20.02.2015
216.013.28c8

ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области создания устройств для генерирования широкополосных случайных стационарных процессов с заданными собственными и взаимными спектральными плотностями мощности. Технический результат заключается в повышении быстродействия работы устройства с быстрой петлей коррекции. Устройство генератора содержит цифровой модуль для формирования последовательностей случайных сигналов с использованием косинусоидального окна Ханна, а также цифровую обработку с использованием циклически меняющихся буферов для доступа к памяти DMA и аналоговые фильтры низкой частоты. 9 ил.
Основные результаты: Генератор непрерывных случайных сигналов произвольной длины, состоящий из однопроцессорного компьютера и прикладного программного обеспечения для формирования по заданной спектральной плотности случайного сигнала в форме разложения Райса-Пирсона в виде массивов ={ }, вещественных чисел (i=0, 1, …, N-1), имеющих по множеству (ансамблю) реализаций R заданный спектр амплитуд с нормальным законом распределения, модуля цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) для преобразования полученной последовательности в непрерывный во времени случайный сигнал, отличающийся тем, что включает цифровой модуль ограничения пиковых выбросов амплитуд на уровне , где Q - заданный пик-фактор; цифровой модуль построения на длине T=(4·n-3) точек (n<
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области создания устройств для генерирования широкополосных случайных стационарных процессов с заданными собственными и взаимными спектральными плотностями мощности и может быть использовано в приборостроении, машиностроении, вычислительной технике для создания, в частности, многоканальных автоматических систем, в испытаниях на вибростойкость к воздействиям случайной вибрации и т.д.

Известно («Автоматическое управление вибрационными испытаниями», Библиотека по автоматике выпуск 579, Москва, Энергия, 1978 г.) устройство, генерирующее блоки (реализации) одномерного случайного стационарного сигнала с заданной спектральной плотностью, состоящее из ЭВМ и программного обеспечения. Каждый блок представляет собой массив вещественных чисел (амплитуд) длиной N, а i (i=0, 1, …, N-1), имеющий в пределе заданный спектр амплитуд с нормальным (Гауссовским) законом распределения. Генерация блоков производится с помощью разложения Райса-Пирсона. Затем блок передается на модуль цифроаналогового преобразователя для преобразования полученной последовательности в случайный сигнал, с периодом дискретизации Δt [сек], длиной TБ=NΔt [сек], шагом квантования по частоте Δf=1/TБ [Гц].

Все названные признаки присутствуют в предлагаемом устройстве.

Генерирование случайного процесса большой длины требует большого объема вычислений, времени и памяти, что является недостатком при создании систем управления вибрационными испытаниями с быстрой петлей коррекции.

Формирование случайного процесса произвольной длины предлагается производить из последовательности следующих друг за другом временных блоков a r,i (r=1, 2,…). При этом возникает проблема разрыва начальных и конечных значений (фаз) между соседними последовательностями генерируемых осциллограмм, так как в общем случае a r,N-1≠ar+1,0. Это приводит к появлению в генерируемом процессе удара в виде дельта-функции.

В предлагаемом устройстве решается задача генерирования непрерывных случайных сигналов произвольной длины без разрыва фаз между соседними реализациями и без изменения ее длины N и шага квантования по частоте Δf, что необходимо для организации единого во времени цикла генерации управляющего сигнала на исполнительное устройство и измерения сигналов откликов для построения алгоритмов, например, для систем управления реального времени с обратной связью.

Предлагается генератор непрерывных случайных сигналов произвольной длины, состоящий из:

- однопроцессорного компьютера и прикладного программного обеспечения для формирования по заданной спектральной плотности случайного сигнала в форме разложения Райса-Пирсона в виде массивов a r={a ri}, вещественных чисел a ri (i=0, 1, …, N-1), имеющих по множеству (ансамблю) реализаций R заданный спектр амплитуд с нормальным законом распределения;

- цифрового модуля ограничения пиковых выбросов амплитуд на уровне , где Q - заданный пик-фактор;

- цифрового модуля построения на длине THANN=(4·n-3) точек (n<<N), косинусоидального окна Ханна:

;

- цифрового модуля формирования последовательности N вещественных точек-чисел по следующему алгоритму: к концу блока a r - добавляется (n-1) точек, симметричных последним n точкам блока, полученную таким образом последовательность (2n-1) точек умножают на правую половину окна Ханна; к началу следующего блока a r+1 добавляется (n-1) точек, симметричных первым n точкам блока a r+1; полученную таким образом последовательность (2n-1) точек умножают на левую половину окна Ханна; образованные таким образом последовательности складывают, первыми n точками суммарной последовательности заменяют последние n точки блока a r, последними n точками суммарной последовательности - первые n точки блока a r+1;

- механизма формирования на выходе из системы управления из отдельных следующих друг за другом блоков a r непрерывного случайного сигнала, включающий организацию в компьютере двух буферов длиной N, в один из которых заносят сгенерированный блок данных a r, который затем контроллером прямого доступа к памяти (DMA) без участия центрального процессора передается в память цифроаналогового преобразователя (ЦАП). За время выдачи первого блока a r на выход ЦАП центральный процессор генерирует следующий блок данных a r+1, осуществляет стыковку его начала с концом предыдущего a r и переносит во второй буфер, который, в свою очередь, будет передан в ЦАП через DMA-канал. Затем буфера автоматически циклически меняются местами;

- модуля цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) для преобразования полученной последовательности в непрерывный во времени случайный сигнал произвольной длины;

- модуля аналоговых фильтров низкой частоты, например, Баттерворта, не менее 4 порядка (48 дБ/октаву) и частотой среза не менее 1/(2Δt).

Блок-схема генератора показана на фиг.1-5. Примеры стыковки реализаций показаны на фиг.6-9.

Отличительными признаками предлагаемого устройства являются:

- цифровой модуль ограничения пиковых выбросов амплитуд на уровне , где Q - заданный пик-фактор;

- цифровой модуль построения на длине THANN=(4·n-3) точек (n<<N), косинусоидального окна Ханна:

;

- цифровой модуль формирования последовательности N вещественных точек-чисел по следующему алгоритму: к концу блока a r добавляется (n-1) точек, симметричных последним n точкам блока, полученную таким образом последовательность (2n-1) точек умножают на правую половину окна Ханна; к началу следующего блока a r+1 добавляется (n-1) точек, симметричных первым n точкам блока a r+1; полученную таким образом последовательность (2n-1) точек умножают на левую половину окна Ханна; образованные таким образом последовательности складывают, первыми n точками суммарной последовательности заменяют последние n точки блока a r последними n точками суммарной последовательности - первые n точки блока a r+1,

- механизм формирования на выходе из системы управления из отдельных следующих друг за другом блоков a r непрерывного случайного сигнала, включающий организацию в компьютере двух буферов длиной N, в один из которых заносят сгенерированный блок данных a r который затем контроллером прямого доступа к памяти (DMA) без участия центрального процессора передается в память цифроаналогового преобразователя (ЦАП). За время выдачи первого блока a r на выход ЦАП центральный процессор генерирует следующий блок данных a r;, осуществляет стыковку его начала с концом предыдущего a r и переносит во второй буфер, который, в свою очередь, будет передан в ЦАП через DMA-канал. Затем буфера автоматически циклически меняются местами;

- модуль аналоговых фильтров низкой частоты, например, Баттерворта, не менее 4 порядка (48 дБ/октаву) и частотой среза не менее 1/(2Δt).

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными приобретается возможность генерирования непрерывных случайных сигналов произвольной длины.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации, решений, содержащих аналогичные признаки, не обнаружено.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что предложенное устройство неизвестно на уровне техники и, следовательно, соответствует критерию «патентоспособности».

Предложенное устройство может найти применение везде, где возникает необходимость в непрерывных случайных процессах произвольной длины, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Промышленная применимость».

Генератор непрерывных случайных сигналов произвольной длины, состоящий из однопроцессорного компьютера и прикладного программного обеспечения для формирования по заданной спектральной плотности случайного сигнала в форме разложения Райса-Пирсона в виде массивов ={ }, вещественных чисел (i=0, 1, …, N-1), имеющих по множеству (ансамблю) реализаций R заданный спектр амплитуд с нормальным законом распределения, модуля цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) для преобразования полученной последовательности в непрерывный во времени случайный сигнал, отличающийся тем, что включает цифровой модуль ограничения пиковых выбросов амплитуд на уровне , где Q - заданный пик-фактор; цифровой модуль построения на длине T=(4·n-3) точек (n<ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ
ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ
ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ
ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ
ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ
ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ
ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ
ГЕНЕРАТОР НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ДЛИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 66.
10.01.2013
№216.012.1826

Орган управления аэродинамическим фокусом летательного аппарата

Изобретение относится к аэродинамическим органам стабилизации летательных аппаратов. Орган управления аэродинамическим фокусом летательного аппарата включает аэродинамическую поверхность, закрепленную на валу, рулевую машину и рычажный механизм передачи шарнирного момента от вала к штоку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471674
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.06.2013
№216.012.4dae

Стенд для определения частот собственных колебаний и обобщенной массы испытываемого объекта, исключающий влияние подвижных масс вибратора на определяемые характеристики

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к резонансным испытаниям механических конструкций, и обеспечивает экспериментальное определение характеристик собственных колебаний испытываемого объекта и может быть использовано в машиностроении. Стенд содержит разгрузочную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485468
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c9a

Способ закрытой заправки топливного бака жидким топливом и система для его осуществления

Изобретение относится к оборудованию для закрытой заправки топливного бака беспилотного летательного аппарата, эксплуатирующегося с загерметизированным топливным баком. При закрытой заправке топливозаправщиком барботажной емкости топливо насыщают газом путем его введения под избыточным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489327
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5e0b

Способ определения собственных частот и обобщенных масс колеблющихся конструкций

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к вибрационным испытаниям конструкций, и может быть использовано в машиностроении для определения динамических характеристик и динамической устойчивости при испытаниях на вибростойкость и исследованиях поведения конструкций при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489696
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.6324

Способ прогнозирования эффективности коррекции психического компонента качества жизни человека при эмоционально-стрессовых нагрузках

Изобретение относится к физиологии и медицине, а именно к восстановительному лечению. Оценивают показатели вариационной пульсометрии: амплитуда моды (АМо), вариационный размах (ВР), индекс напряжения регуляторных систем (ИН), и показатели спектрального анализа ритма сердца: общая мощность волн...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491017
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6767

Устройство сброса навесного топливного бака

Заявленное изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам сброса навесных топливных баков. Устройство сброса содержит передний и задний узлы сброса, содержащие параллельно расположенные оси поворота, для установки навесного топливного бака под углом к продольной оси корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492118
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.11.2013
№216.012.82df

Способ подготовки к эксплуатации пневмоблока высокого давления

Изобретение относится к наполнению сосудов высокого давления газами в сжатом состоянии с измерением степени утечки газа и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, производящих и эксплуатирующих изделия и объекты с заряженными баллонами высокого давления. В состав...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499179
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.831b

Способ экспериментального определения частот собственных колебаний и обобщенной массы испытываемого объекта

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к резонансным испытаниям механических конструкций, и может быть использовано в машиностроении для определения характеристик собственных колебаний испытываемого объекта. Способ включает последовательное двукратное механическое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499239
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.850f

Устройство сброса груза с летательного аппарата

Изобретение относится к области авиации, более конкретно, к устройству сброса груза с летательного аппарата. Устройство содержит передний и задний узлы крепления, выполненные в виде пневмоцилиндров, закрепленных на летательном аппарате, надпоршневые полости сообщены с газогенераторами для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499741
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.885d

Система отделения отсека летательного аппарата

Изобретение относится к авиационно-космической технике. Система отделения отсека летательного аппарата содержит устройство крепления, состоящее из разрывных болтов и направляющих шпилек, и устройство отделения в виде пневматического механизма отделения, состоящего из баллона с газом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500591
Дата охранного документа: 10.12.2013
Показаны записи 1-10 из 47.
10.01.2013
№216.012.1826

Орган управления аэродинамическим фокусом летательного аппарата

Изобретение относится к аэродинамическим органам стабилизации летательных аппаратов. Орган управления аэродинамическим фокусом летательного аппарата включает аэродинамическую поверхность, закрепленную на валу, рулевую машину и рычажный механизм передачи шарнирного момента от вала к штоку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471674
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.06.2013
№216.012.4dae

Стенд для определения частот собственных колебаний и обобщенной массы испытываемого объекта, исключающий влияние подвижных масс вибратора на определяемые характеристики

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к резонансным испытаниям механических конструкций, и обеспечивает экспериментальное определение характеристик собственных колебаний испытываемого объекта и может быть использовано в машиностроении. Стенд содержит разгрузочную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485468
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.08.2013
№216.012.5c9a

Способ закрытой заправки топливного бака жидким топливом и система для его осуществления

Изобретение относится к оборудованию для закрытой заправки топливного бака беспилотного летательного аппарата, эксплуатирующегося с загерметизированным топливным баком. При закрытой заправке топливозаправщиком барботажной емкости топливо насыщают газом путем его введения под избыточным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489327
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5e0b

Способ определения собственных частот и обобщенных масс колеблющихся конструкций

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к вибрационным испытаниям конструкций, и может быть использовано в машиностроении для определения динамических характеристик и динамической устойчивости при испытаниях на вибростойкость и исследованиях поведения конструкций при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489696
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.6767

Устройство сброса навесного топливного бака

Заявленное изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам сброса навесных топливных баков. Устройство сброса содержит передний и задний узлы сброса, содержащие параллельно расположенные оси поворота, для установки навесного топливного бака под углом к продольной оси корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492118
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.11.2013
№216.012.82df

Способ подготовки к эксплуатации пневмоблока высокого давления

Изобретение относится к наполнению сосудов высокого давления газами в сжатом состоянии с измерением степени утечки газа и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, производящих и эксплуатирующих изделия и объекты с заряженными баллонами высокого давления. В состав...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499179
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.831b

Способ экспериментального определения частот собственных колебаний и обобщенной массы испытываемого объекта

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к резонансным испытаниям механических конструкций, и может быть использовано в машиностроении для определения характеристик собственных колебаний испытываемого объекта. Способ включает последовательное двукратное механическое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499239
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.850f

Устройство сброса груза с летательного аппарата

Изобретение относится к области авиации, более конкретно, к устройству сброса груза с летательного аппарата. Устройство содержит передний и задний узлы крепления, выполненные в виде пневмоцилиндров, закрепленных на летательном аппарате, надпоршневые полости сообщены с газогенераторами для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499741
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.885d

Система отделения отсека летательного аппарата

Изобретение относится к авиационно-космической технике. Система отделения отсека летательного аппарата содержит устройство крепления, состоящее из разрывных болтов и направляющих шпилек, и устройство отделения в виде пневматического механизма отделения, состоящего из баллона с газом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500591
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e31

Способ сброса полезной нагрузки с летательного аппарата

Изобретение относится к области авиации, в частности к оборудованию летательных аппаратов для сбрасывания полезной нагрузки в полете. Способ сброса полезной нагрузки включает установку и закрепление на летательном аппарате, вдоль его фюзеляжа, продольного транспортно-пускового контейнера,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506205
Дата охранного документа: 10.02.2014

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД