Устройство для распознавания и контроля непрерывных сигналов

Устройство для распознавания и контроля непрерывных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскими

Социалистическими

Республи»

О rI И С А Н И Е (и 930704

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.03.80 (21) 2903816у18 09 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

Н 04 В 3/46

1ЬвуаерстваювМ кемнтет

СССР во девам взебретевик и опрытвй

ОпУбликовано 23.05.82. Бюллетень № 19 (53).УДК681 3. .055(088.8) Дата опубликования описания 23.05.82 (72) Авторы изобретения

10.В.Юдин, И.А..Краснов, 10.А.Борисов и Г.3. .Ильин

Ленинградский институт водного транспОрта--:- . и Ленинградский институт точной механики и оптики (71) Заявители (54) УСТРОИСТВО д11Я РАСПОЗНАцАНИЯ

И КОНТРОЛЯ HEtlPEPWBHWX СИГНАЛОВ

1!зобретение относится к области тех:нической кибернетики и может быть использовано для распознавания непре. pblBHHx сигналов или их графи ческих иэображений, например, для оценки степени работоспособности или обнаружения отказов в технических объектах аналогового типа, для определения кинетики электродных процессов в электрохимии, для.определения принадлежности конкретного биоэлектри10 ческого сигнала к определенному классу и т.п.

Известно устройство для распозна" вания и контроля непрерывных сигналов, 15 содержащее блок дифференцирования, блок записи и многократного считывания, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соеди. 20 нены соответственно с первыми входа- ми сумматора и селектора минимальной амплитуды сигнала, второй вход которого соединен с выходом сумматора и элементы И, первые входы которых объединены (1 j.

Недостатком известного устройства является его малая эффективность распознавания, которая определяется ограниченными функциональными возможностями в виду использования для распознавания состояний. исследуемого объекта только временных характеристик,.и малым быстродействием процесса распознавания, ограниченным наличием линий задержек.

Цель изобретения — повышение точности распознавания и контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для распознавания и контроля непрерывных сигналов, содержащее блок дифференцирования, блок записи и многократного считывания, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первыми входами сумматора и селектора минимальной амп3 93070 литуды сигнала, второй вход которого соединен с выходом сумматора и элементы И, первые входы которых объединены, введены аналого-цифровой преобразователь, первый и второй дешифраторы, первая и вторая индикаторные матрицы, при этом первый и второй входы и первый и второй выходы аналого-цифрового преобразователя соединены соответственно с ..входом и 16 выходом блока дифференцирования и со вторим и третьим входами блока записи и многократного считывания, первый и второй выходы которого соответственно через первый и второй 1 ,дешифраторы соединены с соответст вующими входами соответственно первой и второй индикаторных матриц, объе- диненные управляющие входы которых соединены с четвертым выходом блока управления, оптические выходы первой и второй индикаторных матриц соединены с оптическими входами соответствующих элементов И, на объединенные первые входы которых подано напряжение питания, выходы элементов И соединены со вторым входом сумматора, а каждый элемент И выполнен в виде последовательно соединенных Фотодиода и резистора. ЗО

На чертеже дана структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 дифференцирования, аналого-цифровой преобразователь 2, блок 3 записи и многократного считывания, два дешифратора 4 и 5, две индикаторные матрицы 6 и 7, блок 8 управления, элемент И, каждый из которых содермит фотодиод 9 и резистор 10, сумматор

11, селектор 12 минимальной амплитуды сигнала и источник питания 13.

Устройство работает следующим образом.

В начале на элементы устройства подается питание. В исходном состоянии сумматор 11 устанавливают в нулевое состояние., Снимается выходная характеристика Ер исследуемого объекта..В качестве выходной характеристиso ки могут сниматься временные частот-. ные или вольт-ампер«не характеристики исследуемого объекта. Затем выходная характеристика исследуемого объекта дифференцируется в блоке 1 дифференцирования. Выходные сигналы исследуемого объекта Ев и блока 1 дифференцирования Ер подаются «а соотЦ1 ф ветствующие входы аналс го-цифрового преобразователя 2, с выхода которого в такты времени t (K=1,2,...,N), соответствующие частоте квантования

1„ по времени, снимаются выраженные в определенном числовом коде импульсы уровня аналоговых сигналов, соответствующие дискретному отсчету сигналов Ер и Е > в данном такте

Ep(с ) и Еp(ty) е

Выходные сйгналы аналого-цифрового преобразователя 2, представляющие последовательность цифровых кодов, отображающих величину входных для аналого-цифрового преобразователя

2 сигналов Ер и Ер, через определенные промежутки времени записываются в блок 3 записи и многократного считывания, Затем с блока 3 и в моменты времени t последовательно считываются равноотстающие ординаты распознаваемой кривой - Ep(tg) и ее производной — Ер(1 ). Сигнал Ер(Ф) пРедставляет цифровое отображенйе последовательных точек функции Ер, а сиг-нал E>(t„) — цифровое отображение последовательных точек функции Е . Следовательно, в момент времени с блока 3 записи и многократного считывания считываются сигналы, равные соответственно кодам чисел I u j (1

4 .и 5, где и и m - максимальное чис ло уровней квантования сигналов соответственно E(t) и f(t) При t=tg«B

i-м и j-м выходах дешифраторов Й и 5 появляются сигналы, которые подаются на один конец " индикаторных элементов матриц 6. и.7. Блок 8 начиназт работать по первой программе, лодавая в моменты времени ti, на вто- I рые концы индикаторных элементов

r-го и q-го столбцов индикаторных матоиц б и 7.

При этом загораются индикаторные элементы, которые оптически сое, динены соответственно с фотодиодами 9. Данные фотодиоды 9 освещаются и пропускают сигнал с выхода источника питания 13, который проходит через открытый фотодиод 9, через резистор 10 и подается на вход сумматора

Аналогично сигнал с выхода источника питания 13 проходит через открытый фотодиод 9, через резистор

10 и подается на вход сумматора 11.

Сумматор 11 запоминает сигнал.

930704. 6

ПодоЬным образом распознающее устройство работает в другие моменты времени t (k=1,2,...,N).

После и циклов работы в сумматоре 11 запоминается величинами ;-Q t< .

При t=t на второй вход сумматора 11 и на третий вход блока 3 записи и многократного считывания с соответствующего входа блока 8 подается сигнал. Блок 3 записи и многократного считывания. возвращается в исходное состояние. При t=t с сумматора

11 считывается число Ч (при этом сумматор 11 устанавливается на нуль).

Выходной сигнал сумматора 11 9 подается на вход селектора 12 минимального сигнала, где он запоминается.

Запоминается и номер распознаваемого класса сигнала, т.е. номер программы 1.

Блок 8 начинает работать по второй программе, выдавая в моменты времени t .ñèãíàëû, пропорциональные

Е<(t„) и Е> (t„). Затем процесс определения степени сходимости сиг налов Е (), Ер(), E >(t), E (t) повторяется. Выходной сигнал сумматора 11 — lq подается на вход се лектора 12 минимального сигнала.

Если %1 (Ч ., то в селекторе 12 минимального сйгнала стирается значение Ц„, и запоминается значение и номер класса распознаваемого сигнала 2

Если = Ц ) и в селекторе 12 ми1 нимального сигнала остается записанной величина Ч „, то запоминается и номер программы 2.

Если 1 „ (4, то сигнал не запоминается.

Процесс сравнения в селекторе 12 повторяется М раз. После окончания процесса распознавания блока 8 на второй вход селектора 12 минимальной амплитуды подается сигнал. На его выходе появляется сигнал, равный а также класс или классы дефектов, которым п„„п соответствует.

Введение в устройство двух дешифраторов, аналого-цифрового преобразователя, индикаторных матриц, фотодиодов и резисторов, а также связей меж ду ними выгодно отличает предлагае" мое устройство от известного, так как сокращается время распознавания за счет исключения линий задержки, что также позволяет оперативнее реагировать на изменения происходящие объекте, например, на отказы, расширяются функциональные возможности устройства за счет использования для распознавания не только временных, но и частотных, вольт-амперных характеристик, повышается точность распознавания эа счет однократного преобразования распознаваемого сигнала в последовательность кодов по сравнению с многократным квантованием по уровню распознаваемого сигнала в процессе распознавания в известном устрой- стве, Формула изобретения

Устройство для распознавания и контроля непрерывных сигналов, содержащее блок дифференцирования, блок записи и многократного считывания, первый вход которого соединен с первым выходом блока управления, що второй и третий выходы которого сое" динены соответственно с первыми входами сумматора и селектора минимальной амплитуды сигнала, второй вход которого соединен с выходом сумматора и элементы И, первые входы которых объединены, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности распознавания и контроля, введены аналого-цифровой преобразователь, первый и второй дешифраторы, первая и вторая индикаторные матрицы, при этом первый и второй входы, и первый и второй выходы аналого-ц. q ooваго преобразователя соединены соответственно с входом и выходом блока

35 дифференцирования и со вторым и третьим входами блока записи и многократного считывания, первый и второй выходы которого соответственно через первый и второ" дешифраторы

4О соединены с соответствующими входами соответственно первой и второй индикаторных матриц, оЬъединенные управляющие входы которых соединены с четвертым выходом блока управления, оптические выходы первой и второй индикаторных матриц соединены с оптическими входами соответствующих эле" ментов И, на объединенные первые входы которых подано напряжение питания„ выходы элементов И соединены со вторым входом сумматора, а каждый элемент И выполнен в виде последовательно соединенных фотодиода и резистора.

Источники информации, 55 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 518015, кл. H 04 L 11/04, 1973 (прототип).