. Это, в свою очередь, повышает непосредственно достоверность спектрального анализа исследуемого случайного процесса на контролируемом объекте. При этом величина частотного диапазона исследования измерительных информационных сигналов пропорциональна частоте контрольного сигнала, т. е. чем больше частота контрольного сигнала, тем больше диапазон исследуемого случайного процесса на контролируемом объекте.

При использовании предлагаемого способа отпадает необходимость в процессе подготовки исходных данных субъективного определения пороговых значений для контроля, что исключает субъективизм, с одной стороны, и повышает достоверность анализа, с другой стороны. Предложенный способ дает возможность проводить анализ измерительных информационных сигналов с идентификацией (выявлением) участков как частотной, так и временной области недостоверной информации.

Сущность предлагаемого способа для второго варианта проиллюстрируем на примере обработки и анализа такого класса информационных сигналов, как быстроменяющиеся процессы (БМП), наблюдаемых с помощью вибрационных параметров, получаемых с контролируемого объекта. Пусть такие информационные сигналы подвергаются традиционной обработке с вычислением амплитудно-частотного спектра с некоторым шагом анализа по частоте. Для примера рассмотрим типовой временной участок (фрагмент) достоверного измерительного сигнала, который представлен совокупностью сигналов X(w, t) и Y(w,t) на бумажном носителе (фиг. 2), полученном с помощью специализированной системы обработки информации "Спектр-А0". В таблице 1 приведены результаты амплитудно-частотного спектра с шагом анализа по частоте 1 Гц временного участка длительностью 0,14 сек сигналов X(w,t) в Y(w,t) на интервале времени регистрации с 657,65 секунды по 657,79 секунду, полученные с помощью специализированной системы обработки информации "Спектр-А2". При этом предполагается, что данные выбранного участка для обработки являются достоверными, свободными от шумов, помех и искажений и стационарны по своему характеру.

Традиционный анализ результатов обработки заключается в сравнении полученных значений оценок амплитудно-частотного спектра с априорными, расчетными значениями оценок, полученных в лабораторных условиях на анализируемых частотах (частотных составляющих), которые наиболее опасны с точки зрения целостности и надежности функционирования контролируемого объекта без оценки точности полученных результатов гармонического анализа.

Векторное представление результатов частотного анализа выбранного участка измерительного информационного сигнала БМП представлено на фиг. 3, на которой определены направление амплитуды частотной составляющей и ее величина относительно осей реальных (Re) и мнимых (Im) значений на анализируемой частоте.

Суть предлагаемого способа заключается в выполнении идентичного алгоритма обработки измерительных информационного и контрольного сигналов. Рассматривая структуру сигнала Y(w,t) в области анализируемых частот, можно сделать вывод о том, что в частотной области этого сигнала от w=0 до основной частоты, например w=1000 Гц, практически весь спектр частотных составляющих принадлежит характеристикам (параметрам, данным) сигнала (w,t). Исключение составляют незначительные полосы частот в окрестностях основной частоты, например 1000 Гц, гармоники и в окрестностях, кратных основной частоте при наличии нелинейных искажений синусоидальной формы контрольного сигнала, то есть для частоты 1000 Гц в окрестностях частот 2000 Гц, 3000 Гц и т.д.

Используя характеристики измерительного контрольного сигнала на том же самом интервале времени, на котором были взяты для анализа характеристики измерительного информационного сигнала, и выполняя частотный анализ сигналов X(w, t) и Y(w,t) на одних и тех же частотах составляющих одним и тем же алгоритмом обработки, получаем доверительный интервал вычисления частотных характеристик и оцениваем точность их вычисления. При этом обработка и анализ полученных результатов обработки на выбранных интервалах времени сигналов X(w, t) и Y(w,t) предполагает выполнение как на специализированных, так и на универсальных устройствах (ЭВМ) следующих операций: дешифровки, центрирования и частотного анализа с использованием преобразования Фурье в заданном диапазоне и с заданным шагом анализа частотных составляющих (анализируемых частот) сигналов (БМП).

Используя в качестве исходных данных приведенный выше пример (фиг. 2, табл. 1) рассмотрим второй вариант применения предлагаемого способа. В таблице 2 приведены результаты оценок амплитудно-частотного спектра с шагом анализа по частоте 1 Гц временных участков длительностью 0,14 сек сигналов X(w, t) и Y(w,t) на интервале времени регистрации с 657,65 секунды по 657,79 секунду. Соответственно на фиг. 4 изображены векторы частотной составляющей выбранных участков сигналов X(w,t) и Y(w,t), их взаимное расположение относительно друг друга и осей реальных и мнимых значений на заданной анализируемой частоте.

При этом модуль G_x(w_k,t) вектора k-й частотной составляющей сигнала X(w, t) на анализируемой частоте w_k определяется согласно выражению где Re G_x(w_k,t) - косинусная (действительная) и Im G_x(w_k,t) - синусная (мнимая) составляющая сигнала X(w,t).

Составляющая Im G_x(w_k, t) сигнала X(w, t) характеризует фазовый угол сдвига составляющей спектра на анализируемой частоте w_k по отношению к составляющей спектра на частоте w_k=0 для заданного момента времени. Наличие Im G_x(w_k, t) объясняется тем, что на анализируемом интервале времени происходит перераспределение энергии между частотными составляющими спектра сигнала X(w,t).

Фазовый угол сдвига (w_k) вектора G_x(w_k,t) относительно оси ReG_x(w_k,t) определяется согласно выражению Предлагаемый способ базируется на совместной обработке и анализе характеристик сигналов X(w,t) и Y(w,t) на одних и тех же временных интервалах, при этом выполняются вычисления действительной и мнимой части спектральной плотности мощности сигналов через автокорреляционную функцию.

Аналогичным образом определяются характеристики сигнала Y(w,t), модуль G_y(w_k, t) вектора k-й частотной составляющей, фазовый угол сдвига (w_k) и др.

Величина проекции вектора G_y(w_k,t) на вектор G_x(w_k,t) определяется (фиг. 4) согласно выражению G_pr^y(w_i,t)=G_y(w_k,t) cos[A(w_k)-B(w_k)], (5) где G_pr^y(w_k,t) - величина проекции вектора G_y(w_k,t) на вектор G_x(w_k,t), которая и определяет границы доверительного интервала для величины модуля G_x(w_kt). Тогда значение величины G_x(w_k,t) может быть представлено следующим выражением: G_x(w,t)=G_x(w_k,t) G_pr^y(w_k,t). (6) Анализ характеристик полученного амплитудно-частотного спектра (табл. 2) дает возможность провести экспертизу на достоверность результатов, полученных традиционным путем (табл. 1). Например, можно сделать выводы о верности тех или иных частотных составляющих исследуемого диапазона спектра частот измерительного информационного сигнала (БМП) на рассматриваемом временном участке.

Рассмотрим более сложный пример решения задач обработки и анализа измерительных сигналов для второго варианта. Для примера рассмотрим типовой временной участок (фрагмент) недостоверного измерительного сигнала, который предоставлен совокупностью сигналов X(w, t) и Y(w,t) на бумажном носителе (фиг. 5), полученном с помощью специализированной системы обработки информации "Спектр-А0".

Проведем с использованием предложенного способа обработку и анализ измерительного информационного сигнала (табл. 3), который при традиционной обработке считается недостоверным (фиг. 5). Соответственно в таблице 3 приведены результаты оценок амплитудно-частотного спектра с шагом анализа по частоте 1 Гц участков измерительного информационного сигнала длительностью 0,4 сек и измерительного контрольного сигнала на временном с 594,7 секунды по 595,1 секунду. Визуально видим, что выбранные участки сигналов X(w,t) и Y(w, t) являются недостоверными, что подтверждается меткой недостоверности (черная полоса) на бумажном носителе (фиг. 5).

Полученные с помощью предложенного способа результаты (табл. 3) очевидны. Обрабатывая полученную традиционным способом недостоверную информацию БМП (фиг. 5), получаем достоверные результаты обработки большей части анализируемого диапазона спектра частот (табл. 3). Только на анализируемой частоте 25 Гц получаем некорректный результат, когда величина проекции G_ypr(w_i, t) модуля вектора G_y(w_i,t) значительно (в десятки и сотни раз) перекрывает модуль вектора G_x(w_i,t).

Таким образом, сущность предлагаемого способа обработки и анализа измерительных сигналов с контролируемого объекта состоит в том, что в качестве спектральных характеристик используют амплитудно-частотные характеристики измерительных информационных сигналов и измерительного контрольного сигнала, по результатам совместной обработки которых вычисляют доверительные интервалы и относительные погрешности полученных оценок частотных составляющих измерительных информационных сигналов, при условии, если величина относительной погрешности будет больше заданной относительной погрешности полученной оценки частотной составляющей измерительного информационного сигнала, то полученная на этой частоте информация исключается из дальнейшего процесса анализа.

Результаты эксперимента, проведенного в реальных условиях натурных испытаний сложных летательных аппаратов, подтверждают правильность полученных выводов. Анализ измерительных информационных сигналов позволяет значительно уменьшить участки временной и частотной области с недостоверной информацией, что существенно повышает коэффициент использования дорогостоящей экспериментальной информации.

Использование контрольных сигналов с широким спектром частот упрощает спектральный анализ различных измерительных информационных сигналов, так как уменьшается количество разнотипных контрольных сигналов, необходимых для проверок полученных результатов спектрального анализа на достоверность и предварительного получения и хранения спектрограмм неискаженных контрольных сигналов.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет: исключить из процесса подготовки исходных данных задание пороговых значений для принятия решений о достоверности измерительных информационных сигналов; значительно повысить информативность результатов обработки и анализа в частотной и временной областях; провести анализ динамики распределения относительной погрешности оценок рассматриваемых характеристик измерительных информационных сигналов в частотной области; повысить коэффициент использования измерительных информационных сигналов за счет обработки и анализа участков недостоверности.

Используемая литература 1. Волнер Н.Ф. Аппаратный анализ сигналов. М.: Советское радио, 1977, с. 132-135.

2. Мирский Г.Я. Аппаратное определение характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1967, с.404-409.

3. Терентьев В. Н. , Андреев А.П. Устройство для обработки информации, зарегистрированной на магнитном носителе. Авт. св. N 617774, Бюллетень изобретений N 28, 1978.

4. Терентьев В.Н. Устройство для обработки информации с контролем достоверности. Авт. св. N 802984, Бюллетень изобретений N 5, 1981.

5. Терентьев В.Н. Устройство для контроля достоверности телеметрической информации. Авт. св. N 1035632, Бюллетень изобретений N 30.

6. Терентьев В.Н. Устройство для анализа информации. Авт. св. N 1081666, Бюллетень изобретений N 11.

7. Терентьев В. Н. Устройство для обработки с контролем достоверности. Авт. св. N 180582.

8. Ященко В.В., Мороз А.П. Способ отбраковки случайных сигналов, зарегистрированный на магнитном носителе. Авт. св. N 1247774. Бюллетень изобретений N 28, 1986.

9. Омельченко В.В., Терентьев В.Н., Ященко В.В. Способ отбраковки случайных сигналов, зарегистрированных на магнитном носителе. RU N 95108707 A1. Бюллетень изобретений N 4, 1997.

Формула изобретения

1. Способ обработки и анализа измерительных сигналов с контролируемого объекта, основанный на том, что получают измерительный контрольный сигнал с широким спектром частот, представляющий векторную сумму эталонного сигнала, стационарного по частоте и амплитуде, и сигнала шумов, помех и искажений, и измерительные информационные сигналы, каждый из которых представляет векторную сумму информационных сигналов и сигнала шумов, помех и искажений, производят обработку и анализ полученных измерительных информационных сигналов и контрольного сигнала путем вычисления и сравнения спектральных характеристик этих сигналов, отличающийся тем, что по результатам сравнения фиксируют соответствующий измерительный информационный сигнал на рассматриваемом участке времени в диапазоне анализируемых частот, причем верхняя граница этого диапазона определяется частотой соответствующего измерительного информационного сигнала, если модуль разности спектральных характеристик упомянутых измерительного информационного сигнала и измерительного контрольного сигнала будет больше заданной относительной погрешности вычисления спектральной характеристики на анализируемой частоте, то полученная на этой частоте информация исключается из дальнейшего процесса анализа.

2. Способ обработки и анализа измерительных сигналов с контролируемого объекта, основанный на том, что получают измерительный контрольный сигнал с широким спектром частот, представляющий векторную сумму эталонного сигнала, стационарного по частоте и амплитуде, и сигнала шумов, помех и искажений, и измерительные информационные сигналы, каждый из которых представляет векторную сумму информационных сигналов и сигнала шумов, помех и искажений, производят обработку и анализ полученных измерительных информационных сигналов и контрольного сигнала путем вычисления и сравнения спектральных характеристик этих сигналов, отличающийся тем, что по результатам сравнения фиксируют соответствующий измерительный информационный сигнал на рассматриваемом участке времени и на участке частоты, в качестве спектральных характеристик измерительных сигналов используют амплитудно-частотные характеристики измерительных информационных сигналов и измерительного контрольного сигнала, по результатам совместной обработки которых вычисляют доверительные интервалы и относительные погрешности полученных оценок частотных составляющих измерительных информационных сигналов, если величина относительной погрешности будет больше заданной относительной погрешности полученной оценки частотной составляющей измерительного информационного сигнала, то полученная на этом участке частоты информация исключается из дальнейшего процесса анализа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8