Цифровой определитель дисперсии Советский патент 1986 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к области автоматики и вьгчислительной техники и может быть использовано для скользящего определения дисперсии в устройствах цифровой обработки аналоговой информации, в системах автоматического контроля и управления.

Цель изобретения - сокращение времени определения оценки дисперсии стационарных процессов.

В устройстве определяется квадрат разности 4Dj (Dnj-D|.,) , который сравнивается Со своим пороговым значением Н.

При вьтолнении неравенства

ЛБ; 6 Н

(1)

к раз считается, что допустимая погрешность оценки дисперсии меньше порогового значения и процесс уточнения оценки дисперсии прекращается.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

- Цифровой определитель дисперсии содержит блок 1 индикации, элемент И 2, регистр 3, элемент 4 сравнения, дополнительный квадратор 5, дополнительный компаратор 6, аналого- цифровой преобразователь 7, блок 8 оценки математического ожидания,, компаратор 9, квадратор 10, блок I1 умножения, реверсивный счетчик

12, блок 13 элементов И, блок 14 переключения режимов, делитель 15 частоты, элемент 16 запрета, суммирующий счетчик 17, ключ 18 и генератор 19 импульсов.

Алгоритм работы устройства описывается следующими вьфажениями

ONM 2 .rii7T 4AN, (2)

I N , где D| ,Dyj - значения оценок дисперсии на выходе устройства при N-OM и (N-l)-oM тактах его работы соответственно;

А,А.., - значения оценок математического ожидания на выходе блока оценки математического ожидания при N-M и (N-0-M тактах его работы соответственно.

Цифровой определитель дисперсии работает следующим образом.

В исходном состояний счетчики 12 и 17 находятся в нулевом состоя051552

НИИ5 ключ 18 закрыт сигналом блока 14 переключения режимов, коэффициенты передачи блока 11 умножения и делителя частоты 15 равны двум. С

5 поступлением каждого элемента выборки, начиная с третьего, они увеличиваются на единицу.

Исследуемый случайный процесс .X(t) подается на аналого-цифровой

10преобразователь 7. С информационного выхода преобразователя 7 мгновенные значения исследуемого сигнала (элементы выборки) X; поступают в блок 8 оценки математическо15 го ожидания, Б блоке 8 оценки математического ожидания определяется текущее среднее Ац с поступлением ка;к,цого элемента выборки. С блока оценки математического ожидания

20 каждое значение текущего среднего Ау поступает в компаратор 9, где оно сравнивается с предыдущим средним А.|.,. Разность средних значений &А начиная с (N-2)-ro поступа25 ет через квадратор 10 и блок 11 умножения с коэффициентом умножения N на вход вычитания реверсивного счетчика 12, В результате в счетчике 2 будет записан дополнительный

30 код числа N.

Так, для двух элементов выборки (N-2) в компараторе 9 образуется

у Хг-Х

на выхо

разность

де квадратора 10 - ЬАг, а на выходе блока 11 - число 2 -А, которое равно дисперсии Dg двух элементов выборки. Это число поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 12, в котором оно записьшается в допол- ительном коде.

С выхода окончания преобразования аналого-цифрового преобразовате- .гш 7 в блок 14 переключения режимов

поступают сигналы об окончании каждого элемента выборки Х . По этим сигналам начиная с второго элемента выборки Х„ блок 14 переключения режимов формирует сигнал управления,

который поступает на первый управляющий вход ключа 18. Ключ 18 открывается и импульсы с генератора 19 поступают на вход суммирования реверсивного счетчика 12, а также на

входы делителя 15 частоты и элемента 16 запрета. Элемент 16 запрета срабатывает в моменты появления выходных сигналов с делителя I5 частоты

3

и в эти моменты не пропускает импульсы на вход суммирующего счет- чика 17, Остальные импульсы, не крные V ,проходят через элемент 16 запрета и записьшаются в суммирующем счетчике 17. Так, при определении J , на второй вход реверсивного счетчика 12 поступает число импульсов J а на суммирующий счетчик 17 с выхода элемента запрета - число импульсов Bj- - . К этому моменту реверсивный счетчик 12 обнуляется и на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй управляющий вход ключа 18, закрывая его, на управляющий вход блока 13 элементов И для переноса дополнительного кода(1)2-- из суммирующего счетчика I7 в реверсиный счетчик 12 и на шину сброса суммирующего счетчика 17 для установки его в нулевое состояние.

Блок. 14 переключения режимов формирует сигнал, который поступает с его второго выхода на управляющие входы блока 11 и делителя 15 частоты, увеличивая на единицу их коэффициент передачи (равны 3. Тогда с приходом очередного элемента выборки X в блоке 8 оценки математического ожидания определяется текущее среднее Aj, в компараторе 9 образуется разность и АЗ А,-А2 и в реверсивный счетчик 12 введен дополнительный код числа ЗдА,. В результате в счетчике 12 записьтается дополнительный код дисперсии:

Ю,В,,.

В дальнейшем работа устройства повторяется с приходом каждого элемента выборки AJ. В результате в реверсивном счетчике I2 образуется код текущей дисперсии Вц, удовлетворяющий., соотношению (2). Этот код поступает на выход устройства и на вход дополнительного компаратора 6 где он Сравнивается с предыдущим значением оценки дисперсии Df.j . Разность ., поступает на вход дополнительного квадратора 5, возводится в квадрат и значение iDjj поступает на первый вход элемента сравнения А, на второй вход

ВНИМ1И Заказ 8536

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, А

которого подается пороговое значение Н, характеризующее пороговую величину погрешности определения

9

оценки дисперсии дDy, Элемент Д сравнения проверяет выполнение неравенства (1). При удовлетворении этого неравенства в регистр 3 записывается 1, в противном случае - О. Регистр 3 накапливает К решений

элемента 4 сравнения, при наличии на е,го выходе равно К 1 элемент И 2 выдает импульс на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя и блока I индикации, прекращая тем самым работу устройства. При наличии на входе элемента И 2 равно К О импульс окончания работы на вход блока 1 индикации и управляющий вход преобразователя 7

не поступает.

Работа регистра 3 синхронизируется импульсами генератора 19. Блок 1 индикации сигнализирует об окончании работы устройства, т.е. об определении оценки дисперсии D с заданной точностью Н.

Ф-о рмула изобретения

Цифровой определитель дисперсии по авт.св. № 767772, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения оценки дисперсии стационарных процессов, в него введены дополнительный компаратор, дополнительный квадратор, элемент сравнения, регистр,элемент И и блок индикации, вход которого соединен с выходом элемента И и входом останова аналого-цифрового преобразователя, информационные входы элемента И соединены с выходами регистра, тактовый вход которого сое-. инен с выходом генератора импульсов, а информационный вход регистра соединен с выходом элемента сравнения, первый информационный вход которого является входом установки порогового значения погрешности ценки дисперсии устройства, а вто- рой информационный выход - соединен с выходом дополнительного квадатора , вход которого подключен к Ыходу дополнительного компаратора, ход которого соединен с выходом

еверсивного счетчика.

аж 709 Подписное

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для скользящего определения дисперсии в устройствах цифровой обработки аналоговой информации, В системах автоматического контроля и управления. В устройство введены дополнительный компаратор 6, дополнительный квадратор 5, элемент сравнения 4, регистр 3, элемент 2 И и блок 1 индикации. Это позволяет сократить время определения оценки дисперсии стационарных процессов путем сравнения допустимой погрешности оценки дисперсии АО , гдедО (0 -D„., .I N-I - значения оценки дисперсии при N иН-1 такте работы устройства, с пороговым значением Н, т.е. выполнения неравенства дОцй Н. 1 ил. г- „ , Ч