Устройство для определения вероятностных характеристик случайного процесса Советский патент 1983 года по МПК G06G7/52 

. Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использова но в системах контроля и управления различных динамических объектов и технологических процессов, а также при обработке статистических экспер ментальных данных научных исследова ний. Известен статистический анализат состоящий из дискриминаторов, счетч ков,, цифровых управляемых сопротивлений, индикаторов, делителей тока С13. Однако этот анализатор обладает большой сложно,стью и не позволяет измерять дисперсию (среднее квадратичное отклонение) случайной составляющей (белого шума ) смешанного процесса, в том числе и нестационарного. Наиболее близким к предлагаемому является статистический анализат предназначенный для автоматического вычисления среднего значения и дисперсии случайного процесса, который содержит самопишущий вольтметр, проградуированный в единицах измеря емого параметра, источник пилообраз ного напряжения, ключ умножения, ин тегратор, диод,включенный в направлении прямой проводимости, эммитерный повторитель, разряжающий ключ, дифференцирующую цепочку и накопительный конденсатор Г2 J. Однако известное устройство обладает повьаденной сложностью. Такой статистический анализатор не позволяет измерять.дисперсию (среднее квадратичное отклонение) составляющей смешанного процесса, в том числе и нестационарного, что снижает его функциональные возможности. Цель изобретения - упрощение и расширение функциональных.возможностей путем определения дисперсии (среднего квадратичного отклонения) составляющей смешанного процесса, в том числе и нестационарного. С этой целью в устройство для определения вероятностных характеристик случайного процесса, содержащее первый выпрямительный диод и блок регистрации, введены фазовра щатели, второй выпрямительный диод, суммирующий усилитель, фильтр нижних частот и регулируемая линия задержки, вход которой объединен с входом первого фазовращателя и является входом устройства, а их выходы подключены соответственно к входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к аноду первого и катоду второго выпрямительных диодов, катод первого выпрямительного диода непосредственно, а анод второго выпрямительного диода через через второй фазовращатель подключены к входу фильтра нижних частот, выход которого соединен с блоком регистрации. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит клемму 1 входа, регулируемую линию 2 задержки, параллельно которой подключен первый фазовращатель 3. Выходы регулируемой линии 2 задержки и фазовращателя 3 подсоединены к входу суммирующего усилителя 4, между выходом которого и входом фильтра 5 нижних частот подключены выпрямительные диоды 6 и 7, включенные в направлении прямой и обратной проводимостей, к которым подключен второй фазовращатель 8, выход фильтра 5 нижних частот подключен к входу блока 9 регистрации, представляющего собой самопишущий вольтметр, проградуированный в единицах измеряемой величины. Устройство работает следующим образом. i Случайный сигнал Z(t),например Z(t)V(t)(), (1) где Y(t) - случайная составляющая Сбелый шум ) c/w-,0 и 6.1 ; Х - амплитуда синусоидальной составляющей X(t); а и b- постоянные коэффициенты линейного тренда, подается одновременно на входы регулируемой линии 2 задержки и фа-, зовращателя 3. С выхода линии 2 задержки снимается сигнал 2Л( (, )Y(t+CЬX 5 n а с выхода фазовращателя 3 - сигнал Z(t) (-1). В усилителе 4 происходит алгебраическое суммирование этих сигналов, что дает на выходе усилителя сигнал, пропорциональный E2,(t,jr) Z(t)-Z t+f). (2) Этот сигнал ,V) , проходя через блок преобразования, состоящий из диодов 6 и 7 и второго фазовращателя 8, преобразуется в сигнал, пропорциональный модулю выражения (2), qCC) .(10 Пройдя через фильтр 5 нижних частот, на выходе сигнал q(t;) преобразуется в величину, пропорционульную среднему значению Т с. (4) которая и фиксируется блоком 9 регистрации. Сигнал и.„ пропорционалеи дисперсии (среднему квадратичному отклонению) случайной составляющей Y(t) смешанного процесса Z(t). Суть указанных преобразований заключается в следующем. Получение функции EjXtfT) (2), пропорциональной разности исходного процесса Z{t и процесса 2(Ъ+Ч), сдвинутого на величину шага корреляции 1, одновреме но приводит к удвоению дисперсии сл чайной составляющей ее 2ё и уменьшению дисперсии детонированных составляющих X(t) и at+b. Например, при сдвиге С 0,01Т, где Т - период синусоидальной составляющей, получим (приняв ): 2J(t+t) , 2 11H.01TL ,02F 5,.ОЬ-Х„. Дисперсия синусоидальной составляющей в данном случае будет равна й i(0.0eXm) 0,0018X Таким образом, дисперсия гармонической составляющей уменьшилась « 63xL Л277,7 раза. lexi 2 5 000i8 тогда как дисперсия случайной составляющей Б увеличилась в 2 раза. Аналогично уменьшается дисперсия детерминированной функции f(t)at+b . Таким образом, представляется возможным значительно проще.определять дисперсию случайной составляющей смешанного процесса..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙ ГО ПРОЦЕССА, содержащее первый выпрямительный диод и блок регистрации, отличающееся тем. что, с целью упрощения и расширения функциональных возможностей путем определения дисперсии составляющей смешанного процесса, в него введены фазовращатели, второй вьтрямительный диод, суммирующий усилитель, фильтр нижних частот и регулируемая линия задержки, вход которой объединен с входом первого фазовргицателя и является входом ycтpoйctвa, а их выходы подключены соответственно к входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к аноду первого, и катоду второго выпрямительных диодов,катод первого выпрямительного диода непосредственно, а анод второго выпрямительного диода через второй фазовращатель подключены к входу фильтра нижних частот, выход которого соединен с блоком регистрации.