СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №7/2012

ратичной ошибки между показани ями нелинейного датчика и желаемой линейной характеристикой датчика при заданном значении коэффици ента К . На рисунках 5 – 8 показаны процес сы адаптивной линеаризации харак теристики датчика при значениях М = 0,5 и М = 0,11 соответственно. На рисунках 5 и 7 графики под номера ми 1 и 2 отражают входной дискрет ный сигнал g k и показания линеаризо ванного датчика x , а графики под но мером 3 отражают дискретнуюформу квадратичной ошибки между пока заниями линеаризованного датчика и его желаемой линейной характерис тикой. Рисунки 6 и 8 отражают про цессы перестройки весового коэффи циента w 1 АОМ. На приведённых рисунках видно, что СКО в системе с линеаризованной характеристикой датчика при обоих значениях параметра М примерно на порядок меньше СКО в системе с не линеаризованной характеристикой f ( u ). При этом число итераций адап тивных процессов приблизительно со ответствует теоретическим значени ям, рассчитанным по формуле (4). Следует отметить, что в описанных вычислительных экспериментах пара метр сходимости алгоритма адаптации определялся по заданной мощности входного сигнала. Однако, как отмеча лось выше, в реальных системах и сам сигнал, и его мощность, как правило, неизвестны заранее либо известны только их приближенные средние зна чения, которые могут изменяться во времени случайным образом. В таких ситуациях целесообразно использовать дополнительный канал, предназначенный для автоматическо го расчёта параметра μ в ходе адаптив ного процесса. Он должен состоять из блока, выполняющего операцию воз ведения в квадрат входного сигнала, т.е. операциюрасчёта текущей величи ны , фильтра низких частот (ФНЧ), вычисляющего среднюю мощность , и блока, в котором рассчи тываются текущие значения величи ны по формуле: . Хорошее усреднение сигнала обес печивает алгоритм ФНЧ [7]: , где λ – параметр сходимости алгорит ма фильтрации (0 < λ < 0,5). З АКЛЮЧЕНИЕ Предлагаемые решения могут слу жить эффективным и экономичным способом цифровой линеаризации характеристик датчиков физических параметров безынерционных техни ческих объектов. Практика показала, что при правильной настройке АОМ данный метод обеспечивает хорошие результаты и при линеаризации ха рактеристик инерционных систем ТО–Д. Необходимо отметить, что описан ные алгоритмы достаточно легко реа лизуются средствами современной цифровой микросхемотехники и мо гут найти широкое применение в системах адаптивной линеаризации нелинейных характеристик разно образных технических устройств, на пример, в усилительных устройствах базовых станций беспроводной свя зи [5, 6] и т.п. Кроме того, представляется весьма перспективным приложение этого ме тода к задачам линеаризации уст ройств с гистерезисными характерис тиками. Проведённые эксперименты показали обнадёживающие результа ты. Однако это направление требует дальнейших теоретических и практи ческих исследований. Л ИТЕРАТУРА 1. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработ ка сигналов. Радио и связь, 1989. 2. Гудкова Н.В. Цифровое управление техни ческими объектами с применением адап тивного обратного моделирования. Авто матизация и современные технологии. 2006. № 4. 3. Widrow B., Walach E. Adaptive Inverse Con trol. A Signal Processing Approach. Wiley, Hobo ken, NJ, 2008. 4. Гудкова Н.В. Адаптивные алгоритмы регулирования уровня дискретных сиг налов. Цифровая обработка сигналов. 2005. № 2. 5. Гудкова Н.В. Адаптивное цифровое уст ройство компенсации нелинейности ам плитудной характеристики усилителя мощности. Современная электроника. 2010. № 4. 6. Гудкова Н.В. Гудков В.И. Адаптивная циф ровая линеаризация передаточных харак теристик электронных усилительных уст ройств. Цифровая обработка сигналов. 2011. № 4. 7. ГудковаН.В. Адаптивные цифровыефильт рыв системах промышленной электрони ки. Автоматизация и современные техно логии. 2005. №7. ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 76 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2012 0,0 0,5 k 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1 41 81 W 1 121 161 201 Рис. 6. Процессы перестройки весового коэффициента w 1 АОМ при случайном входном сигнале М = 0,5 0,0 0,2 k 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1 21 41 61 81 101 121 141 161 181 201 1 2 3 Рис. 7. Процессы в системе ТО–Д с линеаризованным датчиком при случайном входном сигнале u = gw 1 ; СКО = 0,006; TСКО =~ 10; M = 0,1 0,0 0,5 k 1,0 1,5 2,0 2,5 1 41 81 W 1 121 161 201 Рис. 8. Процессы перестройки весового коэффициента w 1 АОМ при случайном входном сигнале М = 0,1 0,0 0,2 k 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1 21 41 61 81 101 121 141 161 181 201 1 2 3 Рис. 5. Процессы в системе ТО–Д с линеаризованным датчиком при случайном входном сигнале u = gw 1 ; СКО = 0,007; T СКО =~ 2; М = 0,5 ' СТА - ПРЕСС