Разностное представление сигналов

С целью уменьшения объема хранимой информации i предлагается запоминать не всю величину отсчета, а лишь его приращение.

 

U (t)

 

t₀ t₁ t₂ t₃ t

U (t) → U (t₀) Δ U₁ , Δ U₂; Δ U_n

Δ U — приращение на текущем интервале.

Время, через которое производится измерение, время дискретизации, определяется той же формулой.

В зависимости от способа вычисления Δ U различают дифферо-разностное представление. Это разность между Δ U = U_{i+1 эк} — U_iэ

U_{i+1 эк} — экстраномированное значение, угаданное в момент отсчета.

U_iэ — вычитаемая экстраномированная (усредненная) в i^-й точке.

 

U (t)

U_эк

 

U_i U_{i + 1} t

Разностное представление отличается тем, что использует чистые предыдущие значения Δ U_р = U_{i+1 эк} — U_i

Для монотонных функций величина Δ небольшая. Поэтому объем выборки (разрядность представления) часто на порядок меньше при таком способе.

На практике вследствие погрешностей сигнала преобразования можно потерять реальный процесс, потому координату повторяют через определенный интервал с тем, чтобы вернуться к истинному значению. Оптимальное представление также изменяется в рамках J ↔ δ_∑ но величина

суммарной погрешности здесь включает уже 4 составляющих.

 

δ_предс и δ_кв — те же величины;

δ_прн — погрешность превышения по наклону;

δ_ср — случайная.

Погрешность δ_прн характерна для ограниченной разрядной сетки. Например, преобразуем b_x величину в 16 разрядный двоичный код.

U (t) → U (t_j) (16 p)

Для преобразования разности Δ U выберем 5 разрядов. В памяти храним уже пятиразрядные числа. Каждое новое Δ U размещаем в ячейке 5 разрядов. Может оказаться, Δ U превышает по величине отведенные ей 5 разрядов. Результат не помещается в пятиразрядную сетку. Как следствие этого, старший разряд — 6 теряется. Это явление и определяет погрешность превышения по наклону. Наличие такой погрешности заметно искажает результат, хотя, она случайна. Поэтому стремимся повторить опыт с тем, чтобы результаты были воспроизводимы. Кроме того, имеются аппаратные средства исключения такой погрешности. δ_ср учитывает случайно составляющую изменения результата при преобразовании. Вычислить две последних составляющих практически невозможно, поэтому δ_ср принимают примерно δ_пр.

Разностное представление удобнее всего реализовывать словом одинарной длины. Тогда, как отсчеты хранятся словами двойной длины. Например, в ЭВМ принята байтовая система и старший байт в сумме 16 разрядов.

 

 

ИНТЕГРАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

Выполнения после получения массива из отсчетов. Рабочий массив свертывается, определяется коэффициенты полиномов и вместо значений отсчетов хранятся коэффициенты. Такой способ для реального времени неприменим, поэтому его применяют для хранения результатов.

На практике более всего применяют представление отсчетами, разностное представление, когда есть проблемы с объемом памяти.

 

ПРОЦЕДУРА СЖАТИЯ ИНФОРМАЦИИ

Любой процесс при представлении отсчетами разностно ограничен в рамках объем — погрешность (J ↔ δ_∑). Поэтому стремимся уменьшить, сократить количество хранимых отсчетов или разностей, но сделать время дискретизации меньше, чем Δ t мы не можем. Поэтому ищут различные пути по снижению объема выборки. Наиболее распространенным путем является алгоритм адаптивного сжатия, т.е. подстраиваемого сжатия информации.

В его основе предположение, что процесс случаен и верхняя частота спектра характерна лишь для некоторых временных интервалов.

 

U (t) Е — опертура

max изм.

t

Адаптивное сжатие информации основано на том, что в памяти хранятся не все измеряемые отсчеты, а лишь те, которые отличаются от предыдущих на некоторую величину δ.

Диагностические системы могут быть пассивными, когда они не влияют на режим объекта и активными — изменяют режим работы объекта, расширяя качество контроля.

Диагностика — процедура нахождения (локализация) неисправности. При диагностике определяются объект, часть системы, которые неисправны.

	Объект измере-ния		Устр-во сбора инф-ции		Блок сравне-ния		Уст-во отображения

ИКС

 

 

сигнализация

	Блок задания режимов

 

В дополнение I-й схемы контроля формируют сигнал оповещения — электрический, световой, звуковой, который получается, когда результат сравнения входящего сигнала и режима работы не совпадают.

Количественно мы можем получить значение входящего сигнала, но основная цель — проверить: совпадает — не совпадает. Здесь нет деления на отдельные узлы, сигнал в целом по системе.

Блок задания режимов — своеобразное устройство с программным управлением, позволяющим изменять характеристики режимов.

Предназначена для поиска новых решений, новой информации на основании анализа имеющихся данных, но прямо не связанных с целью. В банке информации хранятся опытные сведения, встречающиеся ранее. Сопоставление результатов обработки с этими сведениями приводит к вынесению решения.

Логические системы система не только предупреждает, она позволяет создавать новые сведения, новые характеристики.

ИУС. Основная задача ИУС поддерживать параметры объекта в заданном интервале, поэтому ИУС обязательно имеет цепь обратной связи.

В вычислителе проверяются текущие составляющие объекта и формируется управляющий сигнал для коррекции работы объекта. Устройство управления преобразуют этот сигнал в требуемую форму.

Индикация — справочного характера для контроля текущих значений.

ИУС обязательно присутствует в сложных объектах, позволяет оптимизировать работу такого объекта.