Файл: Хомяков Э.Н. Вопросы статистической теории оптимальных измерительных систем. Основание для расчета и проектирования.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 165
Скачиваний: 0
нык |
i D I M imiiioiimix пнтснрпшнь'П'П |
IliyMnn ( N 0 , , ^0,5 |
, N o 3 ) |
получа |
ется |
ч п м е г и м й выигрыш я epeuiieft |
Kt-\rt,H|>HuiHvH'Koii'ошибке фильт |
||
рянии. О р у к г у р п трехмерного фплырг* п р и п е к и и ни |
|нк\ |
6.4, |
С
- г а |
|
- г а |
I |
- г а |
|
у
I |
Л/г ft1 |
«Л/
У
Риг O.'l. Cipvinvpn алгоритма трехмерной фильтрации.
где
К |
Ц_ • |
|
_Р 12 |
|
К . . |
= |
г15 |
|
|
|
Н ° 5 |
||||
|
|
|
|
0 г |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
К г 5 |
|
|
К. |
11 |
K J 2 |
|
Si |
К 3 5 |
= |
15 |
|
= |
N о 2 |
N , |
||||
31 . |
N |
|
|
|
|
176
, « 7 . С О В М Е С Т Н А Я Ф И Л Ь Т Р А Ц И Я В И Н П Р О В С К И Х П Р О Ц Е С С О В
П Е Р В О Г О П О Р Я Д К А С П О Л Н О Й К О Р Р Е Л Я Ц И Е Й |
|
|||
При' оценке |
векторного |
вннеровского процесса первого |
поряд |
|
Н а с полной корреляцией, для" которого |
спектральная матрица име |
|||
ет вид |
|
|
|
|
VJ(U0=-^5 |
[ 4 Ё Г : |
• d.,J> = |
i , 2 , . . . ,Ыг, |
(6.99) |
метод неопределенных коэффициентов приводит к следующим ре з у л ь т а т а м :
Оптимальный стационарный фильтр содержит N безынерцион
ных входных усилителей, сумматора, идеального |
интегратора |
п Л' |
||
Выходных усилителей. По сравнению с |
раздельным измерением |
|||
п-компоненты процесса W\(i) |
здесь нмеел |
место |
выигрыш я |
сред |
ней квадратнческой ошибке, |
р а в н ы й |
|
|
|
Эта величина значительна, если
Д л я полностью некоррелированных процессов, когда
имеем
177
И з м е р и т е ль существенно упрощается, а эффективность совмест ной фильтрации определяется выражением
Д л я |
случая |
взаимно - независимых белых шумов, когда |
-< |
i |
— |
N e |
= — , |
получим |
Этот результат указывает, насколько велика роль априорной ин
формации |
о статистических |
характеристиках |
наблюдаемых |
и из |
||||
меряемых |
процессов. |
|
|
|
|
|
||
Д л я |
решения |
задачи |
динамической фильтрации методом |
Кал - |
||||
мана следует иметь в виду, |
что |
исследуемый |
векторный процесс |
|||||
задан |
уравнением |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
d u n t ) |
|
- ^ , , ч |
г е. игл |
|
|
причем |
|
|
d t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q - |
[ |
4 ь |
ь ' ] . |
|
|
Дисперсионное |
дифференциально - матричное уравнение |
имеет |
||||||
вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ему соответствует система пшенных уравнении
. |
d t |
Н а х о ж д е н и е |
переходной матрицы системы (0.1 И ) и использо |
вание выражений (5.100), (5.98), (5.07) рошаюг носгавлеиную за дачу.
178
fi.8, ОН I НМЛЛ М1ЛЯ Ф И Л Ы Р Л П И Я И Э К С Т Р А П О Л Я Ц И Я Д В У М Р Р Н О Г О М А Р К О В С К О Ю П Р О Ц Е С С А
И приложениях часто встречается случаи совместной оценки процессов."" описываемых уравнениям и
d<J4t) |
1&.И5) |
d t |
|
При р о = 0 имеем совокупность вннеропскнх процессов |
первого |
и второго порядка, фильтрация которых рассмотрена в § |
6.2., 6.3. |
Пусть искомый процесс наблюдается на фоне взаимно |
независи |
мых белых шумов |
|
так'что в обозначениях § 5.4 имеем
|
|
|
6 , |
О |
Н - 1 |
(6.Н7) |
|
1 , о" |
L |
о." |
о J |
||
|
1 |
|
||||
Д л я |
решения дисперсионного |
уравнения |
|
|||
|
d t |
|
|
|
|
|
запишем |
систему |
(5.102): |
|
|
|
|
d*<(t) d t
d t |
. NИз |
•d ^ t ) d t
(6.И9)
d f
179
Собственные значения для матрицы коэффициентов системы (6.1 19) равны
|
Л 1 = |
"Ч" s ~ T ~ \J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U.120) |
|
|
Д л я |
нахождения решения уравнения (6.118) прн |
нулевом |
на |
|||
чальном |
условии |
достаточно знать |
элементы |
S,,vt;) п |
92 <l.t) блоч |
||
ной |
переходной, |
матрицы системы |
(6.119). |
Можно |
показать, |
что |
|
они |
имеют вид |
|
|
|
|
|
»1Л 1 |
° г г. |
|
'Л121) |
A,sH л Д - Л г ' э Ч Л ^ ' , - c H X , t + cH X , t
® Р Л ^ = - |
Г Т = = Т |
X. |
• x a |
(.<U22)
Пользуясь выражением (.5.100), окончательно получим
1Я0-
г
1.6.125)
В предельном случае, когда t - " ^ ^ будем иметь для дисперсии становившихся ошибок оценок векторного процесса соотношения
- р Ь Г Д - ^ i ^.127)
&
D = п = ;,; ' (6.11%)
' |
,1811 |
П ри |
pV=Q соотношения (6.123) —(6.129) |
переходят |
в |
(6.65) — |
|||
(6.68) |
|
|
|
|
|
|
|
При |
синтезе |
оптимального |
экстраполятора |
рассматриваемых |
|||
процессов следует воспользоваться первым |
соотношением |
(6.74), |
|||||
где переходная |
матрица Ф(/, т) |
системы (6.115) |
имеет |
в и д ; |
1- е
о
|
|
|
|
|
|
|
Г Л А В А |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ |
АЛГОРИТМОВ |
|
||||||||||||||||||
ОБРАБОТКИ |
ИНФОРМАЦИИ |
В МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
КОМПЛЕКСАХ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
. - |
|
7.1. |
|
М Е Т Р О Л О Г И Ч Е С К И Е |
К О М П Л Е К С Ы |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
И И Х К Р А Т К А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Метрологический комплекс есть |
б о л ь ш а я система, |
предназна |
||||||||||||||||||
ченная для обеспечения единства- пространственно-временных |
из |
|||||||||||||||||||
мерений |
в рамках |
|
различных |
|
систем |
специального |
н |
ннроднохо- |
||||||||||||
1Яйстве1П10го |
назначения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
G точки зрении |
потребителей, |
метрологический |
комплекс |
есть |
||||||||||||||||
система |
массового |
обслуживания |
|
различных - |
|
измерительных |
||||||||||||||
средств (их метрологического обеспечения единицами |
физических |
|||||||||||||||||||
величин). Решение |
этой важнейшей |
задачи |
осуществляется |
благо |
||||||||||||||||
д а р я наличию |
первичного |
эталона |
для |
каждой |
единицы |
и |
средств, |
|||||||||||||
позволяющих |
сделать эталоны |
доступными |
для потребителей. |
|
||||||||||||||||
Наиболее |
характерным |
примером |
метрологического |
комплекса |
||||||||||||||||
я м я е т с я |
служба |
единого |
времени |
.[1, 18], которая |
решает |
следую |
||||||||||||||
щие основные |
задачи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
— |
формирование эталона |
единицы |
времени |
и |
частоты; |
|
|
|
||||||||||||
— формирование высококачественных шкал времени на основе |
||||||||||||||||||||
квантовых генераторов кваэигармоннческнх |
колебаний; |
|
|
|
|
|||||||||||||||
—- высокоточное |
сравнение |
по |
|
радиоканалам, |
мер |
времени |
и |
|||||||||||||
чветоты, |
разнесенных в пространстве, |
находящихся, |
вообще |
гово |
||||||||||||||||
ря, в различных гравитационных условиях и движущихся |
относи |
|||||||||||||||||||
тельно |
друг |
друга; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
— |
управление |
|
шкалами |
времени |
и частотой" |
генераторов |
с |
|||||||||||||
целью |
достижения |
предельной |
енпфазиостн |
|
п |
синхронности |
ц \ |
|||||||||||||
колебаний; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
— |
передачу |
временной и |
частотной информации |
потребителям |
||||||||||||||||
с минимальными |
|
искажениями . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
183