Устройство для определения интервалов квадратичной аппроксимации процессов Советский патент 1985 года по МПК G06G7/52 

входу блока выделения экстремума, . выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ второй выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены,соответственно к первому и второму выходам порогового блока, управляющий вход блока коммутаторов бъединен с входами сброса всех масштабирующих блоков сумматоров, блока выделения экстремума, блока вычисления дисперсии, интеграторов и соединен с выходом элемента ИЛИ, выход блока коммутаторов является выходом устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ КВАДРАТИЧНОЙ АППРОКСИМАЦИИ ПРОЦЕССОВ, содержащее блок коммутаторов, пороговый блок, блок вычисления дисперсии, первш и второй интеграторы, масштабирующие блоки, первьш сумматор, первый информационный вход блока коммутаторов объединен с входами первого интегратора и первого блока умножения и соединен с входом устройства, второй информационный вход блока коммутаторов подкючен к выходу второго масштабирующего блока, вход которого соединен с выходом первого интегратора, вход третьего масштабирующего блока еоеди рц с выходом первого суммато .-./-- , пё|йый вход которого подключен к выходу второго интегратора, вход которого подключен к выходу первого масштабирующего блока, второй вход первого сумматора соединен с входом первого интегратора, выход блока вычисления дисперсии подключен к первому входу порогового блока, о т л и-чающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент ИЛИ, блок выделения экстремума, сумматоры, интеграторы, масштабирующие блоки, выход первого масштабирующего блока соединен с входом пятого масштабирующего блока, выход которого подкшочеи к входу шесто -о масштабирующего блока и входу третьего интегратора- входы седьмого и восьмого масштабирукмцих блоков объе.цннены и соединены с выходом второго интегратора, входа девятого и десятого масштабирующих блоков объединены и подключены к выходу третьего интегратора, выход шестого масштабирующего блока соединен с входом четвертого интегратора, выход которого подключен к выходу одиннадцатого (Л масштабирующего блока, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого под-, ключей к выходу восьмого масштабирующего блока, выход десятого масштабирзтощего блока соединен с третьим входом второго сумматора, четвертый вход которого объединен с первым входом третьего.сумматора, и подклюсо чен к выходу первого интегратора, 00 Од выход седьмого масштабирующего блока соединен с вторым входом третьего сумматора, третий вход которого подключен к выходу девятого масштабирующего блока, выход сумматора соединен с входом двенадцатого масштабирующего блока, выход которого подключен к второму входу порогового блока и к третьему информационному входу блока коммутаторов, выход второго сумматора соединен с входом тринадцатого масштабирующего :блока, выход которого подключен к третьему входу порогового блока и к

Изобретение относится к специали 5}ированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования случайных процессов. Цель изобретения - повышение точ ности, В данном устройстве оценка средн го значения в форме: MlxCt) 51 (V:-Cp-(t,C) , J (1) где М Г 7 - среднее значение случайного процесса; )f-(F - .); + 1); .,, (f,(t,o)(p- - р- 1) нестационарные ортонормированные полиномы Лежандра; ce(0,t) - момент наблюдения иссл дуемого процесса на ин тервале (О , t ); оj (,1 ,2 ,3) - коэффициенты ортогонального раз ложения, оценки которых определя ются по реализации процесса на интервале (0,t). Точность оценки среднего значени процесса x(t) На исследуемом интервале (0,t), учитывая, что /4j(t,) /б1, и обеспечивается монотонное убывание коэффициентов раз ложения, т.е. можно оценить величиной коэффициента , т.е. величиной коэффициента отбрасываемого члена в выражении (1). Если погрешность измерений (дисперсия) 6 процесса x(t) известна, то выполнение условия U,U i(, (3) где v - эмпирический коэффициент, определяющий требования по точности, (1 ), обеспечит нахождение интервала квадратичной аппроксимации среднего значения исследуемого процесса с указанной точностью. Для широкого класса процессов, производные которых меняют знак, условие (2) может не выполняться и для нахождения квадратичного аппроксимирующего полинома необходимо выполнение, помимо условия (3), также условия гЬ (4) Кроме того, анализ изменения коэффициентов аппроксимации полинома в зависимости от длины интервала аппроксимации доказывает, что условий /3) и (4) дпя нахождения интервала квадратичной аппроксимации полинома недостаточно, что необходимо при последовательном отслеживании условий (3) и (4) еще контролировать, чтобы значение не переходило через максимум. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 схема Формирователя коэффициента ортогонального разложения второго порядка и третьего порядка в связи с элементами формирователей нулевого и первого порядка. Устройство для выбора интервала .квадратичной аппроксимации содержит формирователи 1-4 коэффициентов ортогонального разложения соответственно нулевого порядка, первого, вто3

рого и третьего порядка, блок 5 вы- числения дисперсии, блок 6 коммутаторов, пороговый элемент 7, элемент ИЛИ 8, блок 9 выделения экстремума, вход 10 устройства; формирователь 1 содержит интегратор 11, масштабирующий блок 12; формирователь 2 содержит .масштабирующий блок 13, интегратор 14, масштабирующий блок 15, сумматор 16, масштабирующий блок 17; формирователь 3 содержит масштабирующие блоки 18 и 19, интегратор 20, масштабирующий блок 21, сумматор 22, масштабирующий блок 23; формирова.-. тель 4 содержит масштабирующие блоки 24 и 25, сумматор 26, масштабирующие блоки 27 и 28, интегратор 29, масштабирующий блок 30,

: Устройство работает следующим об1разом.

Исследуемый сигнал x(t) (фиг.1) поступает одновременно на входы формирователей 1-4 коэффициентов разложения, блок 5 вычисления дисперсии и первый вход блока 6 коммутаторов,

В формирователе нулевого порядка исследуемый сигнал поступает непосре ственно на вход интегратора 11 текущих значений, а в остальных формирователях 2-4 исследуемый сигнал последовательно умножается с помощью блоков 13, 18 и 28 (фиг.2) на текущее время t и затем подается на входы соответствующих интеграторов 14,20 и 29, Интеграторы определяют сигналы на своих выходах в соответствии с выражением

(.o+t

t obiXH-j (-} ,

V

v-t

8«. 14 (1)jt

Vt

(г)г,

.| 02/

8ЫК 20

i,ti

,

flblX 28

0где t - интервал аппроксимации.

Сигнал с выхода интегратора 11 Текущих значений поступает на первый вход сумматоров 16,22 и 26 и одновременно через блок 12 - на второй вход блока 6 (фиг,1), сигнал с выхода

193697 -4

блока 12 (фиг.2) характеризуется

выражением

x(C)d

(6)

и

вЫХ 2

которое определяет оценку коэффициента нулевого порядка в ортогональном разложении (1).

Выходной сигнал интегратора 14 формирователя коэффициента ортогоoнального разложения нулевого порядка через блоки 15,19 и 24 поступает одновременно на вторые входы сумматоров 16,22 и 26, причем сумматор 16 по второму входу имеет коэффициент 5 передачи, равный 2, сумматор 22 равный 6, а сумматор 26 - соответственно равный 12.

Выходной сигнал интегратора 20 формирователя коэффициента ортого0нального разложения второго порядка через блоки 21 и 25 поступает одновременно на третьи входы сумматоров 22 и 26, причем сумматор 12 по этому входу имеет коэффициент передачи,

5 равный 6, а сумматор 26 - соответственно равный 30.

Выходной сигнал блока 25 через блок 30 поступает на четвертый вход румматора 26. Коэффициент передачи, по этому входу, равен 20.

0

Сигналы с выходов сумматоров 16, 22 и 26, пройдя соответствующие блоки 17,23 и 27, представляют собой оценки коэффициентов ортогонального разложения первого, второго и третье5го порядков, т.е, te+t

Ub... .()J

0

0

-JTJ (-f)Mt)J, (7)

вЫ 23

0 toH

ГГ faoc 301; 121 „

5

HTU-T -FTT S

BMX 2

л А

где ,о( - оценки соответствующих коэффициентов 50 (1).

Сигналы с выходов блоков 17, 23 и 27 поступают на соответствующие входы блока 6 (фиг.2), причем выходной сигнал формирователя 3 одновременно 55 поступает на первый вход порогового элемента 7, на третий вход которого поступает сигнал с выхода формирователя 3. Сигнал с этого же формиро