202995. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés többváltozós rendszer kimenő jelének optimatizálására
7 HU 20299» li 8 rendszer a zí bemeneti zajt, és elhanyagolható mértékben függ a többi Zj bemeneti zajtól, mivel zí bemeneti zaj független azoktól. Az optimalizáló eljárás egyik előnyös megoldása az, hogy a zí bemeneti zajokként sávkorlátolt fehér zajt alkalmazunk; azaz zí bemeneti zajok normális (Gauss) eloszlású, foí alsó és fu felső határfrekvencia közé eső spektrumeloszlású véletlen folyamatok. Az fii felső határfrekvenciát így célszerű megválasztani, hogy az rie legyen nagyobb az optimalizálandó R rendszer i sorszámú bemenetére vonatkozó átviteli határfrekvenciájánál. Az foí alsó határfrekvenciát célszerű a korrelációszámitásnál alkalmazott átlagolási idővel összhangba hozni: az foí alsó határfrekvencia ne legyen kisebb annál, mint amit a korrelációszámítást végző korrelátor kimenete követni tud. Az ennél hosszabb periódusidejű változásokat a korrelátor nem tudja kiátlagolni, így azok felesleges lengéseket visznek a folyamatba. Az optimalizáló eljárás másik változata szerint zí bemeneti zajok amplitúdóját célszerű változtatni. Amíg távol vagyunk az y kimenőjel minimumától, addig a zajok amplitúdóját állandónak választjuk, ha pedig a minimum (azaz a cél) közelében vagyunk, a zajok amplitúdóját egy bizonyos időállandójú lecsengéssel egy kisebb értékre vagy nullára állítjuk be. Ehhez aluláteresztő szűrőt, vagy megfelelő programot használhatunk. Azt, hogy a cél közelében vagyunk, kétféleképpen észlelhetjük. Ha ismerjük a függvény minimumát, (csak azt nem ismerjük, milyen x értéknél van ez) akkor úgy járunk el, hogy amíg y>ykrit (ahol ykrú egy előre megadott kritikus érték), addig a zaj amplitúdóját konstansra, ha kisebb, akkor a zajok amplitúdóját a (y-ykrii) jellel arányosra állítjuk be. Ha nem ismerjük, hogy mekkora a minimális y, akkor a cél elérését azzal észlelhetjük, hogy a v=(vi,v2,...vn) korrelációs vektor abszolút értéke a zaj szórásához képest lecsökken. Az optimalizáló eljárás foganatosításéra az M kereső modulok szolgálnak, melyekből az R optimalizálandó rendszer minden bemeneténél egyet-egyet kell alkalmazni. Egy-egy kereső modul a fenti n darab párhuzamos (azaz egyidejű) eljáráslépések közül egyet-egyet hajt végre folyamatosan. Az M kereső modul 1 zajgenerátorból, 2 összegzőből, 3 korrelátorból, 4 integrátorból áll (2. ábra), ahol az 1 zajgenerátor 11 kimeneté csatlakozik a 2 összegző egyik 21 bemenetére; a korrelátor 33 kimenete csatlakozik a 4 integrátor 41 bemenetére; a 4 integrátor 12 kimenete csatlakozik a 2 összegző másik 22 bemenetére; a 3 korrelátor egyik 31 bemenetére vagy az 1 zajgenerátor kimenete csatlakozik közvetlenül, vagy a 2 összegző 23 kimenete egy 5 felüláteresztő szűrőn keresztül; a 2 összegző 23 kimenete azonos az 6 M kereső modul K kimenetével, a korrelátor másik 32 bemenete azonos az M kereső modul B bemenetével. Az összegző, (más néven összeadó) egységek, valamint az integrátorok a szabályozástechnikában jól ismertek, analóg és digitális felépítésük egyaránt lehetséges. A zajgenerátor szintén ismert, működése célszerűen valamilyen zajos áramköri elem (pl. germániumdióda) zajának felerősítésén alapul. A korrelátor két zaj elméleti keresztkorrelációs függvényének becslését végzi, az egyik zajnak adott 'X (tau) idejű késleltetése mellett. Célunknak olyan korrelátor felel meg, amely a kereszLkorreláció (röviden korreláció) kiszámítását folyamatosan (és nem szakaszosan) végzi. Erre ismert megoldások léteznek, pl. ,J. S. Bendat, A. G. Piersol: RANDOM DATA, Analysis and mesurements, (Wiley, New York, 1972)" c. könyvben. E könyv 269. oldalán található az a korrelációszámitási módszer, mely .folyamatos letapogatású átlagolási idó‘-vel (continous scan lag time) működik, amit a .csúszó átlag' kifejezés mintájára .csúszó korreláció‘-nak nevezhetünk. A könyvben analóg és digitális megoldású korrelátorok és méretezésük található. Két zaj korreláltatása alatt a korrelációjuk kiszámítását értjük, az egyik zaj adott X (tau) idejű késleltetése mellett. A célunknak megfelelő korrelátorok felépíthetők egy 36 szorzóból, ennek kimenetére csatlakozó 34 aluláteresztó szűrőből, a korrelátor 31 bemenete és a szorzó egyik bemenete közé iktatott 35 késleltető egységből (5. ábra). Az egyes bemeneteknél lévő M kereső modulokban a korrelátorok 31 bemenetéhez csatlakozó 35 késleltető egységet úgy kell méretezni, hogy annak késleltetése azonos legyen azzal a késleltetéssel, amit ugyanennek az M modulnak a z bemeneti zaja szenved az R rendszeren való áthaladáskor. Ha ez a késleltetés a z zaj különböző frekvenciakomponseire eltérő, akkor a 35 késleltető egységnek is ugyanezt a frekvenciafüggő késleltetést kell megvalósítania. Ezt jelöltük a .fázistolás" jelzővel. A korrelátor úgy is felépíthető, hogy a 36 szorzó helyett előjelváltó 38 kapcsolót alkalmazunk, ahol a 35 késleltető kimenete csatlakozik a 38 kapcsolónak a kapcsolóbemenetére, a korrelátor 32 bemenete azonos a 38 kapcsoló folytonos bemenetével (6. ábra). Az elöjelváltó 38 kapcsoló kimenetén a folytonos bemeneten lévő jel, vagy annak inverze jelenik meg, attól függően, hogy mi az előjele a kapcsoló bemeneten lévő jelnek. Az M kereső modulok analóg, digitális, mechanikai, pneumatikus, optikai stb. automatikai elemekből (összeadó, korrelátor, integrátor, stb.) egyaránt felépíthetők. Az M kereső modulok blokkvázlatánál nem jelöltük a főbb egységek (zajgenerátor, összegző, korrelátor, integrátor) közötti összeköttetéseknél az esetleg közbeiktatott erősítő, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
