УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ
MULTICHANNEL MEASURING SYSTEM CONTROL DEVICE

Объектом изобретения является устройство управления многоканальной измерительной системой (МКИС). Предлагаемое устройство относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах радиолокации.
Известно устройство для вычисления и корректировки плановой информации по радиолокационным данным движущегося объекта [1]. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности выбора из нескольких объектов наблюдения (ОН), находящихся в зоне видимости МКИС, того, обращение к которому будет оптимальным в данный момент времени.
В качестве прототипа, как наиболее близкое по техническому решению, выбрано устройство управления многоканальной измерительной системой [2], содержащее генератор тактовых импульсов, блок формирования фундаментальной матрицы, блок расчета матриц канонических групповых параметров, дешифратор задания номера варианта управления, блок вычисления критериальных функций, блок принятия решений, блок сравнения критериальных функций. Недостатком данного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, заключающихся в отсутствии возможности планирования и учета, при решении задачи оптимизации наблюдений, времени, необходимого на поиск объектов. Решение данной задачи является актуальным, поскольку на практике часто встречаются ситуации, когда количество объектов наблюдения заранее не определено, а порядок их следования удовлетворяет закономерностям случайного потока, как правило, пуассоновского. Такие условия характерны, например, для большинства современных радиолокационных систем контроля воздушного и космического пространства, работа которых обязательно предполагает сочетание как задач сопровождения уже взятых на контроль ОН, так и задач поиска и обнаружения вновь появляющихся ОН.
Введение соответствующих блоков и связей позволяет определить оптимальный, согласно выбранному критерию, закон управления однопозиционной многоканальной измерительной системой (МКИС) с временным разделением каналов, когда модель следования ОН не является детерминированной, а удовлетворяет закономерностям случайного потока.
Теоретическое обоснование решения задачи локально-оптимального управления наблюдениями за ОН, последовательность появления которых отвечает закономерностям случайного потока, приведено в [3].
Задача решается, когда динамика ОН описывается векторным дифференциальным уравнением
,
i
i
i
i
i
i
i0
n
где z, Λ∈R; Λ - вектор параметров влияния [3]; A - непрерывная матричная функция; B, F - непрерывные векторные функции; z - случайный гауссовский вектор, у которого ;
i
- случайный момент появления i-го ЛО; T - время прекращения сопровождения i-го ОН; [0, T] - интервал наблюдения.
Поток событий, связанных с появлением ОН в моменты времени , порождает целочисленный дискретный случайный процесс 6(t) с интенсивностью µ.
Разобьем интервал наблюдения на J подинтервалов оптимизации длительностью h=T/J
j
где t=jh.
Определим для (3) уравнение наблюдения
sj
j-1
j-1
j-1
u
u
m×n
где u=s∀s, φ=1; ; θ=θ(t) - количество ОН, появившихся и взятых на сопровождение на [0,t]; H∈R; n(t) - векторный гауссовский процесс, у которого
uj
- невырожденная диагональная матрица; γ - управляющие функции.
j
j-1
j
j
j
j
j
τ - определяет время поиска на интервале [ti, t] последующего ОН, причем , где  - момент начала поиска ОН на Ω; 0≤y≤h, y+τ ≤h.
j
Определим локальный критерий оптимальности для Ω
j
где  - прогнозируемая при t=t на момент окончания сопровождения корреляционная матрица ошибок оценивания параметров траектории u-го ОН;
u
η - след корреляционной матрицы ; β - коэффициенты, определяющие значимость каждого ОН.
Процесс поиска и обнаружения очередного объекта из потока, при использовании критерия Неймана-Пирсона, характеризуется следующими вероятностными характеристиками:
j-1
j
-  - заданное значение вероятности пропуска сигнала для (θ+1)-го ЛО, подлежащего обнаружению на Ω;
-  - условная вероятности ложной тревоги.
j
j
Для пуассоновской модели потока уравнение взаимосвязи параметров τ и y имеет вид
a
0
где D - дисперсия амплитуды сигнала, ξ отношение сигнал-шум в канале наблюдения.
Уравнение эволюции корреляционной матрицы ошибок оценивания для u-го ОН с учетом (1) имеет вид
u=s∀s, .
u
Введем в рассмотрение фундаментальную матрицу системы (1) U (t), для которой
m×n
где I∈R - единичная матрица.
j
u
Определение прогнозируемой, для t=t на момент окончания сопровождения T, матрицы  проведем исходя из инвариантно-групповых свойств модели (7) [3]. В результате получим
j-1
u
где  - прогнозируемая, для t=t на момент T, корреляционная матрица ошибок оценивания параметров траектории u-го ОН ;
j
j
- матрица канонических групповых параметров [3]; значение τ определяется из (6) при y=0.
uj
Отметим, что при γ=0
j
uj
Соотношение (9) позволяет установить взаимосвязь между прогнозируемыми значениями корреляционных матриц на (j-1)-м и j-м шагах для всех ОН, находящихся на сопровождении на Ω. Это дает возможность сформировать множество значений целевой функции в (5) в зависимости от значений управляющих функций γ, используя теорему о обращении матриц, (9) можно представить в виде
Таким образом, процедура синтеза локально-оптимального закона управления наблюдениями для многоканальной измерительной системы с временным разделением каналов может быть представлена следующим образом:
j
1. В соответствии с уравнением (6) при y=0 определяют значение длительности интервала времени, в течение которого должны осуществляться поиск и обнаружение последующего ОН;
uj
sj
2. В соответствии с (10) для каждого из сопровождаемых объектов определяют матрицу групповых параметров α,u=s∀s, φ=1, , при этом предполагают, что расчет фундаментальной матрицы (8) для каждого u-го ОН проводится на  сразу же после его обнаружения;
3. В соответствии с (12) определяют множество прогнозируемых ковариационных матриц ошибок фильтрации.
4. На основании (5) формируют множество возможных значений целевой функции
j
5. Из (13) определяют оптимальную на Ω управляющую функцию
где .
j+1
При переходе к Ω в качестве исходных используются корреляционные матрицы, формируемые при u=u* в соответствии с (9), при прочих значениях u - в соответствии с (11).
Устройство управления МКИС содержит (фиг.1) генератор тактовых импульсов 1, счетчик импульсов 2, блок вычисления интервала поиска 3, блок формирования фундаментальной матрицы 4, блок расчета матриц канонических групповых параметров 5, блок прогнозирования 6, блок хранения критериальных функций 9, дешифратор задания номера варианта управления 10, блок вычисления критериальных функций 8, блок принятия решений 11, делитель частоты 7, блок сравнения критериальных функций 12, многоканальный ключ 13, цифровой компаратор 14, триггер 15.
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
Первым управляющим входом является вход Пуск генератора 1, который своим выходом 28 соединен с входами счетчика 2 и делителя частоты 7, выход 30 счетчика 2 соединен с первым информационным входом цифрового компаратора 14, кроме того, выход 29 старшего разряда счетчика подключен к сбрасывающему входу триггера 15 и тактовому входу блока вычисления интервала поиска 3, первый выход 31 которого подключен к тактовым входам блока формирования фундаментальной матрицы 4, блока принятия решений 11, блока сравнения критериальных функций 12, второй выход 32 блока вычисления интервала поиска соединен с четвертым входом блока расчета матриц канонических групповых параметров 5 и со вторым входом цифрового компаратора 14, выход которого подключен к первому входу триггера 15. Первая группа информационных входов устройства 16 подключена к информационному входу блока вычисления интервала поиска 3, вторая группа информационных входов устройства 17…17 подключена к входам блока формирования фундаментальной матрицы 4, третья группа информационных входов устройства 18…18 подключена ко второй группе входов блока расчета матриц канонических групповых параметров, четвертая группа информационных входов устройства 19…19 подключена к третьей группе входов блока расчета матриц канонических групповых параметров 5, пятая группа информационных входов устройства 21…21 подключена ко второй группе входов блока прогнозирования 6, шестая группа информационных входов устройства 22…22 подключена к первой группе входов блока прогнозирования 6 и к первой группе входов блока вычисления критериальных функций 8 одновременно, седьмая группа информационных входов устройства 24…24 подключена к третьей группе входов блока сравнения критериальных функций 12, информационный вход 23 устройства подключен к входу дешифратора задания номера варианта управления 10 и ко второму входу блока сравнения критериальных функций 12, информационный вход 25 устройства подключен ко второму входу блока принятия решений 11, управляющие входы 20…20 подключены к управляющим входам блока хранения критериальных функций 9. Выходы 44…44 блока сравнения критериальных функций 12 подключены к информационным выходам многоканального ключа 13 и к третьей группе входов блока хранения критериальных функций 9, выходы 33…33 блока формирования фундаментальной матрицы 4 подключены к первой группе входов блока расчета матриц канонических групповых параметров 5, выходы 34…34 блока расчета матриц канонических групповых параметров 5 подключены ко второй группе входов блока вычисления критериальных функций 8, выходы 35…35 блока прогнозирования 6 подключены к первой группе входов блока хранения критериальных функций 9. Выходы 38…38 блока хранения критериальных функций 9 подключены к третьей группе входов блока вычисления критериальных функций 8. Выходы 39…39 дешифратора задания номера варианта управления 10 подключены к четвертой группе входов блока вычисления критериальных функций 8, к первой группе входа блока сравнения критериальных функций 12 и к четвертой группе входов блока хранения критериальных функций 9 одновременно, выходы 37…37 блока вычисления критериальных функций подключены ко второй группе входов блока сравнения критериальных функций 12 и ко второй группе входов блока хранения критериальных функций 9, выход 36 делителя частоты 7 подключен к первому входу блока принятия решений 11, первый выход 40 блока принятия решений подключен к тактовому входу блока расчета матриц канонических групповых параметров 5, второй выход 41 подключен к тактовому входу блока прогнозирования 6, третий выход 42 блока принятия решений 11 подключен к тактовым входам дешифратора задания номера варианта управления 10, блока хранения критериальных функций 9 и блока вычисления критериальных функций 8, четвертый выход 43 блока принятия решений подключен к тактовому входу блока сравнения критериальных функций 12. Прямой выход 46 триггера 15 заведен на управляющий вход многоканального ключа 13. Выходами устройства являются группа выходов 26…26 многоканального ключа и инверсный выход 27 триггера 15.
1
θ
1
θ
Блок формирования фундаментальной матрицы содержит (фиг.2) постоянный запоминающий элемент 47, на тактовый вход которого поступает сигнал с тактового входа 31 блока, выход постоянного запоминающего элемента 47 подключен к первым входам узлов численного решения дифференциальных уравнений 48…48, ко вторым входам которых подключены входы 17…17 блока формирования фундаментальной матрицы соответственно. Выходы узлов численного решения дифференциальных уравнений подключены к выходам блока формирования фундаментальной матрицы.
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
Блок расчета матриц канонических групповых параметров содержит (фиг.3) первую и вторую группы узлов транспонирования матриц 49…49, 50…50 соответственно, элементы перемножения 51…51, 52…52, 53…53, 54…54 первой, второй, третьей и четвертой групп соответственно, при этом входы узлов транспонирования матриц первой группы 49…49 подключены к входам 33…33 блока соответственно, на тактовые входы узлов транспонирования матриц первой 49…49 и второй 50…50 групп поступает сигнал с тактового входа 40 блока. Вторая группа входов 18…18 блока заведена на входы узлов транспонирования матриц второй группы 50…50, выходы которых подключены ко вторым входам элементов перемножения первой группы 51…51, к первым входам которых подключены выходы узлов транспонирования матриц первой группы. Выходы элементов перемножения первой группы подключены к первым входам элементов перемножения второй группы 52…52, к вторым входам которых подключена третья группа входов 19…19 блока расчета матриц канонических групповых параметров. Выходы элементов перемножения второй группы 52…52 подключены к первым входам элементов перемножения третьей группы 53…53, к вторым входам этих элементов подключена вторая группа входов 18…18 блока расчета матриц канонических групповых параметров. Выходы элементов перемножения третьей группы подключены к первым входам элементов перемножения четвертой группы 54…54, ко вторым входам которых подключена первая группа входов 33…33 блока расчета матриц канонических групповых параметров соответственно. Выходы элементов перемножения четвертой группы подключены к входам элементов суммирования с запоминанием 55…55, на вторые входы которых заведен вход 32 блока. Выходы элементов суммирования подключены к выходам 34…34 блока расчета матриц канонических групповых параметров.
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
Блок прогнозирования 6 содержит (фиг.4) элементы перемножения первой 56…56 и второй 58…58 групп, элементы транспонирования 57…57, при этом входы элементов перемножения первой группы подключены к входам 22…22 устройства, на вторые входы элементов перемножения первой группы 56…56 заведена группа входов 22…22 блока прогнозирования соответственно, выходы элементов перемножения 56…56 заведены на входы элементов перемножения второй группы 58…58, вторые входы которых подключены к выходам элементов транспонирования 57…57. Входы элементов транспонирования подключены к входам 22…22 блока. Выходы элементов перемножения второй группы 58…58 подключены к выходам 35…35 блока прогнозирования 6. Тактовый вход 41 блока прогнозирования подключен к тактовым входам элементов перемножения первой группы 56…56.
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
Блок вычисления критериальных функций содержит (фиг.5) первую группу элементов перемножения 59…59, выходы которых подключены к первым входам элементов суммирования 60…60, своими выходами подключенных к входам узлов обращения матриц 61…61. Выходы узлов обращения матриц подключены к первым входам элементов перемножения второй группы 62…62. Выходы элементов перемножения второй группы заведены на входы элементов перемножения третьей группы 64…64, выходы которых подключены к выходам 37…37 блока вычисления критериальных функций. Вторые входы элементов перемножения 62…62 подключены к первой группе входов 22…22 блока, которая подключена также к входам узлов транспонирования матриц 63…63, выходы которых подключены ко вторым входам элементов перемножения третьей группы 64…64. Первые входы элементов перемножения 59…59 подключены к четвертой группе входов блока, вторые входы этих элементов перемножения подключены к второй группе входов 34…34 блока. Вторые входы элементов суммирования 60…60 подключены к третьей группе входов 38…38 блока. Тактовый вход 42 блока подключен к тактовым входам элементов перемножения первой группы.
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
Блок хранения критериальных функций 9 содержит (фиг.6) оперативные запоминающие элементы первой группы 67…67, выходы которых подключены к входам узлов коммутации 68…68, ко вторым входам которых подключена первая группа входов 35…35, а к управляющим входам - группа управляющих входов 20…20 блока, которые также подключены к первым входам элементов ИЛИ 66…66 соответственно.
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
Выходы узлов коммутации 68…68 подключены к входам узлов обращения матриц 69…69 соответственно, выходы которых подключены к входам оперативных запоминающих элементов второй группы 70…70. Выходы элементов 70…70 подключены к выходам 38…38 блока хранения критериальных функций. Первые входы элементов 67…67 подключены ко второй группе входов 37…37 блока, входы разрешения записи элементов 67…67 подключены к входам 39…39 блока соответственно, входы разрешения записи элементов 70…70 подключены к выходам элементов ИЛИ 66…66 блока хранения критериальных функций соответственно, вторые входы которых подключены к входам 44…44 блока. Тактовый вход 42 блока подключен к тактовым входам оперативных запоминающих элементов первой группы 67…67.
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
Блок сравнения критериальных функций 12 содержит (фиг.7) узлы формирования следа матрицы 75…75, выходы которых подключены ко вторым входам элементов перемножения 76…76, к первым входам которых подключена третья группа входов 24…24 блока, а к тактовым входам - тактовый вход 43 блока. Выходы элементов перемножения 76…76 подключены к входам многовходового сумматора 77, выход которого подключен к входам оперативных запоминающих элементов 78…78, выходы которых заведены на входы узла сравнения 80, выходы которого подключены к выходам 44…44 блока сравнения критериальных функций. На тактовый вход узла сравнения 80 заведен выход программируемой линии задержки 79, вход кода задержки которой подключен к входу 23 блока, вход сигнала программируемой линии задержки подключен к входу 31 блока сравнения критериальных функций. Группа входов 37…37 блока сравнения критериальных функций подключена к входам узлов формирования следа матрицы 75…75, группа входов 39…39 блока сравнения критериальных функций подключена к тактовым входам оперативных запоминающих элементов 78…78.
Блок принятия решений 11 содержит (фиг.8) элемент И 71, к первому входу которого подключен первый вход 36 блока принятия решений. Второй вход элемента И 71 подключен к выходу счетчика 72. Выход элемента И 71 подключен ко второму входу элемента ИЛИ 73, к первому входу которого подключен вход 31, являющийся тактовым входом блока принятия решений. Выход элемента ИЛИ 73 подключен к входу сдвигового регистра 74, первый выход которого заведен на счетный вход счетчика 72, на информационный вход которого поступает сигнал с входа 25 блока принятия решений 11. Второй, третий, четвертый и пятый выходы сдвигового регистра подключены к первому 40, второму 41, третьему 42 и четвертому 43 выходам блока принятия решений.
j
j-1
j
j-1
j
Описание работы устройства проводится для Ω=[t,t] интервала оптимизации, для которого на сопровождении МКИС находится θ объект, и проводится поиск θ объекта из потока.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии во всех регистрах оперативных запоминающих элементов записаны 0, в постоянном запоминающем элементе 47 - значение единичной матрицы I, счетчик импульсов 2 заполнен, в счетчике 72 - 0, регистр сдвига 74 обнулен, на входе кода задержки программируемой линии задержки 79 - код нуля, многоканальный ключ 13 закрыт. Работа устройства поясняется временными диаграммами (фиг.9)
0
j-1
j
Сигнал «Пуск» поступает на вход запуска генератора тактовых импульсов 1, по этому импульсу генератор начинает формировать импульсы заданной частоты, которые через выход 28 поступают на вход счетчика импульсов 2 и вход делителя частоты 7. С первым пришедшим импульсом счетчик 2 переполняется и через выход 29 импульс переполнения поступает на вход блока вычисления интервала поиска 3 и запускает его (фиг.9, момент времени t=t). Блок вычисления интервала поиска, по исходным данным, поступившим с входа 16, согласно выражению (6) формирует код, соответствующий длительности интервала времени τ необходимого на проведение поиска очередного ОН из потока. Кроме того, импульс переполнения счетчика 2 поступает на сбрасывающий вход триггера 15 и на его инверсном выходе 27, являющимся выходом устройства, возникает уровень логической единицы, что соответствует команде МКИС на поиск очередного объекта из потока.
С каждым импульсом на входе 28 счетчика 2 на его выходе 30 формируется код, поступающий на вход цифрового компаратора 14, на второй вход 32 которого с блока вычисления интервала поиска поступает код, соответствующий длительности интервала времени, необходимого на проведение поиска очередного ОН.
1
u
u
j-1
j-1
j-1
Одновременно с формированием кода на выходе 32 блока вычисления интервала поиска (фиг.9, момент времени t), через выход 31 на тактовых входах блока формирования фундаментальной матрицы 4, блока принятия решений 11 и блока сравнения критериальных функций 12 появляется запускающий импульс. По этому импульсу в блоке формирования фундаментальной матрицы происходит считывание информации с постоянного запоминающего элемента 47, которая поступает на входы блоков численного решения дифференциальных уравнений, на вторые входы которых поступают значения матриц A(Λ,t), u∈[1,θ], для каждого из ОН соответственно. Результаты вычислений поступают на входы 33 блока расчета матриц канонических групповых параметров 5. По пусковому импульсу с входа 31 приводится в рабочее состояние программируемая линия задержки 79, на вход 23 кода задержки которой поступает информация, соответствующая числу θ сопровождаемых измерительной системой ОН, этот же код поступает на вход дешифратора задания номера варианта управления 10. По запускающему импульсу на выходе элемента ИЛИ 73 появляется единичный сигнал, поступающий на вход регистра сдвига 74, в результате чего на выходах регистра сдвига устанавливается код 10000, сигнал логической единицы с первого выхода сдвигового регистра поступает на счетный вход θ-разрядного счетчика 72 (разрядность счетчика выбирается исходя из теоретического максимально возможного количества ОН в зоне видимости МКИС), в который одновременно с импульсом запуска записывается код числа θ-[θ-1). Единичный сигнал с выхода счетчика 72 поступает на вход элемента И 71, на первый вход которого поступают импульсы с делителя частоты 7, которые, через элемент ИЛИ 73, начинают проходить на вход сдвигового регистра 74, выставляя на его выходах последовательно 01000, 00100, 00010, 00001. Коэффициент деления частоты тактовых импульсов выбран так, чтобы блоки 5, 6, 8, 9, 12 успевали закончить требуемые действия.
1
θ
1
θ
u
j-1
u
1
θ
1
θ
По импульсу, приходящему с первого 40 выхода блока принятия решений, происходят преобразования в узлах транспонирования 49…49 первой группы и в узлах транспонирования второй группы 50…50, на входы узлов транспонирования матриц первой группы поступают элементы фундаментальных матриц U(t), u∈[1,θ], на входы узлов транспонирования матриц второй группы поступают элементы матриц H(t) с информационных входов устройства 33…33, 18…18 соответственно.
1
θ
j-1
1
θ
1
θ
1
θ
u
1
θ
1
θ
u
uj
1
θ
1
θ
j-1
j
j
1
θ
u
u
u0
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
Элементы транспонированных матриц  и  перемножаются затем в элементах перемножения 51…51 от 1-го до θ-го включительно, для каждого из ОН соответственно. Полученные результаты поступают на первый вход элементов перемножения 52…52 блока 5 соответственно, на вторые входы которых поступают элементы матриц , для каждого из ОН соответственно, с информационных входов 19…19 третьей группы устройства. Результаты соответствующих произведений поступают на входы элементов перемножения 53…53, где перемножаются с элементами матриц H(t). Полученные произведения с выходов элементов 53…53 поступают на первые входы элементов перемножения 54…54, где перемножаются с элементами матриц U(t) соответственно. Полученные значения матриц канонических групповых параметров α поступают на входы элементов суммирования с запоминанием 55…55 на вторые входы которых поступает код, соответствующий времени, выделяемому на поиск очередного ОН. Суммирование в 55…55 соответствует интегрированию конечно-разностным методом с заданным шагом в пределах от t+τ до t. Результаты суммирования поступают на выходы 34…34 блока расчета матриц канонических групповых параметров. По импульсу с выхода 41 блока принятия решений 11, поступающему в блок прогнозирования 6, происходит перемножение элементов матриц U(T) с элементами матриц K, поступающих с информационных входов 22…22 и 21…21 соответственно в группу элементов перемножения 56…56. Результаты соответствующих произведений поступают на входы блоков перемножения 58…58, на вторые входы которых подаются элементы матриц  после преобразований в узлах транспонирования 57…57. Матрицы  поступают с выхода блоков 58…58 на выходы 35…35 блока прогнозирования. По импульсу, приходящему с третьего выхода 42 блока принятия решений 11, происходит переход в рабочее состояние дешифратора задания номера варианта управления 10, оперативных запоминающих элементов 67…67 и элементов перемножения 59…59. При поступлении сигналов на тактовый вход дешифратора 9, работающего по заданному алгоритму, он последовательно, по мере прихода тактовых импульсов с второго выхода блока принятия решений, выставляет на своих выходах 39…39 потенциал логической 1, начиная с первого выхода и заканчивая
j-1
1
θ
1
θ
uj
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
j
j-1
j-1
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
1
θ
θ-м. При появлении единичного потенциала на соответствующем выходе дешифратора на остальных выходах выставляется 0. Информация с выходов 39…39 дешифратора поступает на первые входы элементов перемножения первой группы 59…59 блока вычисления критериальных функций, в которых перемножается с элементами матриц канонических групповых параметров α, поступающих с входов 34…34 блока. Результаты перемножения поступают на элементы суммирования 60…60 блока вычисления критериальных функций соответственно, где складываются с элементами ковариационных матриц  для каждого из объектов. Информация с элементов суммирования 60…60 поступает на узлы обращения матриц 61…61, затем перемножаются в элементах перемножения второй группы 62…62 с элементами матриц  и в элементах перемножения третьей группы 64…64 - с элементами матриц . Полученные значения ковариационных матриц ошибок оценивания , вычисленные для каждого ОН, соответствующие текущему моменту времени при некотором варианте управления, выставленном дешифратором 10 при переборе вариантов, поступают на вторую группу входов 37…37 блока сравнения критериальных функций и на вторую группу входов блока хранения критериальных функций 9. По импульсам на входах 39…39 блока хранения критериальных функций происходит поочередное разрешение записи значений матриц  в оперативные запоминающие элементы первой группы 67…67 блока хранения критериальных функций 9 для их последующего использования для вычислений на следующем интервале оптимизации. В начале интервала оптимизации Ω, при условии обнаружения на интервале Ω очередного θ ОН, на соответствующем управляющем входе 20…20 появляется высокий логический уровень и с входа 35…35 через узлы коммутации 68…68 на узлы обращения матриц 69…69 поступают элементы матриц  и, после соответствующих преобразований, записываются в оперативные запоминающие элементы второй группы 70…70. Сигналом разрешения записи является сигнал с входа 20…20 блока, прошедший через элемент ИЛИ 66.
1
θ
1
θ
u
1
θ
1
θ
По выходному импульсу с четвертого выхода 43 блока принятия решений происходит перемножение в элементах перемножения 76…76 между следами матриц , полученными в результате преобразований в узлах формирования следа матрицы 75…75, и весовыми коэффициентами β, вычисленными предварительно для каждого объекта и поступающими с информационных входов 24…24, результаты произведений поступают на многовходовой сумматор 77, их сумма с выхода многовходового сумматора 77 записывается на тот оперативный запоминающий элемент, из группы оперативных запоминающих элементов 78…78, на тактовый вход которого дешифратор задания номера варианта управления выставил в этом цикле вычислений логическую 1. Таким образом в u-том оперативном запоминающем элементе окажется записанной скалярная функция  при условии обращения МКИС к u-тому ОН. После занесения информации в первый оперативный запоминающий элемент 78 новый импульс с первого выхода регистра сдвига записывается в счетчик 72, увеличивая его содержимое на 1.
j-1
1
θ
Новый импульс с первого выхода блока принятия решений повторяет цикл вычислений в блоке 5, по импульсу со второго выхода блока принятия решений происходят преобразования в блоке 6. Следующий импульс с третьего 42 выхода блока 11 переводит дешифратор задания номера варианта управления в положение, соответствующее оптимальному наблюдению второго из θ сопровождаемых объектов, то есть логическая 1 появляется на втором из 39…39 выходе дешифратора 10, после чего цикл вычислений в блоках 8, 9, 11 повторяется.
j
j-1
1
θ
2
1
θ
1
θ
j
1
θ
По импульсу с четвертого выхода 43 блока принятия решений срабатывают элементы блока 12, скалярная функция ψ записывается во второй оперативный запоминающий блок. После этого цикл вычислений повторяется для третьего, четвертого …, θ объектов наблюдения, затем счетчик 72 переполняется и обнуляется, перекрывая тем самым доступ импульсам с делителя частоты 7 через элемент И 71 на регистр сдвига и формируя сигнал на одном из выходов 44…44 блока сравнения (фиг.9, момент времени t), соответствующем тому объекту, наблюдение которого в исследуемый момент времени будет оптимальным по заданному критерию. Одновременно этот сигнал поступает на соответствующий элемент ИЛИ 66 блока хранения критериальных функций, тем самым разрешая запись в оперативные запоминающие элементы второй группы 70…70 элементов матриц , хранящихся в элементах 67…67 для того объекта, наблюдение за которым на Ω будет оптимальным. В оперативные запоминающие элементы 70…70, соответствующие остальным объектам, запись запрещена, и в них хранятся элементы матриц , что соответствует (11).
3
1
θ
4
j
В момент времени, когда код, поступающий на вход 30 цифрового компаратора, будет равен коду на входе 32, соответствующему интервалу времени, отводимому на поиск очередного ОН из потока, на выходе 45 компаратора возникает уровень логической единицы (фиг.9, момент времени t), соответственно на выходе 46 триггера 15 устанавливается высокий логический уровень, открывающий многоканальный ключ 13, и на одном из выходов 26…26 устройства появляется логическая 1, соответствующая команде на наблюдение за тем ОН, наблюдение за которым на данном интервале оптимизации будет оптимальным согласно выбранного критерия оптимальности. Наблюдение за указанным ОН будет продолжаться до тех пор, пока очередной импульс переполнения счетчика импульсов 2, соответствующий окончанию интервала оптимизации, не поступит на вход 29 триггера 15, тем самым сбрасывая его и, соответственно, закрывая многоканальный ключ 13 (фиг.9, момент времени t=t). Таким образом, устройство управления наблюдениями МКИС осуществляет определение оптимального закона управления наблюдениями для однопозиционных МКИС в случае, когда модель следования ОН удовлетворяет закономерностям пуассоновского потока, для локального интервала оптимизации это соответствует задаче синтеза управления измерительными процессами при совместном обнаружении и фильтрации.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №1488845.
2. Патент РФ RU 2084955.
3. Хуторцев В.В., Свиженко А.А Локальная оптимизация наблюдений за случайными потоками объектов в многоканальных измерительных системах. - Информационно-измерительные и управляющие системы, 2008 г., №12, с.61-65.