Устройство для определения характеристик случайных процессов Советский патент 1986 года по МПК G06G7/52 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может найти применение при анализе случайных процессов в различных областях техники. .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения проверки условия эргодичности исследуемых процессов.

На чертеже представлена блок-схема устройства для определения характеристик случайных процессов.

Устройство содержит дополнительный коммутатор 1, счетчики 2 и 3, ключи 4 и 5, блок 6 управляемой задержки, синхронизатор 7, перемножители 8 и 9, накопительные счетчики 10-12, цифро- аналоговый преобразователь 13, блоки 14 и 15 деления, квадратор 16, лок 17 вычисления, регистратор IS, нормализатор 19, коммутатор 20, ключи 21, блок 22 определения функции интенсивности, дополнительные блоки 23 определения функции интенсивности, блок 24 сравнения, группу элементов 25 сравнения, генератор 26 эталонных напряжений, элемент ИЛИ 27, блок 28 индикации .

Устройство для определения характеристик случайных процессов работает следующим образом.

В исходном состоянии вход устройства замкнут на первый выход переключателя 1. Случайньй процесс x(t) поступает на вход нормализатора 19, где центрируется по математическому ожи- Данию x(t) и нормируется по средне- квадратическому значению S .

x(t) - x(t)

-g---.

Нормированный процесс поступает в блок 22 определения функции интенсивности и через ключи 21, открываемые в различные моменты времени подаваемым на их управляющие входы разрешающим напряжением с коммутатора 20,- на дополнительные блоки 23 определения функции интенсивности, В блоках 22 и 23 вычисляется функция интенсивности процесса

f(x) Т F(x)

S,(t)

(1)

U(x)

(2)

где F(x), f(x) - функция заспределе- ния и плотность вероятности случайного процесса.

5

0

5

0

5.

0

3

0

Напряжение, пропорциональное U(x), вычисленной на всей ;1,лине реализации (блок 22) и на различных ее участках (блоки 23), поступает соответственно на первые входы элементов 25 сравне-. ния и на входы блока 24 сравнения. В случае равенства напряжений на выходах блоков 23, что свидетельствует о стационарности процесса с выхода блока 24 сравнения на вход блока 26 эталонных напряжений, поступает отпираю- лр-1й си гнап, в результате чето на рые входы элементов 25- сравнения подаются эталонные напряжения, величина каждого из которых соответствует величине функции интенсивности случайного процесса с определенным видом закона распределения при заданном уровне анализа. При совпадении напряжений на входах одного из элементов 25 сравнения с его выхода на блок 28 индикации подается управляющий сигнал, соответствующий, в зависимости от номера сработавшего элемента 25, тому или иному виду закона распределения, общее число которых определяется числом элементов 25 сравнения. При нестаци- онарности входного процесса значения функции интенсивности на вьпсодах бло- ков 23 различны, сигнал на выходе блока 24 отсутствует, блок 26 заперт. В этом случае ни один из элементов 25 сра.внения не срабатывает и блок 28 индикации не работает. Если же процесс стационарен, то управляющий сигнал с выхода элемента 25 проходит через элемент РШИ, 27 и переводит коммутатор 1 во второе положение, одновременно запуская синхронизатор 5. С его выходов начинают поступать последовательности синхроимпульсов длительностью ty, причем с первого выхода - с частотой Fj, с второго выхода - с частотой mFj., , где га - число точек анализа на выборке стационарного процесса. Импульсы синхронизатора 5 подсчитываются соответственно счетчиками 2 н 3 , Первым синхроимпульсом с первого выхода синхронизатора 5 блок 4 управляемой .задержки настраивается на время задержки t , вторым - на

время

1

и т. д,

1

до с

N

(N, емкость

счетчика 2). Синхроимпульсы с второго выхода синхронизатора 7 замыкают на 5 время ti, ключи 4 и 5, обеспечивая прохоясдение через них дискретных отсчетов X|(t) (i 1,m) выборки исходного x(t) и задержанного x(t-t j) про

цессов (J 1,N). По мере поступления импульсов с второго выхода синхронизатора 7 в накопительных счетчит

ках 11 и 12 формируются суммы х (t)

i.1

ITl

И XI X|(t-Lj), В счетчике 10 - сумма

i-1 1

X . (t)x. (t-tj). Синхроимпульсы с п ервого выхода синхронизатора 7 подключают на время t счетчики 11 и 12 к входам перемножителя 9, а счетчик 10 - к первому входу блока 14 деления Этими же синхроимпульсами снимаются, показания счетчика 3, которые преобразуются в напряжение в цифроаналого- вом преобразователе 13 и поступают на второй вход блока 14 деления, а также возводятся в квадрат в квадраторе 16 и подаются на второй вход блока 15 деления. Результат умножения в блоке 9 и деления в блоке 15 вычитается в блоке 17 вычитания из peayjibTara деления в блоке 14..

Таким образом, в результате воздействия на устройство каждого из импульсов (начиная со второго) с первого выхода синхронизатора 7, на вход регистратора 18 (например, осциллографа) поступает сигнал, пропорциональный значению функции корреляции k(4) исходного и задержанного случайных процессов.

K,a.))

K.,(t)( (b Фиксируемая регистратором 18 совокупность значений k, (tj- ) отображает зависимость корреляционной функции от временного рассогласованияt между - отсчетами реализации процесса.

П. заполне,;ии счетчика 2 ка его выходе формируется управляющий импульс, выключающий синхронизатор 7 и переключающий коммутатор 1 в исходное положение. На этом работа устройства прекращается.

Формула из

о б р е т

е н и я

Устройство для определения характеристик случайных процессов по авт, св. № 1098011, отличающе е- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения проверки условия эргодич

10

.

20

25

30

3

40

45

50

55

118

ности исследуемых процессов, оно содержит дополнительный коммутатор, первый и второй счетчики, два дополнительных ключа, блок управляемой задержки, синхронизатор, два перемножителя, элемент ИЛИ, два блока деления, три накопительных счетчика, квадратор, регистратор, блок вычитания и цифроанапоговый преобразователь, выход которого соединен с первым входом первого блока деления непосредственно, а через квадратор - с первым входом второго блока деления, выходы первого и второго блоков деления подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого соединен с входом регистратора, второй .вход второго блока деления соединён с выходом первого перемножителя, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго накопительных счетчиков, выход третьего накопительного счетчика соединен с вторым входом первого блока деления, информационный вход дополнительного коммутатора является информационным входом устройства, первый управляющий вход дополнительного коммутатора объединен с входом управления режимом синхронизатора и подключен к выходу первого счетчика, второй управляющий вход дополнительного коммутатора и вход запуска синхронизатора объединены и подключены к выходу элемента Hnii, первый инфор-. мационный выход дополнительного коммутатора соединен с входом нормализатора, а второй информационный выход дополнительного коммутатора подключен к информационным входам блока управляемой задержки и первого ключа, выход которого соединен со счетным входом первого накопительного счетчика и первым входом второго пере- множителя, при этом первый выход синхронизатора подключен к управляющему входу блока управляемой задержки, к счетному входу первого счетчика и к установочным входам второго счетчика, первого, второго и третьего накопительных счетчиков, второй выход син-. хронизатора .соединен с управляющим входом первого, и второго ключей и .счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход блока управления задержки соединен с информационным входом второго ключа, выход которого соединен со счетным

51246118

входом первого накопительного счетчика выход которогоподключен ксчетыому вхо- и свторым входомвторого перемножителя дутретьего накопительного счетчика.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может найти применение при анализе случайных процессов в различ-. ных областях техники. Целью изобретения является распшрение функциональ d -;„ J шша мМшМиМШйшШИм ных возможностей устройства за счет обеспечения проверки условия эргодичности исследуемых процессов. Устройство содержит дополнительный коммутатор, счетчики, ключи, блок управляемой задержки, синхронизатор, перемно- жители, накопительные счетчика, цифро- аналоговый преобразователь, блоки деления, квадратор, блок вычисления, регистратор, нормализатор, коммутатор, блоки определения функции интенсивности, блок сравнения, группу элементов сравнения, генератор эталонных напряжений, элемент ИЛИ, блок индикации с соответствующими функциональными связями. 1 шт. § т :В ю 4 Од го

д«;

-do

Редактор В.Иванова

Составитель Э.Сечина

Техред О.Гортвай Корректор А.Обручар

Заказ 4003/43 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиг рафическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4