Статистический анализатор Советский патент 1984 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к автомати КС и вычислительной технике и может быть использовано для выявления вид тренда при анализе статистических выб.орок; устройство предназначено для нестационарных случайных процессов. Известно устройство для определе ния характеристик случайных процессов, содержащее блок задания началь ных условий, блок управления, логический блок разрешения сравнения, блок сравнения, блок формирования, блок анализа гипотезы. Это устройство реализует непараметрический способ оценивания - критерий серий. До начала измерений в блок задания начальных условий предварительно вводятся средние значения анализируемого процесса на выборке заданного объема, а также минимальное и максимальное значения распределения серий 1 Л. Основным недостатком этого устройства является невозможность выделения участков нестационарности в исследуемом интервале, так как вероятность их определения зависит от объема выборки, а в рассматривае мо устройстве минимальное и максимальное значения распределения сери рассчитанное на заданный объем выборки, в блок задания начальных условий вносятся заранее. Ввиду невоз можности вьщеления участков нестационарности это устройство не решае и задачу вьщеления вида тренда на нестационарных участках. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения интервалов стационарности случайного процесса, содержащее генератор синхрош пульсов, первьм выход которого со единен с управляющим входом ключа, информационный вход которого являет первым входом устройства, блок срав нения, два счетчика, регистр, ана|Логовый блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, компараторы и блок формирования пороговых напряже НИИ, первьй и второй входы которого являются соответственно вторым и третьим входами устройства, а трети вход соединен с выходом первого сче чика, счетный вход которого объединен с управляющим входом аналоговог блока памяти. и подключен к первому выходу генератора синхроимпульсов. информационный вход аналогового блока памяти соединен с выходом ключа, а установочные входы аналогового блока памяти объединены с установочньми входами первого счетчика и подключены к первому вькоду блока сравнения, выход первой ячейки аналогового блока памяти соединен с первыми входами компараторов, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих ячеек, кроме первой, аналогового блока памяти, выходы компаратора соединены с установочными входами соответствующих разрядов регистра, управляющий вход которого соединен со вторым вькодом генератора синхроимпульсов, выход регистра подключен к входу второго счетчика, вькоды которого через цифроаналоговый преобразователь соединены с первым входом блока сравнения, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока формирования пороговых напряжений t2 J. Это устройство предназначено для выделения интервалов стационарности (и нестационарности) случайных процессов при произвольном объеме выборки. При анализе нестационарности участков случайного процесса одной из основных является определение наличия линейного тренда и знака тренда (неслучайной составляющей процесса) с целью последующего его удаления для стационаризации нестационарньк участков. Однако известное устройство не решает поставленной задачи. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения наличия линейного тренда и знака тренда случайного процесса;. Эта цель достигается тем, что статистический анализатор, содержащий блок памяти, первую группу п(.побъем выборки) схем сравнения, первую и вторую схемы сравнения, сумматор, блок вычитания, первый и второй счетчики, ключ и генератор синхроимпульсов, выход которого подключен ко входу первого счетчика и управляющему входу ключа, информационный вход которого является информационным входом анализатора, выход сумматора соединен с первыми входами первой и второй схем сравне3ния, вторые входы которых объедине ны и подключены к выходу блока вычитания, выходы схем сравнения являются соответственно первым и вто рым информационными выходами анали затора, содержит третий счетчик, узел пересчета, первую и вторую группы по и элементов задержки, вторую группу п схем сравнения и элемент запрета, информационный вход которого соединен с выходом ключа, выход элемента запрета подключен к входу блока памяти, при этом выход узла пересчета соединен с первыми входами сумматора и блока вычитания, вторые входы которых объединены и являются управляющим входом анализатора, выход первой ячейки блока памяти соединен с первыми входами первых схем сравнения первой и второй групп, выход i-и ячейки блока памяти ( ,...ti-1) подключен ко вторым входам (i-l)-x схем сравнения первой и второй групп и к первым входам 1-х схем сравненияпервой и второй групп, выход п-и ячейки блока памяти соединен с соответствующими входами h-x схем сравнения первой и второй групп, выходы п схем сравне ния первой группы через соответству щие ft элементов задержки первой группы соединены со входом второго счетчика, выход которого подключен к управляющему входу первой схемы сравнения, а выходы h схем сравнения второй груплы через соответству ющие элементы задержки второй групп подключены ко входу третьего счетчи ка, выход которого соединен с управ ляющим входом второй схемы сравнени а управляющие входы п схем сравнения первой и второй групп объединены с управляющим входом элемента за прета, входом узла пересчета и подключены к выходу первого счетчика. На Чертеже изображена структурна схема предлагаемого анализатора. Схема содержит первый вход 1, ключ 2, генератор 3 синхроимпульсов первьм счетчик 4, элемент 5 запрета сумматор 6, блок 7 вычитания, первую 8 схему сравнения, второй 9 и третий 10 счетчики, первую 11 и вто рую 12 группы задержки, первую и вторую 13 и 14 группы схем сравнени блок 15 памяти, управляющий вход-16 424 узел 17 пересчета, вторую схему 18 сравнения. Анализатор работает следующим образом. Перед началом работы коэффициент пересчета первого счетчика 4 устанавливается равным объему выборки Л, в которой производится выявление тренда (это же число h заносится в узел 17. На установочный вход 16 подается число лп, служащее для формирования порогов при проверке гипотезы о наличии линейного тренда. В исходном состоянии на выходе первого счетчика 4 имеется нулевой сигнал, поэтому элемент 5 запрета открыт. Работа анализатора начинается с момента запуска генератора 3 синхроимпульсов. Под воздействием вырабатыБаемых им сигналов замыкается ключ 2. и значения выборки со входа 1 через элемент 5 запрета поступает на блок памяти, последовательно заполняя его ячейки и запоминаясь в них. Одновременно счетчик 4 считывает число поступивших значений выборки и при достижении ее заданного объема п на выходе переполнения счетчика 4 появляется импульс, который закрывает элемент 5 запрета. Одновременно под действием этого сигнала с выхода узла 17 пересчета выдается число 1/2(п-1), которое поступает на входы блоков 6 и 7. На выходе блока вычитания - число 1/2(fi-1)-Лп , а на выходе сумматора 6 образуется число 1/2(h-1)+/5n , которые задают пороги сравнения в схемах сравнения 8 и 18. г Узел пересчета (пересчетная схема) может быть выполнена, например, в виде последовательного соединения блока вьиитания, уменьшающего вводимое число на единицу и блока деления на постоянное число, равное двум. Одновременно под воздействием сигнала с выхода счетчика 4 в схемах сравнения 13 и 14 осуществляется сравнение содержимого соседних ячеек блока 15 памяти. На выходах первой группы схем сравнения 13 формируется сигнал , при . , Х.О,.ПРИ и.,и. , а на выходах второй группы схем сравнения 14 формируется сигнал , при и.и- ; , при U, , S гдеи. и и- - содержимое (Л + 1)-й и 1-1 ячеек блока 15 памяти; х,У, - сигнал на выходе i-й схемы сравнения 13(14). Единичные сигналы с выхода схемы сравнения 13 (1Л) поступают че1)ез соответствующие элементы задерж ки 11(12) на входы сметчика 9 (10), где сзммируются. . На BbKojfxe счетчика 9 получается п-1 . . . сигнал , а на выходе счетчик .. Элементы задержки 11 / 1 1 и 12 необходимы для того, чтобы исключить одновременное поступление сигналов с выходов схем сравнения на.входы счетчиков и тем самым пред предить искажение результатов анали за. Величина задержкиЛТ-сигнала для i-ro элемента задержки может быть например, выбрана из условия (11) где Т; - период генератора 3. Числа счетчиков, 9 и 10 поступают на входы схем сравнения 8 и 18 соот 2 вётственно, В схеме сра-жения 8 осуществляется выполнение, условия у(п-и) (n-i)-(in , а в схеме сравнения 18 - условия J(n()(n-1) . Появление сигнала на выходе схемы сравнения 8 свидетельствует о наличии линейного положительного тренда,а на выходе схемм сравнения 18 - о нали чии линейного отрицательного тренда. Отсутствие сигналов на вьгходе схем 8 И18 означает отсутствие лирейного тренда в анализируемой выf f .борке. Поскольку процесс анализа происхо|цит между п-м и ()-M импульсом генератора 3, то с появлением (n+i)-ro импульса генератора 3 начинается автоматически новый цикл анализа. Применение предлагаемого устройства .позволяет повысить точность классификации случайных процессов по признаку стационарный-нестационарный и определять вид нестацнонарности, что существенно расширяет возможности исследования случайных, процессов.

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР , содержагдий блок памяти, первую группу п ( п - объем выборки) схем сравнения, .первую и вторую схемы сравнения, сумматор, блок вычитания, первый и второй счетчики, ключ и генератор синхроимпульсов, выход которого подключен к входу первого .счетчика и управляющему входу ключа, ин-формационньй вход которого является информационным входом анализатора, выход сумматора соединен с первыми входами первой и второй схем сравнения, вторые входы которых объединены и подключены к выкоду блока вычитания, выходы схем сравнения являются соответственно первым и вторым информационными выходами анализатог ра, отличающийся тем, .что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения наличия линейного тренда и знака тренда случайного процесса, он содержит третий счетчик, узел пересчета, первую и вторую группы по п элементов задержки, вторую группу п схем сравнения и элемент запрета, информационный вход которого соединен с выходом ключа, выход элемента запрета подключен к. входу блока памяти, при зтом выход узла пересчета соединен с первыми входами сумматора и блока вычитания, вторые входы которых объединены и являются управляю.щим входом анализатора, выход первой ячейки блока памяти соединен с первыми входами первых схем сравнения первой и второй групп, выход S-й ячейки блока памяти ( i 2,... п-1) подключен к вторым входам (-1)-x схем сравнения nepBofi и второй групп и к первым входам i-x схем сравнения первой и второй групп, выход п-й ячейки блока памяти соединен с соответствующими входами п -х схем сравнения первой и второй групп, выходы fi схем сравнения первой группы через соответствующие П элементов задержки первой группы соединены с , .входом второго счетчика, выход котоN9 рого, подключен к управляющему вхо4 ду первой схемы сравнения, а выхоСО ды п схем сравнения второй группы че4;; рез соответствующие элементы задержto ки второй группы подключены к входу третьего счетчика, выход которого соединен с управляющим входом второй схемы сравнения, а управляющие входы п схем сравнения первой и второй rpynh объединены с управляющим входом элемента запрета, входом узла пересчета и подключены к выхо- . ду первого счетчика.