Модели сигналов и помех

МОДЕЛИ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ [c.11]

Возможность различения слухом нужных нам звуков на фоне мешающих шумов и определения направления на источник звука являются свойствами слуха, интересными с точки зрения инженера, специализирующегося в области радиоэлектроники и электроакустики. Если бы механизмы и функциональные схемы центральной нервной системы человека, позволяющие выделять звуковой сигнал на фоне помех и определять направление на источник (а в ряде случаев и расстояние до него), были бы достаточно хорошо изучены, это позволило бы построить электронные модели аппаратов, обладающих аналогичными свойствами в отношении электрических сигналов и электромагнитных волн. Процессы, протекающие в нервных путях и в коре головного мозга, столь сложны, что на сегодня им нельзя дать точного объяснения и полностью сымитировать их электрическими схемами. Такого рода задачи стоят перед новой отраслью науки — биофизикой и ее частью — био-акустикой. [c.26]

Вычитание кратных волн. Основная причина искажений сигналов при вычитании регулярных волн-помех, включая кратные волны и среднескоростные волны-помехи, — подавление низкочастотных составляющих в спектре сигнала и добавление уровня когерентных шумов. Механизм этих явлений описан в работах [17, 35]. Кратко он состоит в том, что из-за ограничений ширины спектра сигнала не удается в полной мере разделить по направленным свойствам полезные волны и волны-помехи. В области низких частот (О—12 Гц) доля перекрытия волн-помех с сигналом остается значимой. Поэтому формирование модели вычитаемой помехи и последующее ее вычитание из трасс сейсмограмм приводит к некоторому ослаблению сигнала. Искажения тем больше, чем меньше отличия в кинематических поправках сигналов и волн-помех. Доля искажений увеличивается при уменьшении числа трасс, из которых формируется модель помех. Существенное влияние на увеличение искажений сигналов имеют систематические и случайные флуктуации кинематических поправок помех и сигналов. [c.52]

Структурная схема ИИС подвижной модели для случая измерения одного параметра приведена на рис. 1. В ней можно выделить две подсистемы мобильную 1 и стационарную 2. Передача информационных сигналов от мобильной подсистемы к стационарной осуществляется по проводной линии с ограниченной полосой пропускания (/л< 10-10 Гц), подверженной воздействию помех. [c.53]

Из вышесказанного следует, что измерение входных сигналов должно осуществляться как можно точнее, так как ошибки во входных наблюдениях влияют на точность идентификации и во многих случаях не удается построить помехозащищенные методы. Методы идентификации менее чувствительны к ошибкам выходных наблюдений. Так как неучтенные в модели факторы действуют в виде неконтролируемой помехи, уровень этой помехи определяет допустимую точность наблюдений за выходными сигналами. [c.350]

Количественные меры адекватности (46) и (47) показывают степень восстановления выходных наблюдений у с помощью модели по входным наблюдениям х. В то же время во многих задачах ог модели требуется не только возможность восстановления выходных наблюдений, которые искажены помехами, но также и определенная точность при восстановлении неизвестных истинных значений у выходных сигналов или истинных значений с параметров системы, когда структура операторов системы и модели полностью совпадает. В этих ситуациях в качестве меры адекватности модели следует использовать некоторые числовые характеристики близости величины у и у или сие , причем эти характеристики не должны зависеть от неизвестных значений у или j,. Такие характеристики близости можно построить на основе применения теории доверительных областей [14]. [c.357]

В разделе 12.2 кратко описываются рекуррентные математические модели случайных сигналов, используемые в последующих главах. Далее рассматриваются три типа регуляторов, специально предназначенных для работы в условиях помех. Как будет показано в гл. 13, все параметрически оптимизированные регуляторы, исследованные в гл. 5, также могут быть адаптированы к случайным возмущениям. В гл. 14 подробно обсуждаются различные регуляторы с минимальной дисперсией, получаемые путем минимизации квадратичных критериев качества. Они имеют структуру, оптимальную по отношению как к параметрам объекта, так и к характеристикам случайных помех. Наконец, в гл. 15 рассматриваются различные варианты регулятора состояния, который также обладает оптимальной структурой, но дополнен фильтром для получения оценки случайных переменных состояния. [c.240]

Если в контуре управления стоит ЭВМ, значения помехи могут накапливаться в ее памяти и в дальнейшем использоваться для оптимизации параметров регулятора. В случае стационарного возмущения при достаточной продолжительности измерения и накопления сигналов помехи после однократной подстройки параметров регулятор может считаться оптимальным и по отношению ко всей последующей реализации случайного возмущения. При этом оптимизация параметров осуществляется без использования математической модели шума. [c.248]

Изложенные математические и физические модели являются сравнительно хорошим приближением к действительной картине помех и могут быть использованы не только для описания акустических помех и сигналов, но и для внешних неакустических и аппаратурных помех. [c.90]

Локализация контролируемого объема. Аналитическая связь между структурными помехами Рп (с учетом однократного рассеяния) и сигналами от моделей дефектов некоторых типов Р представлена в табл. 1 [c.166]

Для оценки качества пространственной фильтрации в [33] введено понятие размерной селективности ОЭП— способности по-разному реагировать на излучатели различных размеров. Обычно при оценке размерной селективности принимается, что размеры наблюдаемого или обнаруживаемого объекта-цели меньше размеров помех или неоднородностей фона. Степень подавления сигналов от источников конечной протяженности по сравнению с подавлением сигналов точечных источников в [33] предложено оценивать коэффициентом размерной селективности =/о (5)//о (5э), где /о(5) — сигнал на выходе пространственного фильтра от модели излучателя площадью 5 /о(5э) — сигнал от модели (той же формы и яркости), площадь изображения которой соответствует площади элемента разрешения прибора. [c.33]

Аналогично энергетическим и спектральным моделям источников помех, описанным в 2.2, можно рассмотреть их пространственно-частотное представление. Наиболее просто описываются помехи, полностью аналогичные неслучайному детерминированному сигналу. Например, для описания точечных излучателей типа звезд, удаленных планет и т. п. можно воспользоваться представлением о двумерной дельта-функции [c.46]

Определение рационального состава параметров отражений на основе оценки их информативности позволяет геофизику конструировать ряд новых параметров — вероятностных комплексных параметров выявления аномалий, связанных с залежами углеводородов. Как уже было отмечено, комплексирование методов связано с неадекватностью математических моделей сред наблюдаемым геофизическим полям. В итоге статистические связи между параметрами отражений и петроакустическими характеристиками горных пород нечетки, размыты. Степень разброса значений зависит от большого числа факторов, но прежде всего от соотношения уровней сигналов и помех. Отсюда очевидно, что при достаточной контрастности аномалий (уровне аномалии, вдвое превышающем уровень фона) необходимость в комплексировании отпадает и достаточно анализа отдельных наиболее информативных параметров. Однако в условиях высокого уровня помех и при отсутствии достаточного числа скважин для повышения степени надежности выявления аномалий необходимо использовать методы распознавания. Обычно такая ситуация наблюдается при проведении поисковых работ на нефть и газ в новых районах. [c.96]

Поскольку для определения математического ожидания и дисперсии косинуса фазовой ошибки необ.ходимо знание плотности распределения фазы смеси щ(<р), для ее измерения был создан исследовательский стенд. Кро.ме того, была создана оригинальная аппаратура для непосредственной регистрации числовых характеристик фазы — и Измерение плотности распределения клиппированной смеси осуществлено на 256-канальном анализаторе типа АИ-256-1, имеющем наряду с режимом амплитудного анализа режим анализа временных интервалов. Так как анализатор рассчитан на короткие (с передним фронтом 0,2—4 мксек) импульсы, была разработана специальная приставка, обеспечивающая необходимые параметры входных сигналов. Узкополосные случайные помехи образуются путем пропускания сигнала генератора шумов Г2-12 через фильтры с высокой добротностью и изменяемой резонансной частотой. Для анализа была принята. модель в виде суммы А2 векторов сигнала Ас и помехи Ап, вращающи.хся со скоростями 05с И о5 = К(Ос соответствеино. При этом условие клиппирования предполагает измерение фазовой ошибки между Ас и Л л в момент, когда вектор А пересекает мни.мую ось слева направо (рис. 3). Учитывая равномерность распределения фазы по.мехи е [c.306]

Уравнение (4.8) получается на основе исходных дифференциальных уравнений теп-лооб.мена (см. п. I и 2 классификации математических моделей). Схема воздействий показана на рис 4.2. Сигналы на входе — основное информативное воздействие температуры объекта — и помехи приложены к различным точкам ИПТ, т.е. преобразуются его разными передаточными функциями Уе ( )> I ( )> где / = 1,2, п. Сигнал на выходе ИПТ темпера, тура чувствительного элемента (г) — формируется как сумма всех преобразованных выходных сигналов. [c.58]

За общей совокупностью сигналов структурных помех при УЗ-контроле аустенитных швов можно выделить такие, у которых огибающие последовательностей эхо-сигналов аналогичны огибающим от дефектов амплитуда сигналов таких помех осциллирует с изменением частоты ультразвука, зависит от угла ввода луча [20]. Помехи названы помехами второго типа, а причина их образования связана с отражением УЗ-волн от слоистых отражателей , образованных наиболее крупными кристаллитами. При расчете амплитуд сигналов таких помех сварной шов рассматривали в виде акустически изотропной среды, в которой хаотично расположены слоистые отражатели , ориентированные произвольным образом. Для контроля такой модели швов были предложены многочастотный (двухчастотный), многолучевой и вариимпульсный способы. Промышленную апробацию прошел двухчастотный способ, который оказался эффективным для швов, в которых основным видом структурных помех являются помехи второго ти- [c.277]

При полной адэкватности математической модели и объекта и отсутствии помех процесс управления мог бы быть на этом закончен. В действительности это вряд ли возможно, так как существование нелинейных искажений в вибросистеме, погрешностей измерений и шумов приборов всегда приводит к существенным различиям спектральных характеристик выхода, измеренных после генерирования сигналов по нулевому приближению, от заданных. Для более точной настройки на требуемый режим следует воспользоваться итерационными процедурами, сходящимися к заданным значениям оценок спектральных плотностей при наличии случайных возмущений и нелинейных искажений. Такими свойствами обладают процедуры стохастической аппроксимации [15]. Оценки собственных и взаимных спектров можно представить [c.469]

Приемники для А. р. обычно изготовляются специальных моделей. В моделях, предназначенных для выделенных приемных станций, используется все, что может дать современная техника в смысле освобождения приема сигналов ог всякого рода помех и нерегулярностей эти приемники очень громоздки и имеют целый ряд избирательных каскадов на частоте сигнала, промежуточной частоте и низкой частоте, обеспечивающих максимальную возможную избирательность. Принципы 1 онструирования приемников для А. р. различны для приема длинных и коротких волн. В приемниках для длинных волн применяются тональные фильтры с очень узкой частотной полосой, для коротгшх волн применяется обычно схема супергетеродина, и высокая избирательность всего приемника достигается гл. обр. за счет каскадов промежуточной частоты ь-роме того применяется автоматич. регулировка с отношением до 1/10 ООО (отношение срегулированного напряжения на выходе к напряжению, развиваемому без регулировки). В приемниках А. р. помимо усилительной части имеется специальная т. и. пишущая часть, с помощью к-рой принятые усиленные и отфильтрованные сигналы (радиочастоты или низкой частоты) преобразуются в сигналы постоянного тока. На фиг. 17 показаны осциллограмма сигналов, получаемых на выходе приемника при слуховом приеме (верхняя строка фиг. 17), и осциллограмма сигналов, получаемых после выпрямления их в постоянный ток для пишущего приема. Самый процесс преобразования здесь осуществляется помощью выпрямительной схемы. Существует большое разнообразие схем пишущих выпрямителей. В простейшем из них (фиг. 18) применяется одна электронная лампа, работающая анодным детектором с отрицательным смещением на управляющей сетке, приводящим анодный ток в отсутствие сигнала к 0. К управляющей сетке этой лампы длп получения большого выпрямленного по- [c.83]

В частности, процессы вида (1.17) представляют собой полный отклик эхо-сигнала ((, Д причем N (I, х) есть аддитивная случайная помеха, связанная с отражением сигнала (г, х) на шероховатостях поверхности объекта исследования. N (1, х) может быть также следствием рассеяния на неоднородностях морской среды или ее границ эхо-сигнала, отраженного от объекта. В этом смысле физическая природа N (1, х) имеет много общего с реверберационной помехой Рз ( > Д но отличается от нее тем, что появление N t,x) в (1.17) обусловлено обязательным наличием отражающего объекта, в то время как происхождение рг(г, х) в (1.14) с фактом существования объекта не связано [37]. Процесс этого же вида (1.17) может быть обусловлен лоцированием движущегося объекта, в этом случае N ( , х) есть аддитивная помеха, связанная с собственным шумом лоцируемого объекта в составе принятого эхо-сигнала. Процессы вида (1.18) описывают модели случайной амплитудной и фазо-частотной модуляции сигналов заданного вида при отражении эхо-сигнала одновременно от нескольких отражающих объектов. [c.14]

Моторная деятельность, вызванная акустическим раздражением, будучи выражением принятия решения и одновременно положительным подкреплением в определенных условиях, может стать помехой восприятию. При рассмотрении восприятия звуковой речи такой постоянной помехой является воспроизведение речи одновременно с прослушиванием акустических сигналов, требующих обнаружения и идентификации. Механизмы настройки слуха и речи в процессе одновременного использования почти неизвестны. Особый случай представляет собой патология различных отделов слуховой системы — как дорецепторного, так и рецепторного аппаратов. Патология как модель сенсорной недостаточности является также вариантом помехи восприятия, требующей специальной коррекции. Некоторые виды патологии сопровождаются резким ухудшением восприятия сигнала в шуме и таким уменьшением соотношения сигнал/шум, что коррекция недостатка становится весьма затруднительной, а иногда и безуспешной. По-видимому, изучение помехоустойчивости слуха при разных формах патологии не только будет способствовать развитию методов протезирования, но и поможет вскрыть важнейшие физиологические причины и механизмы обеспечения помехоустойчивости. [c.600]

Структурная схема аккумулятивной модели Шенкеля показана иа t)H . 163. Еслн. иапример, бинауральный сдвнг фаз между одинаковыми по уровню полезным я мешающими сигналами составляет 180° (Л р п то составляющая полезного сигнала на одном сумматоре третьего ряда будет втрое больше помехи. Дальнейшая оценка происходит в блоках формнрова- [c.182]

Отрицательное влияние отражений ПАВ от ребер электродов и ее регенерация проявляются прежде всего в виде отражения части энергии ПАВ от преобразователей. Особенно сильные помехи создает сигнал, прощед-щий тройной путь до нагрузки после отражения от выходного, а затем и входного преобразователей. Отраженные сигналы с числом проходов, больщим трех, в значительной степени гасятся. Сигнал с тройным проходом при работе в импульсном режиме проявляется в виде сигналов задержки, а при непрерывном режиме вызывает появление оспилляций на амплитудной характеристике в полосе пропускания. Это явление учтено в моделях фильтра, описанных в гл. 7. Сигнал с тройным проходом, как правило, выражают величиной его подавления Ьа относительно уровня прямо прощедщего сигнала, которую можно получить из вносимого затухания Ь фильтра. [c.414]

Традиционные способы фильтрации сигналов [82 — 85] в условиях ГКМ оказались малоэф( ктивными, так как источники их появления настолько разнообразны, что построение математической модели помех и ее исследование сопряжены с существенными трудностями. Поэтому усилия, направленные на построение математических моделей, возникающих в системе помех с целью применения алгоритмических методов фильтрации сигналов, не приносят желаемых результатов. Кроме того, обработка информации в АСУ ТП происходит в реальном маспггабе времени, и жесткие временные ограничения на обработку аварийных сигналов затрудняют применение алгоритмических методов фильтрации сигналов от большого количества датчиков (количество датчиков может достигать тысячи и более) из-за ограниченности вычислительных ресурсов контроллеров, используемых в АСУ ТП. Следует отметить, что из-за большого количества датчиков использование в составе комплекса технических средств АСУ ТП традиционных встроенных аппаратных фильтров значительно усложнило бы аппаратуру, снизило бы соответственно ее надежность и неоправданно увеличило бы стоимость. [c.137]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...