Инвариантная комплексная система.

Используется несколько датчиков, объединенных в комплексную схему.

Сигналы с датчиков:

где:

Н_i (p) – передаточные функции измерителей;

X(t) – измеряемый сигнал;

n_k (t) – помеха измерений;

G_i (p) – передаточные функции, используемые для подавления помехи.

Задача состоит в определении линейных операторов G_k (p), формирующих новый сигнал:

;

где:

Z₀(t) – новый полезный сигнал;

ε(t) – ошибка, возникающая от прохождения помехи.

Для получения несмещенной оценки полезного сигнала X(t) необходимо и достаточно чтобы при записи Z₀ (t) и ε(t) выполнялись условия:

D _ε – дисперсия ошибки.

Обозначим:

;

тогда:

;

Спектральная плотность помехи:

Находим дисперсию ошибки по формуле:

;

Необходимо минимизировать этот функционал с учетом условия инвариантности.

D _ε → min с учетом:

;

Получаем систему:

Пример.

Заданы два измерителя, спектральные плотности ошибок:

Для данного случая:

В нашем случае:

Пусть задано:

Следовательно:

;

;

;

где:

;

;

;

получаем:

где:

и

где:

.

Получаем:

;

.

Полученные результаты обеспечивают отделение мощного сигнала от помехи.

При наличии в комплексной системе нескольких измерителей эффективность этой системы можно оценивать как отношение минимальной дисперсии погрешности одного измерителя к дисперсии погрешности системы. Эта оценка выглядит таким образом:

;

При этом:

Если система эффективна, то должно выполняться неравенство:

Если неравенство не выполняется, то система неэффективна.

Лекция 10 Оценка эффективности комплексирования. Преобразующие и передающие устройства ивк.

Структура ИВК представлена на схеме:

где:

D_i – датчики информации.

Коммутатор опроса – предназначен для последовательного подключения того или иного канала измерения.

Согласующее устройство – необходимо для приведения сигнала к одному порядку.

АЦП – предназначен для перевода измеренного аналогового сигнала в цифровой код.

Устройство передачи информации включает канал связи, в который входят устройства необходимые для защиты информации от искажения при передаче. Сюда входят модуляторы, демодуляторы и специальные помехозащитные кодирующие устройства.

Устройства ввода предназначены для накопления информации, ввода информации в цифровое вычислительное устройство.

Цифровое вычислительное устройство выполняет обработку полученной информации в соответствии с заданным алгоритмом.

Выходное согласующее устройство предназначено для согласования информации с требованиями потребителя.

Коммутаторы опроса.

Коммутаторы опроса применяются в многоканальных автоматических системах для подключения в определенной последовательности выходных сигналов датчиков измерений к входным преобразователям системы. Порядок подключения определяется алгоритмом обработки информации.

Все коммутационные устройства делятся на три вида:

- механические;

- электромеханические релейного типа;

- электронные.

1. Механические коммутаторы.

Схема механического коммутатора.

Контактная щетка при вращении последовательно подключает тот или иной канал измерения.

Достоинства механических коммутаторов:

- простота;

- полная идентичность подключаемых и передаваемых сигналов;

- большой диапазон коммутируемых сигналов.

Недостатки:

- ограниченное число подключаемых каналов;

- высокий уровень акустических шумов;

- большая масса;

- малое быстродействие (частота переключения не больше 10Гц);

- малый ресурс службы.

В настоящее время в бортовых системах ЛА механические коммутаторы не используются.