Устройство для оценки отношения корреляционных моментов второго и первого порядков Советский патент 1986 года по МПК G06G7/19 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для измерения отношения корреляционных моментов второго и первого порядков двух эргодических стационарных и стацио- нарно :вязанных центрированных случайных процессов x(t) и y(t)

К ,

ДСУ

РУИ.

где РухС) нормированная взаимокорреляционная функция процессов.

Целью изобретения является цовы- шение точности устройства.

Параметр к является самост.оятель- ной характеристикой форм взаимокорре- ляционной функции () . Кроме того.

если

y(t) h(u)x(t - u)du, т.е. является выходом линейного звена с импульсной характеристикой h(u), то подставляя, производя замену переменных, можно показать, что

К

M2(h)

+ Mf (Ь1 . Mllx)J

M/ChU И,(Ь) М,(х) ) u h(u)du ,- моментьГимО

пульсной характеристики;

«о

М(х) C kJ(( i)d - момент корре0 „

ляционной функции к () входного про -о , .

цесса x(t).

Таким образом, имеется возможност оценивать параметр линейного звена, что весьма важно при диагностике, ресурсных испытаниях, идентификации, в частности, механического оборудования.

Если диагностируемый объект имеет нулевой коэффициент передачи при частоте «4 О, то ) О ji получаем, что

K/Mjh) О М СЮ/М/Ь),

т.е. для идентификации не нужно значение характеристик входного процесса

ЧV),,ttl-huvгз t)j 1лд xit-tj cit.

о

100«

,5it-t t -v.(,.,((t.c,dVy(MH, в л/

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый 1, третий 2, пятьш 3, второй 4, четвертьш 5 и шестой 6 фильтры нижних частот, первый сумматор 7, второй сумматор 8, блок 9 вычитания, ключ 10, блок 11 умножения, интегратор 12, широтно- импульсный модулятор 13 и блок 14 ре- гистрации.

Фильтры 1-6 имеют передаточные функции W(P) 1/(1 + Тр) (где Т - iпостоянная времени). Фильтры 1,2,3 образуют фильтр с импул1 сной характеристикой h (t) Ч е - 1/Т и передаточной функцией W/(Р) 1/(1 + + Т(, ) ; фильтры 4,5,6 и сумматор 7 образуют импульсную характеристику h (t) (1,5 - 3pi +p 1. и пере1,5

5

0

даточную функцию W. (Р) т-f-r;- . 1 -т- In

1

5

--;-;j;-p + (T-;-f-)3- ; фильтры

4,5 и сумматор 8 - импульсную характеристику hjd)) ре Р (1,5 -pt)

и

1.5

передаточную функцию W (Р) 1 . Тр

(.;

Первьш вход сумматора 7 имеет, ве- g совой коэффициент 1,5, второй вход - коэф(1)Ициент -3, третий вход - коэффициент 1, первый вход сумматора 8 имеет весовой коэффициент 1,5, второй вход - коэффициент -1, третий вход - коэф(|)ициент -0,5.

Устройство работает следунмцим образом.

При подаче на входы устройства центрированных случайных процессов x(t) и y(t) на выходе фильтра 3 име-;

5

0

ется сигнал ) h (f)x(t- t)

о .. . на вьжоде сумматора 7 Zj,(t)

со

-Sh( t)y(t -t,), на выходе сум-ос-

матора 8 Z(t) hj( Jpy(t

50

в - y(t). На вькоде блока 11 умножения

.получаем:

31244678

где h(t) - коммутирующая функция клю- ча 10, равная Л во время / замкнутого ключа и равная -Д во время открытого ключа (здесь Т - период

00 ОО

импульсов широтно-импульсног лятора 13, А - постоянная). тор 12 оценивает математичес дание сигнала Z.,(t): оа °

ОО

..,(г.-с

xJfJk,),UA .

U а где М - оператор математического

ожидания;

h(t) - среднее.значение коммутирующей функции ключа 10; 15 4(-v) (t)x

)cx(t- t)j- взаимокорреляционная функция.

В установившемся режиме сигнал на входе широтно-импульсного модулятора 20 13 равен нулю, т.е. h(t) К за счет . изменения скважности модулятора. Тогда

0000

1-Л

}((И °

H,lTlK,y(f,df4 jH,)K,j,

25

первого порядков, содержаще второй, третий и четвертый нижних частот, входы первог рого из которых являются пе вторым информационными вход ройства соответственно, пер рой сумматоры, причем выход фильтра нижних частот соеди вым входом второго сумматор вычитания, интегратор, широ пульсный модулятор, ключ, б жения и блок регистрации, в рого соединен с выходом шир пульсного модулятора, подкл к управляющему входу ключа, торого соединен с инвертиру дом блока вычитания, выход подключен к первому входу б ножения, выход интегратора с входом широтно-импульсног тора, отличающеес что, с целью повьш1ения точн в него введены пятый и шест тры нижних частот, причем в вого фильтра нижних частот ледовательно соединенные тр тьш фильтры нижних частот п к второму входу блока умнож ход которого соединен с вхо ратора, выход второго фильт частот соединен с первым вх вого сумматора и через четв фильтр нижних частот соедин рыми входами первого и втор торов соответственно и с вх того фильтра нижних частот, торого соединен с третьим вх вого сумматора, выход котор ключен к неинвертируемому вх ка вычитания, третий вход в сумматора является вторым и онным входом устройства, вых го сумматора соединен с инфо ным входом ключа.

J ,yii)d r Jn l lic yltUI

-.e.0

Произведенный выбор весовых коэффициентов в импульсных характеристи- ках Ц (t ), h(O, h2(1) приводит к тому, что

H2(t)

НзК) H/t) f-e-f .

Тогда после перехода к нормированным корреляционным функциям ( С )

6; Л ) . K,y(t) , (t) получим,

что h, определяемое блоком 14 регистрации, является при достаточно больших и времени интегрирования оценкой отношения корреляционных моментов второго и первого порядков:

h(t)5;f К -|- .

Результаты измерений могут быть получены как в аналогичной форме в виде электрического сигнала, так и в цифровой форме.

Формула изобретения

Устройство для оценки отношения корреляционных моментов второго и

импульсов широтно-импульсного модулятора 13, А - постоянная). Интегратор 12 оценивает математическое ожидание сигнала Z.,(t): оа °

15

20

5

5

0

5

0

5

первого порядков, содержащее первый, второй, третий и четвертый фильтры нижних частот, входы первого и второго из которых являются первым и вторым информационными входами устройства соответственно, первый и второй сумматоры, причем выход второго фильтра нижних частот соединен с первым входом второго сумматора, блок вычитания, интегратор, широтно-им- пульсный модулятор, ключ, блок умно- жения и блок регистрации, вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, подключенным к управляющему входу ключа, выход которого соединен с инвертирующим входом блока вычитания, выход которого . подключен к первому входу блока умножения, выход интегратора соединен с входом широтно-импульсного модулятора, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности,- в него введены пятый и шестой фильтры нижних частот, причем выход первого фильтра нижних частот через последовательно соединенные третий и пя- тьш фильтры нижних частот подключен к второму входу блока умножения, выход которого соединен с входом интегратора, выход второго фильтра нижних частот соединен с первым входом первого сумматора и через четвертый фильтр нижних частот соединен с вторыми входами первого и второго сумма торов соответственно и с входом шестого фильтра нижних частот, выход которого соединен с третьим входом первого сумматора, выход которого подключен к неинвертируемому входу блока вычитания, третий вход второго сумматора является вторым информационным входом устройства, выход второ го сумматора соединен с информационным входом ключа.

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения х тношения корреляционных моментов второго и первого порядков двух эргодических стационар- ных и стационарносвязанньЬс центрированных случайных процессов x(t) и y(t). Цель изобретения - повьшение точности устройства, которое достигается новой организацией связ ей между известными блоками, введением двух дополнительных фильтров нижних частот и использованием весовых коэффициентов в сумматорах. Измеряемый параметр является характеристикой формы взаимокорреляционной функции двух стационарных и стационарносвязанных центрированных сигналов, используется при диагностике, ресурсных испьгга- ниях механических объектов, т.к. характеризует параметры их импульсной характеристики. 1 ил. i (Л N9 4 4 Од 00

Т2

L

W

Редактор М.Циткина

Составитель Е.Ефимова

Техред М.Ходанич Корректор ,А..Обручар

Заказ 3919/52 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного ко1читета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4