Устройство для определения законов распределения случайных процессов Советский патент 1983 года по МПК G06G7/52 

, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения законов распределения случайных процессов в радиофизике, радиотехнике, адаптивных системах и в других областях, имеющих связь со случайными процессами.

По основному авт.св. № 972527 известно устройство для определения законов распределения случайных процессов, содержащее группу интеграторов, первую группу перемножителёй первые входы которых соединены соответственно с выходами фильтра, выходы перемножителей первой группы соединены с входами сумматора, выход которого подключен к входу индикатора плотности распределения и через интегратор - к входу индикатора функции распределения, выход генератора импульсов соединен с входом фильтра и первым входом элемента И, выход которого через элемент задержки соединен с входами запуска индикатора плотности распределения и индикатора функции распределения, счетчик нормирования результатов, вторую группу перемножи1телей и решающий блок, группу счетчиков, группу элементов И и блок генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов, выходы которого соединены соответственно с первыми входами перемножителей второй группы, выходы которых через интеграторы соединены соответственно с входами решающего блока, выходы которого подклчюены соответственно к входам счетчиков группы, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены с входом генератора импульсов, с втоpbEvi входом элемента И и с выходом счетчика нормирования результатов, выходы элементов и группы подключены соответственно к первым входам перемножителей первой группы, а вход счетчика нормирования результатов соединен с вторыми входами перемножителёй второй группы, входом блока генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов и входом устройства, при этом решающий блок содержит группу каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя и эмиттерного повторителя, входы усилителей являются входами блока, выходы эмиттерных повторителей выходами блока, а эмиттеры усилителей всех каналов соединены с одним выводом резистора другой вывод которого подключен к шине нулевого потенциала l.

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет определить характеристическую функцию анализируемого процесса, весьма полезную при решении целого ряда теоретических и практических задач радиофизики, радиотехники и теории случайных процессов. Например, функция распределения суммы независимых случайных процессов получается при помощи (Сложной операции многомерного свертывания функции рапределения слагаемых, в то время характеристическая функция этой суммы определяется простым перемножением характеристических Функций слагаемых. Важный раздел статистической радиотехники, связанный с преобразователем случайных процессов в линейных и нелинейных системах, также связан с аппаратом характеристических функций, значительно упрощающим решение практических задач, и так далее.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем автоматического определения характеристической функции, анализируемого случайного процесса.

Поставленная цель достигается тем,, что устройство для определения законов распределения случайных процессов содержит индикатор характеристической функции, дополнительный интегратор, перемножитель и генератор экспоненциального напряжени выход которого подключен к первому входу перемноясителя, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход через дополнительный интегратор подключен к сигнальному входу индикатора характеристической функции, вход запуска крторого объединен с входом генератора экспоненциального напряжения и с входом запуска индикатора функции распределения.

На чертеже представлена структурная схема устройства для определени законов распределения случайных . процессов.

Устройство для определения законов распределения случайных процессов содержит блок 1 генераторов вспомогательных нормальных случайны процессов, группу перемножителей 2 -2jvj, группу интеграторов 3-,-3, решающий блок 4, группу счетчиков j , группу элементов И .), группу перемножителей , сумматор 8, индикатор 9 плотности распределения, интегратор 10, индикатор 11 функции распределения, счетчик 12 нормирования результатов, генератор 13 импульсов, фильтр 14, элемент И 15, элемент 10 задержки, перемножитель 17,, дополнительный ийтегратор 18, индикатор 19 характеристической функции, генератор 20 экспоненциального напряжения. При этом выходы блока 1 генераторов вспомогательных нормальных случай-ных процессов соединены с первыми входами перемножителей ,, первой группы, выходы которых через интеграторы , группы соединены соответственно с входами решающего блока 4, выходы которого подключены соответственно к, выходам счетчиков группы, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены с выходом генератора 13 импуль сов, с вторым входом элемента И 15 и с выходом счетчика 12 нормирования результатов, выходы элементов И 6. группы подключены соответственно к первым входам перемножителей 7 -7 второй группы, а вход счетчика 12 нормирования результато соединен с вторыми входами перемножителей первой группы, входом блока 1 генераторов вспомога- тельных нормальных случайных процес сов и входом устройства, первые вхо ды перемножителей , второй группы соединены с входами суммато ра 8, выход которого подключен к входу индикатора 9 плотности распре деления, через интегратор 10 - к входу индикатора 11 функции распределения и к первому входу перемножителя 17,- выход которого через дополнительный интегратор 18 соединен с входом индикатора 19 характеристи ческой функции, второй вход перемножителя 17 соединен с выходом генератора 20, выход генератора 13 Импульсов соединен с входом фильтра . 14 и первым входом элемента И 15, ;выход которого через элемент 16 задержки соединен с входами запуска индикатора 9 плотности распределения, индикатора 11 функции распреде ления, индикатора 19 характеристической функции и генератора 20. Устройство работает следующим . образом. Из реализации исследуемого процесса и реализации блока 1 генерато ров вспомогательных нормальных случайных процессов при помощи первой группы интеграторов 2 -2, и интегр торов. З.-З, формируются сигналы сходства. Решающий блок 4 распределяет реализации исследуемого процесса на подсовокупности, которые регистрируются счетчиками . Группа элементов И , перемножители , фильтр 14 и сумматор 8 служат для вычисления плотнос ти распределения исследуемого процесса в виде смеси распределений. Счетчик 12 нормирования результатов генератор 13 импульсов, элемент И 15 и элемент 16 задержки являются узлами управления устпойства. Индикатор 9 плотности распределения, индикатор 11 функции распределения выполняют роль индикаторов плотности и функции распределения, характеристическая функция в устройстве получается путем специальных функциональных преобразований случайного процесса, а именно екр ( ; i мнимая величина; v- произвольный вещественный параметр; в дальнейшем усредняется по плотности распределения переменной t ., т.е. среднее значение функционально преобразованного исследуемого случайного процесса является функцией N J, N & {v.) С q, J W (t)exp(ivi) („0„ (V/, J„где S - область интегрироваийяt, W (Л| 0, ( V) - плотность распределения и характеристическая функция гауссовских компонент смеси j q, - - вероятности этих компонент. При поступлении.запускающего импульса с ыхода элемента 16 задержки генератор 20 вырабатывает напряже ние ехр (vi) , которое в перемножителе 17 перемножается с выходным сигЛналом 2о W (t) сумматора 8. Выход- , ной сигнал перемножителя 17 интегрируется в интеграторе 18, ас его выхода сигнал подается на вход ин- дикатора 19 характеристической функции, который запускается выходным сигналом элемента 16 задержки. Конкретное исполнение индикатора характеристической функции, интегратора, генератора и перемножителя не представляет трудностей. Так, например, в качестве индикаторов могут быть использованы обычные осциллографы, цифропечатающие и перфорирующие устройства, накопители на магнитной ленте. Осциллографические устройства позволяют наблюдать и двумерные характеристические функции. Для более наглядного наблюдения многомерных законов pacnpez eления можно использовать по две и более электроннолучевые трубки. , Использование изобретения позволит определить характеристическую функцию как визуально, так и в г налитической форме. При этом значительно расширяются функциональные возможности устройства. Более того, использование характеристической функции, полученной при помощи устройства, дозволяет упростить решение целого ряда теоретических и практических задач статистической радиофизики и радиотехники. Предлагаемое устройство расчгаряет функциональные возможности утем автоматического определения

5-10642846

характеристической функции, повышаетизмерения времени пребывания процесточность определения характеристикса в заданном интервале, а также

анализируемых процессов, так каки дискретных выборок с высокой точнет необходимости дополнительногоностью.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ПРО-. ЦЕССОВ по авт.св. № 972527, о тличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возмоя :ностей путем автоматического определения характеристической функции, оно содержит индикатор характеристической функции, дополнительный интегратор, перемножитель и генератор экспоненциального напряжения, выход которого подключен к первому входу перемножителя, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход через дополнительный интегратор подключен к сигнальному входу индикатора характеристической функции, вход запуска которого объединен с входом генератора экспоненциального напряжения и с входом запуска индикатора функции ц распределения. (Л 05 4 Ю 06 4