Механизм для автоматического получения отклонений, подчиняющихся закону рассеивания, например, закону гаусса

 

Класс 42п, бв7

СССР

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. А. Бирштейн

МЕХАНИЗМ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ

ОТКЛОНЕНИЙ, ПОДЧИНЯЮЩИХСЯ ЗАКОНУ РАССЕИВАНИЯ, НАПРИМЕР, ЗАКОНУ ГАУССА

Заявлено 17 мал 1938 r. за № 216925 в Комитет по изобретательству при Совете Труда и Обороны СССР

Все процессы, происходящие в динамических системах, например, дистанция, определяемая с помощью дальномера, или курсовой угол— с помощью визира, сопровождаются случайными ошибками, накладывающимися на истинный результат.

Для точного исследования какого-либо процесса необходимо условия исследования как можно больше приблизить к реальным, что требует воспроизведения случайных помех (ошибок, отклонений), имеющих место при работе реальных систем.

До настоящего времени этот процесс осуществлялся вручную, что затрудняло исследование и не давало возможности проводить его с учетом наличия помех при непрерывно изменяющемся изучаемом процессе.

Отличительная особенность описываемого механизма, предназначенного для автоматического воспроизводства случайных ошибок и отклонений, подчиняющихся заранее заданному закону рассеивания, например закону Гаусса, заключается в том, что механизм выполнен в виде равномерно вращающегося кулачка, профиль которого рассчитан по заданному закону рассеивания; кроме того, для получения зависимости характеристик рассеивания от какого-либо аргумента в механизме вместо плоского кулачка применен коноид, по оси которого откладывают величину аргумента (например, дальности) .

Описываемый прибор может имитировать работу дальномера.

На фиг. 1 показана схема построения кулачка, предназначенного для воспроизведения закона Гау,"са; на фиг. 2 — принципиальная схема механизма; на фиг. 3 — схема механизма с коноидом; на фиг. 4 — механизм, имитирующий работу дальномера.

Как известно, для закона Гаусса можно составить следующую таблицу зависимости между случайными ошибками и вероятностью их появления.

¹ 117538

Ь = — io

po

0 -1- о

16

1,5

0,5

О+ о о — . 2о

2 о — 3«о

3«о —. 4o

4о —, 5Ь

16

7 — «о —. 2 «о — 2о —. 3 «о — Зо —. 4o — 4о —, 5«о

1,5

0,5

Здесь P — вероятно,"ть появления ошибок; Д вЂ” случайная ошибка; б — вероятная ошибка или вероятное отклонение; i — число вероятных ошибок, содержащихся в данной случайной ошибке. Величина i изменяется от 0 до 5.

Приведенная таблица составлена для интервалов изменения д через одну вероятную ошибку. Аналогичным образом можно было бы со, ставить таблицу для интервалов изменения Д через 0,5 б и т. д.

Для расчета и построения кулачка берется угол q> поворота его пропорциональным вероятности P ср = К Р, l а приращение r радиуса кулачка берут пропорциональным величине д случайной ошибки:

r Ê,Д

Если значение начального радиуса кулачка обозначим через R, тогда текущее значение переменного радиуса р кулачка будет р=R+- r=R+К,д

На основе этих формул строится кривая вероятных ошибок (Д = i ), подчиняющихся закону Гаусса для случая, например, когда интервал изменения P равен 10%.

По,"троение затем кулачка, предназначенного для воспроизводства закона Гаусса, сводится к следующему: вдоль первого луча А начальный радиус R кулачка увеличивают на величину r, пропорциональную одной вероятной ошибке (Д=б); вдоль второго луча Б радиуса R увеличивают на величину r, пропорциональную двум вероятным ошибкам (Д вЂ” — 26) и т. д.

Таким образом, верхняя часть кулачка, лежащая над линией NN, соответствует положительным значениям случайных ошибок, а нижняя часть — отрицательным значениям случайных ошибок. Начиная с луча В и до нулевого луча (на линии NN) по часовой стрелке приращение радиуса кулачка делается отрицательным.

Если рассчитанный подобным образом кулачок I вращать, например, электродвигателем 2 равномерно с определенным периодом и затем через совершенно случайные, подчиняющиеся закону равной вероятности промежутки времени снимать щупом 3 с этого кулачка случайные ошибки, то ра спределение этих случайных ошибок будет подчиняться закону Гаусса. Можно заданный закон распределения случайных ошибок осуществлять не одним, а двумя кулачками, а снимаемый с этих кулачков результат суммировать на дифференциале.

В случае, когда требуется осуществить закон Гаус|"а при переменном значении вероятной ошибки Ь, изменяющейся в каком-либо периоде, кулачок следует заменить коноидом, у которого определенное сечение, перпендикулярное его оси, представляет собой описанный выше кулачок, рассчитанный для определенного значения б вероятного отклонения: для изменения величины б следует лишь переместить щуп 8 на то сечение коноида 4, которое соответствует заданному установкой 5 значению Е Расчет № 117538 коноида производится как расчет некоторого количества кулачков для ряда конкретных значений д, а величина вероятной ошибки устанавливается как функция какого-то аргумента х, т. е.

6 = f()

В этом случае удобнее перемещение коноида 4 или щупа 3 вдоль оси коноида 4 делать пропорциональным значению аргумента х.

Для исследования динамической точности систем приборов управления стрельбой и пр., где в качестве входного параметра используется дистанция, необходимо воспроизводить этот параметр с наложенными на него случайными помехами, свойственными тому или иному виду прибора, например оптическому дальномеру.

Механизм, предназначенный для имитации вырабатываемой с помощью оптического дальномера дистанции до цели с учетом реальных помех, подчиняю.цихся закону распределения Гаусса, содержит непрерывно вращаемый электродвигатель 2, соприкасающийся со щупом 3 коноид

4 и прибор 5, подающий на винт 6 истинную текущую дистанцию Д.

Снимаемая с коноида 4, случайная ошибка Л=Ы, подчиняющаяся закону

Гаусса, складывается на дифференциале 7 с истинной дистанцией Д„.

В результате этого на датчик 8 поступает текущее значение Д = Д„+Л, как бы измеренное с помощью оптического дальномера в реальных условиях. Снятие с датчика 8 значений текущей дистанции Д следует производить через случайные промежутки времени, подчиняющиеся закону равной вероятности.

Предмет изобретения

1. Механизм для автоматического получения отклонений, подчиняющихся закону рассеивания, например, закону Гаусса, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что он выполнен в виде равномерно вращающегося кулачка, профиль которого рассчитан по заданному закону рассеивания.

2. Механизм по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что для получения зависимости характеристик рассеивания от какого-либо аргумента (например, от дальности) вместо плоского кулачка применен коноид, по оси которого откладывают величину аргумента (например, дальности) .