Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
В схемах измерения часто применяют следящие системы. При этом узлом сравнения может являться мостовая схема. Выходной сигнал моста усиливается и приводит в действие исполнительное устройство, которое воздействует на компенсирующий элемент (например, мотор перемещает движок реостата). При этом измеряемая величина «отрабатывается» исполнительным устройством значительной мощности, и, таким образом, при измерении очень малых энергий на выходе активного измерительного устройства такого рода в качестве сигнала получается довольно значительная энергия. Кроме того, указанный метод измерения позволяет получать сигнал в виде угла поворота вала, что иногда оказывается удобным.
Полученный в результате измерения сигнал, отображающий измеренную величину, распределение величины 15* 227
или распределение нескольких величин, должен быть закодирован в алфавите вычислительного устройства, которое использует этот сигнал. В результате кодирования сигнал может быть представлен либо в виде непрерывно меняющейся величины, либо в дискретной форме. При кодировании могут меняться и физический алфавит сигнала и масштабы, а также производиться функциональные преобразования шкал.
источник
энергии
Управляющее
устройство
Г.-Т-Л
Кодировщик
>'анал связи
исполнительный орган
Канал
связи
Вычислительное
устройство
Оператор
о
Рис. 8.5. Общая схема автомата-робота, воздействующего на некоторый объект.
Так, например, -измерение размера, взятое с выхода датчика в виде электрического напряжения, может быть преобразовано в поворот вала и затем переведено в алфавит дискретной бинарной записи и пробито на перфокарте. Величина электромагнитного поля и звуковое давление, изменяющиеся в таких широких пределах, что максимальный отсчет отличается от минимального в тысячи раз, могут быть изображены сигналами, пропорциональными логарифмам этих величин, и представлены на шкале длиною в несколько единиц.
Распределение освещенности по участку экрана, измеренное с помощью фотоэмиссии электронов или с ломощью фотосопротивлений и превращенное, таким образом, в распределение тока или сопротивления, перекодируется во 228
временную последовательность величин электрического напряжения посредством последовательного просмотра точек экрана электронным пучкам и затем превращается в амплитудную модуляцию метровых радиоволн для передачи изображения на расстояние по радио. Одновременно передавая три распределения освещенности различных цветов, мы кодируем цветное плоское изображение. В принципе можно закодировать и передать шесть .распределений, соответствующих цветному стереокадру.
Распределение черных и белых пятен в кадре, например рисунок буквы печатного текста, может быть превращено фотоэлементом с разверткой телевизионного типа в последовательность во времени электрических импульсов (последовательный двоичный код) или в сигнал наличия и отсутствия напряжения в ряде шин — по числу точек измерения (параллельный двоичный код). Каждой букве данного шрифта будет соответствовать одно двоичное число, букве, записанной любым шрифтом, — некоторый набор двоичных чисел. Таким способом в машину можно вводить печатный текст, предназначенный для обычного чтения.
Можно сказать, что любое множество значений измеряемой физической величины или множество распределений этой величины может быть сопоставлено посредством измерения и кодирования с любым, равны-м по объему, множеством значений сигнала. Разнообразие измеряемых величин, технических приемов измерений и сигналов составляет богатую и пеструю картину техники автоматических измерений.
Сигнал, полученный в результате кодирования измеренной величины, может быть передан по каналу связи (телеметрический канал) и на приемном конце записан с помощью регистрирующего устройства. Часто уже такая фиксация результата дистанционного измерения оказывает огромную услугу. Эта техника дает возможность пользоваться результатами измерений (например, космического излучения), проведенных в стратосфере измерительными приборами — датчиками, установленными на борту ракеты, или изучать режим работы двигателя беспилотного самолета в полете.
Передача сигнала от измерительных устройств к вычислительному устройству может осуществляться и не на многие километры, а всего лишь на расстояние нескольких метров, по кабелю. В вычислительном устройстве сигнал,
229
несущий информацию об измеренных величинах, подвергается обработке для определения наилучшего действия — реакции в данной ситуации.
Прежде всего, каждая из измеренных величин, являясь объектом обработки, дает материал для определения производных по времени различных порядков и интегралов, спектрального состава, функций корреляции и т. д. Затем различные величины могут быть сопоставлены друг с другом и вычислены функции от нескольких переменных. Так, по трем текущим координатам могут быть вычислены векторы скорости и ускорения и определена экстраполяцией будущая траектория движущейся точки. По данной температуре можно определить скорость нагрева или остывания и будущую температуру и т. д.
