Адаптивный коммутатор системы телеизмерений

Адаптивный коммутатор системы телеизмерений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

с Еи

Ф CL +

4L iвiiне.»

«и65

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Сецналнстнчееннк

Респубпни (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 14.1276 (21) 2428327/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G08 С 15/06

Ci 08 С 19/28

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано оь0479. Бюллетень №1з (53) УQK 621 ° 398 (088.8) Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения

Е.М.Антонюк, С.Н.Долинов, Л.Г.)журавин и Е.И.Семенов

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (84) АДАПТИВНЫИ КОММУТАТОР СИСТЕМЫ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИИ

Устройство относится к области телеметрии и может применяться в тех областях техники, где требуется устранение избыточности: в телемеханике, в дальней связи и т.п.

Известны устройства адаптивной телеметрии, предназначенные дня передачи информации по каналу связи с постоянной скоростью и состоящие из коммутаторов, блока сравнения, вычитающего и запоминающего устройства, генератора, триггеров, элементов И, аналого-цифрового преобразователя, устройства формирования дискретных уровней подпора и блока считывания (1). Недостатком подобных устройств является то, что в них практически осуществимо сжатие информации (сокращение избыточности) на основе алгоритма аппроксимации сигнала полиномом не выше нулевой степени, что значительно снижает эффективность подобных устройств.

Наиболее близким по технической сущности данному изобретению является адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий в каждом измерительном канале преобразователь погрешности аппроксимации, вход которого и вход ключа соединены с соответствующим входом устройства, выходы ключей всех измерительных каналов подключены ко входу аналого-цифрового преобразователя, выходы преэбразователей погрешности аппроксимации всех измерительных каналов соединены с первыми входами анализатора погрешностей, первые выходы которого подключены к управ- ляющим входам ключей и преобразователей погрешности аппроксимации всех измерительных каналов, вторые выходы анализатора погрешностей и выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами блока считывания, один выход которого подключен ко второму входу анализатора погрешностей, другой выход — к выходу устройства (2).

Недостатком подобных систем является наличие дополнительной погрешности из-за принятой дисциплины обслуживания каналов. Действительно, выбор номера .канала по наибольшей погрешности аппроксимации совершенно не учитывает динамику этой погрешности. Например, на данном такте опроса какой-нибудь канал может иметь не самую большую погрешность аппроксимации, однако на сле3 6560 дующем такте вследствие быстрого изменения сигнала она значительно превысит максиМальную погрешность на данном такте,и, следовательно, необходимо опросить этот канал. E(eyчет.этого факта приводит к возникновению в отдельные моменты време- 5 ни значительного превышения погрешности аппроксимации. Особенно это сказывается, когда сигнал в некоторых каналах активно меняется.

Целью настоящего изобретения явля-30 ется повышение точности измерений за счет учета характера последующего поведения погрешности аппроксимации при .выборе. канала опроса °

Эта цель достигается введением в каждый измерительный канал генератора

15 пилообразного напряжения, функционального преобразователя, блока перемножения сигналов блока дифференцирования, вход которого подключен к соответствующему входу устройства, вы 0 ход блока дифференцирования непосредственно и выход генератора пилообразного напряжения через функциональный преобразователь соединены со входами блока перемножения сигналов, выходы блоков перемножения всех измерительных каналов подключены к третьим входам анализатора погрешностей, вторые выходы которого соединены с управляющими Входами генераторов пило-30 образного напряжения всех измерительных каналов.

Генератор пилообразного напряжения, блок дифференцирования, функциональный преобразователь и блок пе- 35 ремножений сигналов объединены функционально в блок предсказания погрешности аппроксимации, назначение которого заключается в определении погрешности не на данном такте а на следуI 40 ющем благодаря чему появляется возможность более оптимального выбора канала опроса.

Предсказатель погрешности аппроксимации (ПрП! ) легко реализуется для аппроксимации с помощью экстра- 45 полирующет о полинома Fl--го порядка.

В этом случае он представляет собой устройство, работающее в соответствии с выражением

И+ (50 ()» Х (t) ()(!+" (И+.(1 f +т (4) где Т вЂ” период адаптивнои коммутации, Х " "() — (11+1}-я производная

55 входного сигнала.

Структурная схема адаптивного коммутатора представлена на чертеже.

Устройство состоит из преобразователей 1 погрешности аппроксимации (ППА), для определения текущей

60 погрешности аппроксимации, предсказателей 2 погрешности аппроксимации для предсказания погрешности аппроксимации на следующем такте о*роса, анализатора 3 погрешностей (М1} для 6!!5 определения канала опроса, ключей 4, аналого-цифрового преобразователя АЦЦ. и блока считывания 6, который служит для считывания адреса и информации и запуска. Предсказатель погрешности аппроксимации 2 состоит из блока дифференцирования 7, вычисляющего согласно (1) (0+1)-ю производную сигнала (П-порядок аппроксимирующего полинома}, генератора пилообразного напряжения 8, сигнал

/ на выходе которого пропорционален (1+Т), для чего сброс генератора 8 от анализатора погрешностей 3 после опроса канала производится не до нулевого положения, а до напряжения, пропорционального периоду предсказания Т;функционального преобразователя

9, осуществляющего возведение в:» (и+1)! — степень и деление на (п+1) сигнала от генератора 8; и блока перемножения сигналов 10. я„цаптивный коммутатор работает следующим обраэом. на каждом такте опроса преобразователь 1 и предсказатель 2 в каждом канале вычисляют соответственно текущую погрешность аппроксимации и предсказанную на один такт вперед. анализатор 3 циклически опрашивает все выходы реобразонателя 1 и предсказатель 2 и выбирает канал с максимальным значением погрешности аппроксимации (текущей или предсказанной) и открывает ключ 4 для пропуска аналоговой . информации в АППП 5 и далее в блок считывания 6, который считывает также информацию для передачи в ка-. нал связи и код адреса. После считывания и передачи в канал связи кодов адреса и информации блок 6 запускает анализатор 3 для следующего цикла опроса. Таким образом, используя информацию о значении погрешности и фактнчески о ее тенденции к изменению, более обоснованно выбирается канал опроса, Тем самым значительно снижается максимальная погрешность системы по сравнению с прототипом. например, если два преобразователя

1 имеют одинаковую погрешность аппроксимации и в одном канале эта погрешность продолжает расти, а во втором — снижается, то устройство прототип опросит каждый канал с равной нероятностью, т.е. в половине случаев на следующем такте погрешность аппроксимации превышает погрешность на предыдущем такте, в то время как предлагаемое устройство обязательно опросит канал, в котором погрешность продолжает увеличиваться, и превышения погрешности не будет.

Оценим возможный выигрыш максимальной погрешности при использовании полиномиальной аппроксимации. Так как с момента последнего опроса каждого сигнала проходит обязательно целое число интервалов адаптивной коммутации s Т, .(= 1,2..., то на (-м такте

656094

Формула изобретения (2

ЦНИИПИ Заказ 1530/41 Тираж 709 Подписное

Филиал ППП Пагент, r, ужгород, ул. Проектная,4 адаптивной коммутации погрешность аппроксимации имеет вид

f(iT)=K. (Т), (2) где коэффициент Кп определяется аппроксимирующим полиномом, и — степень полинома.

С учетом особенностей предлагаемого алгоритма адаптивной коммутации опрос того или иного сигнала возможен на такт раньше, чем при алгоритме прототипа. Зто определит возможный выигрыш в максимальной погрешности как отношение погрешностей на соседОчевидно, что величина максимальна при а=1;

Таким образом, предлагаемый алгоритм позволяет существенно уменьшить максимальные погрешности: для нулевой экстраполяции, например, в 2 раза, а для линейной — в 4 раза.

Адаптийный коммутатор системы телеизмерений, содержащий в каждом измерительном канале преобразователь погрешности аппроксимации, вход которого и вход ключа соединены с соответствующим входом устройства, выходы ключей всех измерительных каналов подключены ко входу аналогоцифрового преобразователя, выходы преобразователей погрешности аппроксимации всех измерительных каналов соединены с первыми входами анализатора погрешностей, первые выходы которого подключены к управляющим входам ключей и преобразователей погрешности аппроксимации всех иэ5 мерительных каналов, вторые выходы анализатора погрешностей и выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами блока считывания, один выход которор го подключен ко второму входу анализатора погрешностей, другой выход— к выходу устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы- шения точности измерений, в каждый измерительный канал введены генератор пилообразного напряжения, функциональный преобразователь, блок перемножения сигналов и блок дифференцирования, вход RoTopQro подключен к соответствующему входу устройства, выход блока дифференцирования непосредственно и выход генератора пилообразного напряжения через функциональный преобразователь соединены со входами блока перемножения сигналов, выходы блоков перемножения сигналов всех измерительных каналов подключены к третьим входам анализатора погрешностей, вторые выходы которого соединены с управляющими входами

30 генераторов пилообразного напряжения всех измерительных каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 222907, кл. 74 в 8/05, 24.04.64.

2. Фремке А.В. Тепеиэмерение, М., 1975, с.232- 34, рис.7.10.