Устройство для вычисления импульсной переходной функции объекта

Устройство для вычисления импульсной переходной функции объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

B.- Ф. Яковлев 1

1 т i и с а,... - /

Куйбышевский ордена Трудового Красного-Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 8ЫЧИСЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ

ПЕРВ<ОДНО4 ФУНКЦИИ ОВЪККТД

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть применено для идентификации динамических объектов.

Известно устройство для определе- ния импульсной :переходной функции, содержащее генератор белого шума, устройства задержки, умножители, интеграторы 1

Недостатками данного устройства . гв являются сложность структуры и малое быстродействие, обусловленные.необходимостью использования устройств задержки и умножителей, а также большим временем усреднения произведения реакции идентифицируемого объекта на . тест-сигнал, действующий на вход объекта.

Известно также устройство для определения импульсной переходной функции, содержащее аналогичные блоки, но в которой используется генератор двоичной И-последовательности вместо ге2 нератора белого шума. Это позволяет упростить устройства задержки и умно-: жители, сократить время усреднения до одного периода тест-сигнала (2 ) .

Недостатками данного устройства являются дрейф интеграторов и сложность из-за необходимости иметь большое количество интеграторов и аналоговых коммутаторов.

- Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления импульсной гереходной Функции, содержащее аналого-циф ровой преобразователь, оперативный запоминающий блок, генератор двоичной И-последователности и микро-ЭВИ, которая подключена по шине адреса к адресному входу оперативного запоминающего блока и к адресному входу генератора двоичной И-последовательности, а по шине данных - к -информационному входу и к выходу оперативного запоминающего блока, а также к

2 ф

Запись значений выходного сигнала объекта в ОЗБ 2 по адресам,.задаваемым генератором М-последрвательности, .означает упорядочивание вектора стоб- ца значений выходного сигнала по возрастанию двоичных чисел, генерируемых регистром сдвига генератора Мпоследовательности.

Значения тест-сигнала в различные моменты времени в пределах "памяти" объекта являются Планом эксперимента.

После добавления "нулевой" строки за счет измерения выходного сигнала объекта через несколько тактов после окончания периода тест-сигнала и фиксации входного сигнала объекта на уровне +1, полученный план становится планом типа 2 и оценки ординат импульсной пей реходной функции могут быть определены методом Йетса (3 ) - Алгоритм Иетса требует только 2 N операций, что для данного примера вдвое меньше.

Таким образом, соединение выходов разрядов сдвигающего регистра генератора двоичной М-последовательности

3 с адресным входом ОЗБ 2 позволяет видоизменить вектор -столбец выходного сигнала объекта так, что становится возможным использование алгоритма

Йетса, который существенно сокращает количество вычислительных операций, т. е. достигается существенное повышение быстродействия устройства.

Устройство реализовано для иденти. фикации проводимости электрической дуги в плазмотроне. Использовались микро-ЭВМ 15ВСМ-5, динамический ОЗБ на базе ИС К565РУ1Б, параллельный АЦП на компараторах: К521СА2 с временем преобразования около 300 нс.

Для возбуждения дуги использовался тест"сигнал из 255 тактов. Определялись 40 ординат импульсной переходной функции. Количество операций по сравнению с прототипом сокращено в 5 раз, тем самым значительно сокращено машинное время, и ЭВМ может решать более сложные задачи по управлению технологическим объектом s целом. формула изобретения

Устройство для вычисления импульсной переходной функции объекта, содержащее аналого-цифровой преобразователь, оперативный запоминающий блок, генератор двоичной И-последовательности и микро-ЭВМ, которая подключена по

3 98194 выходу аналого-цифрового,преобразователя (3 ) .

Недостатком данного устройства является большое число вычислительных операций, необходимых для определения ординат импульсной переходной функции, Цель изобретения - увеличение 43ыстродействия устройства.

Цель достигается тем, что в нем выход генератора двоичной М-последа- щ вательности подключен к адресному входу оперативного запоминающего блока.

На чертеже изображена блок-схема устройства. 1S

"Устройство содержит микро-ЭВМ 1, оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 2, генератор двоичной М-последователь- ности 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4.

Генератор двоичной М-последовательности 3 имеет известную структуру (2).

Он состоит из сдвигающего регистра, охваченного обратной связью, содержащей сумматор по модулю два. Адрес- gs ный вход этого генератора соединен со входом сдвигаюцего регистра, а выход генератора - c, выходами разрядов сдвигающего регистра.. По шине адреса микро-ЭВМ производит выбор з@ внешних устройств для взаимодействия, а также ячеек памяти в ОЗБ 2. По шине данных осуществляется обмен информацией.

Устройство работает следующим образом.

По команде микро-ЭВМ 1 включается генератор двоичной М-последователь-. ности и производится запись кодированных значений выходного сигнала объекта в ОЗБ 2 на каждом такте тест-сигнала по адресам, определяемым состояниями сдвигающего регистра генератора

М-последовательности 3. Например, для трехразрядного генератора М-последовательности с характеристическим полиномом 1 + Д + Д последовательность состояний регистра во времени и соответствующих значений сигнапа,У„ имеет вид

-++1 У

+-+2Y

-+-ЗYS

--+4Yq

5 5

+--6

И

7 где двоичные 0 и 1 соответствют +1и -1 тест-сигнала.

5 981942 б шине адреса к адресному входу опера- 1. Дейч Д. H. Методы идентификации тивнного запоминающего блока и к ад- динамических объектов. М., "Энергия", ресному входу генератора двоичной 1979, с. 90,. рис. 4-17.

М-последовательности а по шине дан- 2. Доценко В.И., Чхартишвили Г.С. ных - к информационному входу и к вы- s Применение псевдослучайных сигналов ходу оперативного запоминающего блока, . для идентификации линейных объектов а также к выходу аналого-цифрового пре автоматического регулирования. Изд.образователя, о т л и ч а ю щ е е с я во ВУЗов, сер. "Электромеханика", тем, что, с целью повышения быстродей- 1969, У 4, с. 422. ствия устройства, в нем выход генерато10 3. Sengupta S.S. Microprocessor ра двоичной M-последователности под- application in System Identification. кпючен к адресному входу оперативного Proceedings of 9th Ann.. Conf.-".Induзапоминающего блока. strial and control apol icatIon of

mIcroprocessor". Philadelphia Pen"

Источники информации, зу1чап1а, march, 1979, рр. 45-51 принятые во внимание при экспертизе (прототип).

Адресн

ЩРИО

Составитель А. Лащев

Редактор А. Долинич Техред М.Тепвр Корректор Н. Буряк

Заказ 9709/66 . Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

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