Генератор случайного процесса Советский патент 1984 года по МПК G06F7/58 

гМ Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в качестве источника случайных сигналов при решении широкого круга задач вероятностного моделирования. Известны три типа генераторов некоррелированных случайных воздействий. Генераторы первого типа, в которых реализуются выборки из некоторых флуктуационных процессов, содержат первичные датчики шума, к выходу которых подключаются усили тельные, преобразовательные и стабилизирующие устройства t 3 Однако в таких генераторах в свя зи-с наличием первичного физическо,го датчика шума отсутствуют точные априорные сведения о некоррелированности генерируемых воздействий, а также имеют место неконтролируемы нестабильность и дрейф характеристи различных элементов, что может приводить к появлению корреляции между этими воздействиями. Известны также генераторы второго типа, представляющие собой регистры сдвига с обратными связями, которые вырабатывают псевдослучайные имитации некоррелированных случайных воздействий ft Однако псевдослучайные воздейств будучи детерминированными и периодическими, приближают соответствующие случайные воздействия лишь по небольшому числу параметров, что существенно ограничивает возмоЖ ности их использования. Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор случайного процесса, в котором некоррелированность генерируемых воздействий достигается за счет периодического изменения его структуры, осущес.твляемого контактами реле, подключенного к выходу источника управляющего случайного сигнала 2}. Однако известное устройство позв ляет генерировать некоррелированные случайные воздействия лишь с равномерным распределением их значений, что ограничивает возможности его использования. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей генератора за счет обеспечения возможности генерирования некоррелированных случайных воздействий с произвольным распределением вероятностей значений, симметричным относительно математического ожидания. Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайного процесса, содержащий первый источник случайного сигнала, выход которого соединен с реле, вычитатель, введен второй источник случайного сигнала, выход которого через размыкающий контакт реле соединен с выходом генератора и входом вычитаемого вычитателя непосредственно, вход уменьшаемого которого является установочным входом генератора, а выход вычитателя через замыкающий контакт реле соединен с выходом генератора. На чертеже изображена блок-схема генератора. Генератор содержит источник 1 случайного сигнала, вычитатель 2, источник 3 случайного сигнала и реле 4. Генератор работает следующим образом. Источник 3 случайного сигнала вьфабатывает сигнал Z(tF , постоянный на интервалах hAt, п 1,2..., где ui заданный интервал времени между некоррелированными выходными воздействиями генератора, и принимающий на этих интервалах значения О и 1 с вероятностями q, и Р 1 соответственно, причем значения 2( , п 1,2,..,, в совокупности статистически независимы. Источник 1 случайного сигнала вырабатывает сигнал xt , также постоянньй на интервалах п л t , п 1,2..., такой, что значения Xn x(n4t) , h 1,2,...., статистически независимь со значениями Z „ , -п 1,2,,,;, и имеют заданную функцию распределения вероятностей Р (х ), симметричнзто относительно математического ожидания т.е. f {x| 1-F{2M-xJ. Z 1 выход генератора соединен непосредственно с выходом источника первичных ёлучайных воздействий, а при Zf, О - через вычитатель 2, в котором связь между значениями выходного сигнала V и входного X определяется соотношением . Выходной сигнал генератора v(tr при этом равен . (t)(t)( . Следовательно, если V v|n/Jt), п 1,2,.,,, то , k {УП n.fc(.J . для любых пи любых , Поэтому имеем т,е, величины V|, и v оказываются н коррелированными. Так как 0 вероятностью Р и Vf, , с вероятностью 1-Р, а F(x)1-F(2M-xi, то распределения величин к и УП совпадают. Таким образом, последовательнос U2,..., представляют собой последовательность некоррелиро ванных случайных воздействий с зад ным симметричным относительно мате матического ожидания распределением вероятностей значений. Базовый объект представляет соб источник случайных воздействий. построенных из выборки флуктуацион ного процесса, порожденного первич ным физическим датчиком шума. Корр ляционные свойства генерируемых генератором этих воздействий завис от ширины спектра первичного шума рудно контролируемых параметров различных элементов генератора. В связи с этим в базовом объекте отсутствуют точные априорные сведения о корреляционных свойствах генерируемых случайных воздействий и их некоррелированность может определяться и контролироваться лишь с помощью трудоемких тестовых проверок. Техническим преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с базовым объектом является то, что некоррелированность генерируемых воздействий полностью обеспечивается установкой определенных значений легко контролируемых параметров источника управляннцего случайного сигнала и не зависит от корреляционных свойств воздействий, вырабатываемых первичным источником. Таким образом, отпадает необходимость контроля корреляционных характеристик генерируемых устройством воздействий с помощью трудоемких статистических тестов, испсльзуемых для контроля воздействий, генерируемых базовым объектом, так как эти характеристики полностью определяются легко измеряемыми параметрами устройства. Экономический эффект, обусловленный использованием устройства, определяется экономией машинного времени, затрачиваемого на проведение тестовых проверок корреляционных характеристик генерируемых воздействий.

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащий первый источник случайного сигнала, выход которого сое- динен с обмоткой реле, вычитатель, о тлич ающий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора за счет получения симметричного относительно математического ожидания распределения, он содержит второй источник случайного сигнала, выход которого через размыкакщий контакт реле соединен с выходом генератора и входом вычитаемого.вычитателя непосредственно, вход уменьшаемого которого является установочным входом генератора, а выход вычитателя через замыкающий контакт реле соединен с выходом генератора. (Л М k у ft) Ъыхбд 1 yft)