КОРРЕЛЯЦИОННАЯ ЭКСТРЕМАЛЬНАЯ СИСТЕМА

— система экстремального регулирования, задачей которой является поддержание экстремального значения выходного сигнала коррелятора (взаимной корреляционной функции его входных сигналов).

Корреляционная экстремальная система для измерения скорости движения проката: а — блок-схема б — входные сигналы коррелятора: в - выходной сигнал коррелятора.

Различают одномерные К. э. с., в которых максимизируемая корреляционная функция зависит от одного аргумента (временного сдвига между входными сигналами коррелятора), и многомерные, в которых она является функцией нескольких (двух и более) аргументов (пространственных сдвигов и поворотов совмещаемых изображений). Примером простейшей одномерной К. э. с. может служить автомат, корреляционный измеритель скорости движения металла при прокатке (рис.). На поверхность металла, движущегося со скоростью v, проектируются в виде двух резких световых штрихов изображения нитей двух осветителей О, находящихся на расстоянии l друг от друга. Фотодатчики Ф воспринимают переменную яркость этих световых штрихов, обусловленную неравномерной поверхностной структурой металла. Получаемые на выходе фотодатчиков случайные сигналы пропорциональные яркости штрихов, усиливаются усилителями У и подаются на вход коррелятора К (очерчен пунктиром), состоящего из блока регулируемого запаздывания БРЗ, множительного уст-ства МУ и интегратора И. К выходу коррелятора подключают измерительный прибор. Входные сигналы коррелятора подобны по форме, но сигнал правого фотодатчика отстает во времени на величину транспортного запаздывания

Выходной сигнал коррелятора представляет собой оценку взаимной корреляционной функции входных сигналов

Он максимален при , т. е. при равенстве введенного регулируемого запаздывания транспортному запаздыванию сигнала, снимаемого с правого фотодатчика. Т. о. коррелятор представляет собой объект регулирования с экстремальной характеристикой. Регулятор экстремальный ЭР подключается к выходу коррелятора и воздействует на БРЗ так, чтобы автоматически поддерживалось максимальное значение взаимной корреляционной функции При этом значение скорости отсчитывается непосредственно по шкале БРЗ. Следовательно в К. э. с. объектом регулирования является коррелятор, регулируемой величиной — выходной сигнал коррелятора, а регулирующим воздействием — сигнал, управляющий БРЗ.

Осн. областями применения К. э. с. являются автоматизация управления производственным процессом (в металлургии, химии, пищевой пром-сти, энергетике и т. п.) и навигация (космическая, морская). Одномерные К. э. с. используются главным образом в качестве измерителей параметров движения различных объектов — скорости (автомат, корреляционные измерители скорости), расстояния (корреляционные радиолокаторы и эхолоты), направления (корреляционные пеленгаторы), а также

расходов различных жидких, сыпучих и газообразных веществ и многокомпонентных смесей (корреляционные расходомеры). В таких К. э. с. параметры движения определяются путем измерения временных интервалов (относительного временного сдвига) между двумя случайными сигналами. Для измерения применяется компенсационный метод, при котором измеряемая величина (временной интервал) сравнивается с некоторой эталонной величиной (калиброванной временной задержкой). Этот метод позволяет осуществлять измерения с очень высокой точностью (относительная погрешность измерения составляет доли процента). Многомерные К. э. с. применяют в качестве автомат, ориентаторов при движении объектов по радиолокационным картам местности и по звездным картам, а также в устройствах для автомат, настройки электронной аппаратуры. Действие этих систем основано на совмещении двух изображений (эталонного и сравниваемого) путем автомат, отыскания максимума их взаимных корреляционных функций. В качестве эталонного изображения используют спец. карту заданного маршрута движения объекта, с которой сравнивается, напр., изображение участка местности, получаемое на экране радиолокатора, установленного на движущемся объекте. При этом каждое из сравниваемых изображений рассматривается как двумерная реализация некоторой стационарной случайной функции (распределение коэффициента яркости или прозрачности). Для вычисления взаимной корреляционной функции совмещаемых изображений используются оптические корреляторы.

Достоинством К. э. с. являются высокая точность, бесконтактность (отсутствие непосредственного контакта с объектами, параметры движения которых измеряются), возможность пассивного получения входных сигналов (т. е. использования естественной информации, которая содержится непосредственно в самих движущихся объектах, без облучения их внешним источником), возможность полуактивной работы (использования случайных сигналов, отраженных движущимся объектом) и др. Лит.: Красовский А. А. Динамика непрерывных самонастраивающихся систем. М., 1963 [библиогр. с. 455—465]; Козубовский С. Ф. Автоматические корреляционные измерители скорости. К., 1963; Медведев Г. А., Тарасенко В. П. Вероятностные методы исследования экстремальных систем. М., 1967 [библиогр. с. 447—454]; Поиск экстремума (Математические методы и автоматические системы). Томск. 1969; Козубовский С. Ф. Корреляционные экстремальные системы. Справочник. К., 1973 [библиогр. с. 197—221].

С. Ф. Козубовский.