Генератор случайного процесса Советский патент 1983 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для моделирования дискретш 1х нестациона ных случайных процессов с двумерной плотностью вероятности. Известно устройство, предназначе ное для моделирования случайных про цессов с двумерными распределениями содержацее нелинейный преобразовате блок памяти, датчик случайных чисел схему сравнения 1). Очевидно, это устройство дает во Можность моделирования только стационарных процессов. Известен генератор нестационарны случайтях процессов, содержащийана логичные блоки . Однако данное устройство позволя ет моделировать лишь случайные процессы с однспхерными распределениями Наиболее близким к изобретению является генератор случайных процес сов, сод жаюий генератор линейно изменякхце1Ч)ся напряжения, выход которого соединен с входом нелинейног функционального преобразователя, угфавляюцие входы которого соединены с выхода«в1 блока памяти, а выход нелинейного функционального преобразователя соединен с первым входом HHTerp тора, датчик случайт х чисел, счетчик иакапливаюв91й сумматор, аналоговый ключ, а также блока сравнения и , выходы которого соединены с входами блока памяти, а вход компарат(а соединен с выходом счет чкка и первБМ входом второгоблока сравнения, второй вход которого является входом генератора, а выход второго блока сравнения соединен с первыми входами счетчикд и накапливающего сумматора, вход которого соединен с вторьт входом счетчика и выходом аналогового ключа, вход соединен с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения/ а второй вход ема-, ЛОГО8ОГО ключа соединен с вход генератора линейно изменяющегося напряжения, с входом интегратора, с входом датчика случайных чисел и вьвсоДом первого блока сравнения, входы которого соединены с выходгми имтеграт(а и датчика случайных чисел соответственноt3. Недостатком известного генератора является возможность моделирования только стационарных случайных процессов. . Цель изобретения - расширение функционсшьных возможностей за счет задания нестациоиарности двумерного распределения. Поставленная; цель достигается тем что в генератсф случайного процесса, содерж Ш(ий блок памяти, генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с информацяо ным входом нелинейного функциональ ного преобразователя, выход которого соединен с информгщионным входом интегратора, выход которого соединен с первьш входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика случайных напряжений, а выход первого блока сравнения соединен с управлякпшми входами датчика случайных чисел., интегратора, генератора линейно.изменякяцегося напряжения и ключа, выход которого соединен с информгщионным входом накапливающего суммат.сфа и со счетным входом счетчика, выход которого соединен с входом компаратора к с первьм входом второго блока сравнения, второй вход которого лвляется входом генератора, а выход второго блока сравнения соединен с управляющими входами счетчика и накапливающего сумматора, выход которого яв-: ляется выходом генератора, введены группа из ключей, группа; из М к впараторов, труппа из АЛ-1 блоков ; памяти ( Ли 1, 2 . .. -) и коммутатсч управляющий вход которого подключен к выходу второго блока сравнения, а группа выходов коммутатора соединена с управля ощими входами соответствующих ключей группы, одно- именные выходы которых объединены ; vtSTKjsy собой и подключены к управля- ющим входам нелинейного функционального преобразователя соответственно, выход ключа соединен с входами компараторов группы, группы выходов которых соединены с соответствующими адресными входами соответ ст сующих блоков Псимяти группы, группы выходов которых соединены с информационными группами входов соответствующих ключей группы, группа выходов компфатора соединена с управлякнцими вхрдами соответствующих блоков памяти группы. На чертеже приведена блок-схема генератора. Генератор содержит генератор 1 линейно изменякйцегося напряжения, нелинейный функциональный преобра- зователь 2, интегратор 3, первый : блок 4 сравнения, датчик 5 случайных напряжений, ключ 6, накапливающий сумматор if компарато1Я1 8-1, : , ..., 8-/л , счетчик 9, в тсфой блок 10 сравнения, компаратор 11,блоки 12-1, 12-2, ..., 12-м памя«I, ключи 13-1, 13-2, ...; 13-м и коммутатор 14. Генератор работает следующим обт разом. Предварительно по двумерной плотности вероятности моделируемого процесса определяются плотности вероятно.сти вспомогательных процессов и выставляются в блоках 12 памяти. Кгикдый блок памяти хранит значения,.

со6тветствую1ф«е определенному энагчению пэд аметра t для всех текущих значения интервала статистической эави я1мости ). В момент к управляппцим вхсздам преобразователя Jt через ключ 13-1 подкшвчается влок пгшяти 12-1, KOTOpirt хранит плотность вероятности w 4 для -Г « 1, 2, ...//Л

Пуск устройства производится одновременным включением генератора 1 и датчика 5. Блоки 1,«2, 8-1, 12-1, 13-1, 3-6 начинают формирование случайной величины с заданной плотностью вероятности по алгоритму, описанноког в прототипе. В момент, когда фсч кгарование этой величины х закончилось, первый блок 4 сравнения выдает чжгнал, открывающий ключ 6, записываю1| в1Й величину х, t в наксшливающий сумматсф 7 и сбрасы вающий на нуль генератор 1, интегратор 3 и датчик 5. Одновременно осуц|ествляется увеличение попещания счетчика 9 на.единицу. Выходная величина 9 сравнивается с установкой втсфого.блока 10 сравнения (устешовкой блГока 10 сравнения задается число вспомогательных процессов) и параллельно поступает ttja вход компаратора 11. С его соотзветствуюцегб Кзжода. (в данный йсмеят со второго) появляется сигнал, задшсшяй в блок 12 памяти значение V 2. Поскольку выходная величина юяоча б. уже поступила также я на Hxojni дополнительных компараторов 8, сигнал:с их выходюв осупюст вляет выборку в блок ах 12 пшят.ряда потенциометров, оэответствупцего сформщ ованноФ у значению х. Поскольку открыт в Данньй момент ключ 13-1, к управляющем входам tipe-i образователя 2 подключаетсяблок паМ1 ти 12-2, точнее ряд потенциометров, на KOTOixix задано сечение плотности вероятности ( (хД, х, t) для /BTJB 2. Начинается формирование П4ч врго значвния торрго вспомогатель-, i koro процесса, затем третьего я т.д. до тех пор, пока первые значения всех вспомогательных процессов не :; будут сф 9мнрованы.-Когда величины на обоих входах блока 10 сравнетис будут равны, он выдает сигнал,.сбрач сывающий на нуль счетчик 9 и с 1гыаающий с сумматора 7 ,сформировгганое ; .там первое значение случайного процесса с двумерной плотностью верЬях ности

- 1«1

Одновременносигнал от блока 10 срав нения о(спечит переключение выхода кстмутатора 14 на второй (йюк пакегги 12-2, что обозначает выбор матрицы : потенциометров соответствуюсяей W (х, х/;, t) для всех значений паIpaMeTpat.

На выходе счетчика 9 - нулевое напряжение, позтому к управляющим входам преобразователя 2 подключаются те потенциометры, которсхв сО:ртветствуют первому вспомогательноМУ процессу.. Начинается формирова1Н1е всех выходных значений вспоиогатепь ных процессов с новой плотностью вер оятн6стк, определенной парамет :ром t. Таким образе,мокет сюгь сформ|фовай ди(жретный нестацкояарный случайщ процесс произвояья длины.

Предлагаемый генератор поз волявФ моделировать случайные прся(есаы с любой заданной двумерной.плотностью вероятности, п этом вид заданного семейства двумерных плотностей меняется, что обеслючивает нестационарность моделируемого процесса.

ГЕНЕРАТОР СЛУЧЙ1ВОГО ШЮЦЕССА, содержахдий блок , генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с. информационнши входом ключа и с информаадонным входом нелинейного функционального преобразователя, выход которого соединен с информационшлм входом интегратора, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика случайных напряжений, а выход первого блока сравнения соединен с управляющими входами датчика случайных чисел, интегратора, генератора линейно изменяющегося напряжения и ключа, таход которого соединен с информационным входом накапливающего сумматора и со счетным входом счетчика, выход котсчрого соединен с входсм компаратора и С перга:1М входом второго блока сравнения, второй вход которого .является входом генератора, а выход: второго блока сравнения соединен с управляющими входами счетчика и накаплнвакнцего сумматора, выход которого является выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью рахзшнрения функциональных возможностей за счет задания нестационарности двумерного распределения, он содержит группу изм ключей, группу из лл компараторов, группу, из рл-1 блоков памяти ( М 1, 2 ...) и коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу второго блока сравнения, а группа выходов (Л коммутатора соединена с управляющими входами соответствующих ключей групс пы, одноименные выходы которых объединены, между собой и подключены к управляющим в: одам нелинейного функционального преобразователя соответ ствевно, выход ключа соединен с входами {сомпараторов группы, группы о выходов которых соединены с соответtND ствуницими адресными входами соответствукячих блоков памяти группы, групоо пы выходов которых соединены с информационными группами входов соответ05 IvD хггвующих ключей группы, группа выходов ксилпаратора соединена с управляQD кяцими входами соответствующих блоков памяти ГРУППЫ.