Комбінована кореляційна диференційна система вирівнювання часових запізнювань сигналів

Комбінована кореляційна диференціальна система вирівнювання часових запізнювань сигналів, що надходять від одного джерела по двох каналах, перший з яких містить блок постійної затримки, вихід якого з'єднаний через перший блок часової затримки на ∆τ з першим входом першого корелятора і безпосередньо - з першим входом другого корелятора, при цьому перший і другий корелятори складаються з послідовно з'єднаних перемножувача і згладжувального фільтра, вихід другого каналу з'єднаний з першим входом блока керованої затримки, вихід якого з'єднаний з другим C2 2 (19) 1 3 забезпечувала найбільш високий ступінь їхньої кореляції. Дана кореляційна диференціальна система вирівнювання часових запізнювань сигналів прийнята за прототип. Недолік системи-прототипу полягає в тому, що вона побудована на підставі принципу управління по відхиленню і, як усі системи автоматичного управління цього класу, мають протиріччя між умовами підвищення динамічної точності і стійкості. Це протиріччя є перешкодою на шляху підвищення динамічної точності і швидкодії системипрототипу. Винахід дозволяє зменшити помилки кореляційної диференціальної системи, які викликані зміною завдавального впливу - різниці часових запізнювань сигналів. Це досягається тим, що в кореляційну диференціальну систему вирівнювання часових запізнювань сигналів, що надходять від одного джерела G по двох каналах К1 і К2 (Фіг.1), яка містить блок 1 постійної затримки, корелятори 2 і 3, що складаються відповідно з помножувачів 4 і 5 і фільтрів 6 і 7, що згладжують, блоки 8 і 9 часової затримки на ∆τ, віднімальний пристрій 10, підсилювач-перетворювач 11, виконавчий елемент 12, блок 13 управляємої затримки, введений розімкнутий компенсаційний зв'язок по завдавальному впливу, що містить корелятори 14 і 15, що складаються відповідно з помножувачів 16 і 17 і фільтрів 18 і 19, що згладжують, блоки 20 і 21 часової затримки на ∆τ, віднімальний пристрій 22, підсилювач-перетворювач 23 і сумуючий пристрій 24, тобто тим, що кореляційна диференціальна система з принципом управління по відхиленню перетвориться в комбіновану кореляційну систему з розімкнутим зв'язком по різниці часових запізнювань сигналів. На Фіг.1 зображена функціональна схема комбінованої кореляційної диференціальної системи вирівнювання часових запізнювань сигналів; на Фіг.2 - екстремальні кореляційні функції кореляторів замкнутої частини системи і статична характеристика цих кореляторів із пристроєм, що віднімає; на Фіг.3 - екстремальні кореляційні функції кореляторів розімкнутого зв'язку по завдавальному впливу - різниці часових запізнювань ∆τвх сигналів і статична характеристика цих кореляторів разом із пристроєм, що віднімає. Комбінована кореляційна диференціальна система вирівнювання часових запізнювань сигналів працює в такий спосіб. Екстремальні кореляційні характеристики кореляторів 2 і 3 за допомогою блоків 8 і 9 постійної затримки на ∆τ зрушені по осі τу на -∆τ і +∆τ щодо точки τу=∆τвх (Фіг.2). При зміні різниці ∆τвх часового запізнювання сигналів виникає помилка ∆τ0=∆τвх-τу, яка на виході віднімального пристрою 10, згідно Фіг.2, перетвориться в напругу помилки U10=∆R(∆τвх),яка пропорційна помилці ∆τ0. З напруги помилки U10 за допомогою підсилювача-перетворювача 11 і виконавчого елемента 12 формується вплив µ, який управляє і який надходить на блок управляємої затримки 13 та змінює час управляємої затримки τу таким чи 88528 4 ном, що помилка ∆τ0 зменшується. Однак, оскільки в замкнутій частині системи вплив µ, яким управляє, формується з напруги помилки U10, помилка ∆τ0 при зміні ∆τвх в загальному випадку не може бути зведена до нуля чи істотно зменшена. Включення блоку 20 постійної затримки забезпечує можливість досягнення рівності часів запізнювання сигналів у випадку, коли сигнал U1(t+τ1) випереджає в часі сигнал U2(t+τ2) і в цьому випадку необхідно було б виконати зрушення сигналу U2(t+τ2) в часі убік випередження, що фізично не можна реалізувати. Підвищення точності вирівнювання часових запізнювань сигналів з метою підвищення ступеня їхньої кореляції в пропонованій системі досягається за рахунок уведення розімкнутого зв'язку. Екстремальні кореляційні характеристики кореляторів 14 і 15 через блоки 20 і 21 затримки на ∆τ зрушені по осі ∆τвх на -∆τ і +∆τ щодо точки ∆τвх=0. При зміні ∆τвх на виході віднімального пристрою 22 виникає напруга U22=R(∆τвх) (Фіг.3), яка пропорційна ∆τвх. За допомогою підсилювачаперетворювача 23 з напруги U22 шляхом відповідного перетворення формується вихідна напруга U23 розімкнутого зв'язку. Таким чином, за допомогою розімкнутого зв'язку виміряється різниця ∆τвх часових запізнювань сигналів і відповідним чином ця різниця перетвориться у вихідну напругу U23 розімкнутого каналу. Напруга U23 подається на сумуючий пристрій 24, де складається з напругою U11, яка сформована з напруги помилки U10 замкнутої частини системи, і вплив µ, який управляє, формується не тільки з напруги помилки U10, як у системі-прототипі, а із суми напруг U11 і U23. Завдяки цьому напруга помилки зменшується. Синтез розімкнутого зв'язку (підсилювачаперетворювача 23) можна виконати відповідно до умови підвищення динамічної точності за рахунок відповідного підвищення порядку астатизму системи [5], а також відповідно до умови підвищення показників якості перехідних процесів, наприклад, за рахунок мінімізації квадратичної інтегральної оцінки, компенсації повільно загасаючих компонент перехідного процесу [5] чи за допомогою інших методів, тому що введення розімкнутого зв'язку не впливає на стійкість замкнутої частини системи. Зіставлення з прототипом показує, що пристрій, що заявляється, відрізняється наявністю компенсаційного розімкнутого зв'язку, за допомогою якого виміряється різниця часових запізнювань ∆τвх сигналів і виробляється напруга, що є відповідної функцією від ∆τвх, і тим самим відповідає критерію винаходу «новизна». Порівняння винаходу з іншими технічними рішеннями, відомими в науці і техніці, показує, що відомі кореляційні диференціальні системи вирівнювання часових запізнювань сигналів, у яких зменшується різниця часових запізнювань сигналів на величину управляємої затримки τу. Однак управляючий вплив у цих системах формується з напруги помилки ∆τ0=∆τвх-τу і тому помилка принципово не може бути цілком усунута. Якщо кореляційна система є статичною, то вона має кінцеву 5 неузгодженість у сталому режимі при східчастій зміні ∆τвх, а при лінійному і більш складному законі зміни ∆τвх неузгодженість прагне до нескінченності. Якщо кореляційна система має астатизм першого порядку, то неузгодженість має кінцеве значення при лінійній зміні завдавального впливу ∆τвх, а при зміні завдавального впливу за квадратичним законом неузгодженість прагне до нескінченності. Подальше збільшення порядку астатизму з метою підвищення динамічної точності приводить до втрати стійкості системи. У запропонованій комбінованій кореляційній диференціальній системі вирівнювання часових запізнювань сигналів напруга, яка управляє і яка надходить на виконавчий елемент, формується із суми напруги неузгодженості замкнутої частини системи-прототипа і напруги з виходу розімкнутого зв'язку по задавальному впливу, що є визначеною функцією цього впливу. Завдяки цьому напруга неузгодженості зменшується. Уведення розімкнутого зв'язку по задавальному впливу не впливає на стійкість замкнутої частини системи і тому синтез цього зв'язку можна виконувати відповідно до тої чи іншої умови підвищення точності кореляцій 88528 6 ної системи, не піклуючись про її стійкість. Зокрема, при відповідному виборі параметрів цього зв'язку (параметрів підсилювача-перетворювача 23) можна домогтися збільшення порядку астатизму системи, а отже, підвищення динамічної точності, а також підвищення показників якості перехідних процесів. Це дозволяє зробити висновок про відповідність технічного рішення критерію "істотні відмінності". Джерела інформації: 1. Козубовский С.Ф. Корреляционные экстремальные системы. Киев.: Наук.думка.1973. - 224с. 2. Белоглазов И.Н., Тарасенко В.П. Корреляционно-экстремальные системы. - М: Сов.радио, 1974. - 392с. 3. Butterfield M.H., Bruant E.F. Dowsing J. A new method of stripspeed measurements using randomwaveform corieelstion. // Transactions of the Society of Instrument Technologu. - 1961. - 13, №2. 4. Радиоавтоматика, том 2. Зайцев Г.Ф., Арсеньев Г.Н., Кривуца В.Г., Булгач В.Л. - Киев, ООО "ДВК", 2004. - 476с. (с.385-386). 5. Зайцев Г.Ф. Синтез следящих систем высокой точности. - Киев.: Техника, 1971. - 204с. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 88528 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601