Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Структура оптимального измерителя

Измерение какого-либо сигнала возможно при условии его полного обнаружения. В этой связи весьма важно определить совпадают ли структуры оптимального обнаружителя и оптимального измерителя, или после обнаружения необходимо изменить структуру приемника для оптимальной оценки параметров.

Оптимальный измеритель должен формировать обратную вероятность (апостериорную) измеряемого параметра сигнала или самого сигнала, параметр которого оценивается при заданном входном воздействии:

;

и находить абсциссу его оптимальной оценки, которая обычно совпадает с максимумом .

Выше мы определили, что если помеха является гауссовым белым шумом, то:

;

Таким образом, для оптимальной оценки параметра сигнала необходим приемник, формирующий максимум корреляционного интеграла, т.е. такой же приемник, который необходим для оптимального обнаружения.

Поскольку значение измеряемого параметра изменяется в некоторых пределах, реализация оптимальной оценки требует вычисления континуума значений корреляционного интеграла. Реализовать такой алгоритм можно либо применением корреляторов с бесконечным числом каналов, либо путем перестройки одноканальной схемы измерителя.

параметр радиолокационный сигнал измеритель

Практически число каналов ограничивается конечностью интервалов неопределенности по осям и функции неопределенности реальных зондирующих сигналов. Интервал неопределенности характеризует разрешающую способность по измеряемым параметрам, поэтому число каналов определяется:

;

где: - максимальное и минимальное значения измеряемого параметра; - интервал неопределенности по измеряемому параметру.

Включенное на выходе приемника решающее устройство выбирает канал, в котором максимально. Номер канала однозначно связан с параметром его опорного сигнала и поэтому определяет оптимальную оценку параметра .

Структурная схема имеет вид:

В частном случае, когда оцениваемым параметром является время запаздывания сигнала , блок опорных сигналов проще всего выполнить на линии задержки с отводами:

При использовании для оптимальной оценки СФ необходимо при измерении дальности, например, каждый канал апробировать, т.е. открывать каждый канал на время прихода сигнала с определенной задержкой. Это делается потому, что СФ инвариантен ко времени прихода сигнала. В этом случае схема оптимального измерителя может быть представлена в следующем виде:

При большом числе идентичных каналов схема оптимального измерителя получается излишне сложной, громоздкой и ненадежной. В этом случае вынуждены переходить к следящему оцениванию.

При следящем оценивании опорное колебание может содержать ожидаемое значение параметра , сформированное путем экстраполяции оценок, проведенных на предыдущих измерениях, с учетом прогноза эволюции параметра. При этом, вместо оценки текущего значения параметра, оценивается малая разность между текущим и близким к истинному опорным его значением: , которая затем суммируется с , давая результирующую оценку: . Устройство, оценивающее , названо дискриминатором. Структурная схема следящего измерителя имеет следующий вид:

Дискриминатор вычисляет корреляционные интегралы от двух близких значений измеряемого параметра и схему сравнения. Оценка по критерию максимального правдоподобия соответствует равенству корреляционных интегралов, т.е. нулевому напряжению на выходе дискриминатора, что эквивалентно оценке положения линии симметрии, разделяющей сигнал. Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме

Внедрение цифровой системы радиосвязи стандарта GSM-R на Белорусской железной дороге цифровой радиосвязь сеть Основная цель обеспечения безопасности движения поездов - уменьшение количества случаев браков и аварий при повышении скоростей движения поездов, пропускной спосо ...

Локальная вычислительная сеть Введение Компьютеры появились в жизни человека не так уж давно, но почти любой человек может с твердой уверенностью сказать, что будущее - за компьютерными технологиями. Процесс развит ...

Изучение основных возможностей программы Electronics Workbench Цель работы: ознакомиться со средой моделирования электронных схем Electronics Workbench, провести анализ генератора Колпитца, исследовать характеристики биполярного транзистора, изучить с ...