Синтез структури та моделювання адаптивних цифрових формуючих фільтрів
DOI:
https://doi.org/10.26565/2304-6201-2023-59-04Ключові слова:
структурно-параметрична ідентифікація, моделі індексної ідентифікації, адаптивна система керування, високошвидкісний рух, завадозахищеність, формуючі адаптивні фільтри, формуючі фільтри моделі, формуючі фільтри регулятораАнотація
У роботі обґрунтовано метод автоматичної ідентифікації дисперсії випадкових корисних сигналів та випадкових перешкод із заданими значеннями спектрально-кореляційних характеристик, що дозволяє визначати поточні оцінки дисперсії та їх зміну для довільних випадкових впливів з невідомими характеристиками. Показано, що параметричний вихід адаптивного цифрового фільтра можна використовувати при автоматичному коригуванні параметрів регулятора в контурі регулювання системи управління в діапазоні адаптації коефіцієнта адаптації з урахуванням розрядності перетворювачів АЦП и ЦАП, що розширює сферу застосування запропонованого методу ідентифікації.
Актуальність. Актуальність роботи полягає у можливості синтезу структури та моделювання адаптивних цифрових формуючих фільтрів.
Методи дослідження. Основним методом дослідження є метод автоматичної ідентифікації дисперсії випадкових корисних сигналів та випадкових перешкод із заданими значеннями спектрально-кореляційних характеристик, що дозволяє визначати поточні оцінки дисперсії та їх зміну для довільних випадкових впливів з невідомими характеристиками.
Результати. Показано, що параметричний вихід адаптивного цифрового фільтра можна використовувати при автоматичному коригуванні параметрів регулятора в контурі регулювання системи управління в діапазоні адаптації коефіцієнта адаптації з урахуванням розрядності перетворювачів АЦП и ЦАП, що розширює сферу застосування запропонованого методу ідентифікації.
Висновки. Обґрунтовано метод автоматичної ідентифікації дисперсії випадкових корисних сигналів та випадкових перешкод із заданими значеннями спектрально-кореляційних характеристик, що дозволяє визначати поточні оцінки дисперсії та їх зміну для довільних випадкових впливів з невідомими характеристиками. Автоматична ідентифікація статистичних параметрів випадкових сигналів і перешкод у формуючому адаптивному фільтрі дозволяє враховувати їх зміну в оптимальних параметрах налаштування систем управління. Отримано формули розрахунку оптимального значення постійного часу адаптивного фільтра в залежності від коефіцієнта адаптації Kb, що характеризують оцінку поточного відношення рівнів корисного сигналу та перешкоди. Показано, що параметричний вихід адаптивного цифрового фільтра можна використовувати при автоматичному коригуванні параметрів регулятора в контурі регулювання системи управління в обмеженому діапазоні змін амплітудних і частотних характеристик корисного сигналу та перешкод в діапазоні адаптації коефіцієнта адаптації при заданих співвідношеннях або з урахуванням розрядності перетворювачів АЦП та ЦАП, що розширює сферу застосування запропонованого методу ідентифікації. Результати моделювання на програмній моделі адаптивного цифрового фільтру (m-файл програми модулювання) та графіки результатів моделювання показало високий коефіцієнт придушення перешкод у всьому діапазоні його зміни та зміну рівня завад на виході АФ в залежності від рівня вхідного сигналу. При збільшенні рівня вхідних завад рівень вихідних завад зменшується. При послідовному з’єднанні АФ загальний коефіцієнт адаптації Kb*Kb*…автоматично збільшується.
Посилання
Nebylov A.V. Guaranteed precision control. -M.: Science. Fizmatlit, 1988.-304s.
Research of digital automatic systems. Laboratory workshop. Ed. A.V. Nebylova. - St. Petersburg: St. Petersburg University Publishing House, 1996.- 192 p..
Besekersky V.A. Digital automatic systems. - M.: Nauka, 1976.-576 p..
Ostrem K., Vitenmark B. Computer control systems: Transl. from English - M.: Mir, 1987.-480 p.
Microprocessor automatic control systems. Ed. V.A. Beskersky.- L.: Mechanical Engineering, 1988.-365 p.
Izerman R. Digital control systems M.: Mir, 1984.-541s.
Design of digital devices on single-chip microprocessors. V.V. Stashin, A.V. Urusov, O.F. Mologontseva.- M.: Energoatomizdat, 1990.-224 p.
Kuo B. Theory and design of digital control systems. - M.: Mechanical Engineering, 1986. – 449 p.
Sytnik B.T. Synthesis of structure and modeling of adaptive digital filters and control systems with non-stationary characteristics. Part 1. / Sytnik, V.B. Sytnyk //I nformation core systems of health transport. – 2003. – N6. – C. 18 – 24.
Solodovnikov V.A. Microprocessor automatic control systems. -M.: Higher School, 1991.-255 p.
Alekseenko A.G., Galitsyn A.D., Ivannikov A.D. Design of electronic equipment on microprocessors: Programming, standard solutions, debugging methods. -M.: Radio and communication, 1984. -272 p.
Romanenko V.D., Ignatenko B.V. Adaptive control of technological processes based on micro-EOM: Textbook. allowance -K.: Vyshcha School, 1990. -334 p.
Zagariy G.I., Shubladze A.M. Synthesis of control systems based on the criterion of the maximum degree of stability. -M.: Energoatomizdat, 1988. -104 p.
Пат. № 4063 Україна Пристрій для вимірювання параметрів інерційних ланок / винахідники: Г. І. Загарій, Б. Т. Ситнік, І. В. Гусєв, А. В. Мамонов, Б. С. Левочко, П. В. Гусєв; володілець: Харківська державна академія залізничного транспорту; заявл. 07.02.1990; опубл. 27.12.1994, Бюл. № 6-І. http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/8478
Пат. № 11427 Україна Адаптивний фільтр / винахідники : Г. І. Загарій, Б. Т. Ситнік, Б. С. Левочко, А. В. Мамонов, І. В. Гусєв, П. В. Гусєв, В. С. Коновалов, В. Г. Пороцкій ; володілець : Харківська державна академія залізничного транспорту; заявл. 13.03.1989; опубл. 25.12.1996, Бюл. № 4. http://lib.kart.edu.ua/handle/123456789/8478
Vilkevich B.I. Automatic control of electrical transmission and electrical circuits of diesel locomotives. -M.: Transport, 1987. -272 p.
Anthony A. Digital filters: analysis and design. – M.: Radio and Communications, 1983. – 320 p.
Bendat J., Peirsol A. Applied analysis of random data. – M.: Mir, 1989. – 540 p.
Bleikhut R. Fast algorithms for digital signal processing. – M.: Mir, 1989. – 448 p.
Goldenberg L.M. and others. Digital signal processing: Handbook. - M.: Radio and communication, 1985.- 312 p.
Goldenberg L.M. and others. Digital signal processing: Textbook for universities. - M.: Radio and communication, 1990.- 256 p.
Gutnikov V.S. Filtering of measurement signals. – L.: Energoatomizdat, 1990. – 192 p.
Dajion D., Mersereau R. Digital processing of multidimensional signals. – M.: Mir, 1988. – 488 p.
Dmitriev V.I. Applied information theory: Textbook for university students. - M.: Higher School, 1989.- 325 p.
Cooper J., McGillem A. Probabilistic methods for analyzing signals and systems. – M.: Mir, 1989. – 376 p.
Max J. Methods and technology of signal processing in physical measurements: In 2 volumes. - M.: Mir, 1983.
Oppenheim A.V., Shafer R.V. Digital signal processing. – M.: Svyaz, 1979. – 416 p.
Rabiner L., Gould B. Theory and application of digital signal processing. – M.: Mir, 1978. – 848 p.
Hemming R.V. Digital filters. – M.: Nedra, 1987. – 221 p.
Vasiliev D.V. Radio engineering circuits and signals: Textbook for universities. - M.: Radio and communication, 1982. - 528 p.
Zinoviev A.L., Filippov L.I. Introduction to the theory of signals and circuits: A textbook for universities. - M.: Higher School, 1975. - 264 p.
Adaptive filters. /Ed. C. F. N. Cowan and P. M. Grant. – M.: Mir, 1988, 392 p.
Ayficher E., Jervis B. Digital signal processing. Practical approach. / M., "Williams", 2004, 992 p.
