Устройство для вычисления производной взаимоструктурной функции Советский патент 1987 года по МПК G06F17/15 

112887

Изобретение относится к области измерения характеристик случайных процессов и предназначено для определения в реальном масштабе времени производной взаимоструктурной функ- ции текущих стационарных случайных процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности определения производной взаимоструктурной функции процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - структурная схема блока коммутации; на фиг.З - таблица, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит (фиг.) второй вход 1 синхронизации, распределитель 2 импульсов, п накапливающих сумматоров 3 третьей группы, п регистров 4 второй группы,п накапливающих сумматоров 5 второй групW

t5

20

52

npji, n регистров 6 первой группы, пе вый вход 7 синхронизации, группу эл ментов И 8, группу сумматоров 9, вт рой вход 10 задания текущей разност процессов, группу элементов И-НЕ 1 группу блоков 12 умножения, первый вход 13 задания текущей разности пр цессов, вторую группу блоков 14 дел ния, первый вход 15 задания текущего временного интервала, группу блоко 16 коммутации, второй вход 17 задания текущего временного интервала, первую группу из ш накапливающих су маторов 18, m счетчиков 19 группы, m блоков 20 деления первой группы.

Блок коммутации содержит (фиг.2 первый вход 21, m ключей 22, второй вход 23, третий вход 24, дешифрато 25, m элементов И 26.

Производная взаимоструктурной функции определяется согласно формуле

25

.1

) (t) - y(t) j ; (Т) Urn Jim )-xit+c+i)T- rxabYlt+5

Eim

Л

M Л fzi ) (t+t) llHxiti i Д)

л

(I)

где 6 - аргумент структурной функции;Л - шаг приращения.

Устройство может работать в следующих режимах: вычисление производной взаимоструктурной функции входного процесса с регулярной дискретизацией и вычисление производной взаимоструктурной функции входного процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами.

Устройство работает следующим образом.

На вход 1 устройства поступают синхроимпульсы первого входного процесса, по которым осуществляется обнуление соответствующих сумматоров 3, регистров 4 и 6, п сумматоров 5. Таким образом, в сумматорах 3 и 5 происходит суммирование в соответствии с принципом циркуляционной организации памяти.

На вход 10 устройства поступает текущая разность между первым и вторым входным процессом:

UJ

1.3

ху

У

5

0

52

npji, n регистров 6 первой группы, первый вход 7 синхронизации, группу элементов И 8, группу сумматоров 9, второй вход 10 задания текущей разности процессов, группу элементов И-НЕ 1 I, группу блоков 12 умножения, первый вход 13 задания текущей разности процессов, вторую группу блоков 14 деления, первый вход 15 задания текущего временного интервала, группу блоков 16 коммутации, второй вход 17 задания текущего временного интервала, первую группу из ш накапливающих сумматоров 18, m счетчиков 19 группы, m блоков 20 деления первой группы.

Блок коммутации содержит (фиг.2) первый вход 21, m ключей 22, второй вход 23, третий вход 24, дешифратор 25, m элементов И 26.

Производная взаимоструктурной функции определяется согласно формуле

(I)

На вход I7 устройства поступает текущий интервал времени между теку- ими значениями первого и второго входного процесса:

jciji i -i-n -I

На вход 7 устройства поступают синхроимпульсы второго входного процесса, которые затем поступают на управляющие входы сумматоров 9 через

элементы И 8, тем самым разрешая суммирование в сумматорах.9 информации, поступающей с выходов сумматоров 3 и регистров 4. Если в регистре 4 содержится информация, состоящая из всех

нулей, то на выходах элементов И-НЕ П формируется сигнал, запрещающий прохождение синхроимпульса второго входного процесса через элемент И 8, и тем самым в соответствующем сумматоре 9 запрещено суммирование. После суммирования в сумматорах 9 и последующему умножению зтой информации на текущую разность значений второго входного процесса, по этому же синхроимпульсу второго входного процесса происходит разрешение прохождения информации через блоки 16 коммутации, обнуление всех сумматоров 9 и разрешение перезаписи информации с сумматоров 5 и 3 в регистры 6 и А соответственно.

На вход 13 устройства поступает текущая разность между значениями второго входного процесса

|У

)

- У|

На вход 15 устройства поступает интервал времени между текущими значениями второго входного процесса

,В общем случае входные процессы представлены неравноотстоящими отсчетами времени. Суммирование текущих разностей между входными процессами в сумматорах 3 и суммирование текущих интервалов времени в сумматорах 5 осуществляется в соответствии с принципом циркуляционной организации памяти.

С приходом первой разности значе30

НИИ у,-X,, между первым и вторым входными процессами x(t) и y(t) на вход 10 она суммируется со значениями сумматоров 3, но так как они предва- рительно обнулены, то в сумматорах 3 получаются следующие суммы:

У1 -х« +0 У, -X,; ,1 У, - X,; ..1 У, - X,.Учитывая, что на входы 13 и 15 ничего не подается и регистры 6 об- . нулены, по этому же синхроимпульсу второго входного процесса y(t), поступающему на первые входы блоков 6 коммутации, каждый блок 16 вьщает информацию, находящуюся на втором входе блоков 16 коммутации, на опреде- ленный вьсход первой группы и далее на определенный сумматор 18, номер которого соответствует коду временного интервала, находящегося на третьем входе указанного блока 16 коммутации. Одновременно на выход с таким же номером второй группы указанного блока 16 подается сигнал, который поступает далее на вход соот

12887154

ветствукицего счетчика 19 и изменяет

0

5

0

5

его содержимое +1. Так как на втором и третьем входе в данном случае О то в сумматор 18 записывается О, а в счетчик 19(, добавляется +1. На вход 1 7 устройства поступает интервал времени , , который затем поступает на входы сумматоров 5. После этого по синхроимпульсу второго входного процесса происходит обнуление сумматоров 9 и происходит пере- , запись информации с сумматоров 3 и 5 в регистры 4 и 6 соотв.етственно,

С Приходом второй текущей разности на вход 10 устройства на вход 1 устройства поступает синхроимпульс первого входного процесса x(t) и посредством распределителя 2 импульсов обнуляет второй канал устройства: соответствующие сумматоры 3 и 5 и регистры 4 и 6 (фиг.1, 3). Текущая разность Xj-y, суммируется в сумматорах 3:.

2,, - х - X,; 2:,,. 0;

т- X - X

.Ъ 1 t

30

в регистрах записано

г,,, У, - з,; РГ 0;

г 1.7

г,,з У« - г

Суммирование в сумматорах 9 не происходит, так как оно происходит по синхроимпульсам второго входно- г о процесса. На вход 17 устройства поступает интервал времени . Суммирование текущих интервалов времени в сумматорах 5 происходит аналогичным образом как и в сумматорах 3.

По синхроимпульсу второго входного процесса y(t) происходит суммирование в сумматорах 9, если информация в соответствующих регистрах не нулевая. В результате этого в первом сумматоре 9 получается следующая сумма:

2Г,.г (Уг -X,) + (у -х).

Эта сумма поступает на второй вход первого блока 12 умножения, на первый вход которого поступает теку5-128871

щая разность значений второго входного процесса , . На выходе блока умножения получится следующий результат:

(Уг-х,) + (У,-х,) (,).

. Этот результат умножения поступает далее на второй вход блока 14 деления, на первый вход которого посту- О пает текущий интервал времени второго входного процесса tj-tj,. На выходе первого блока 14 деления получают .

.-.)1&.1Х,.)1 1хзГ-У 1 15

ч-ч

C,y(,)

Таким образом, в каждом из m сумматоров 18 накапливается С.,.,,.( Г)

131

между соответствующими отсчетами времени входных процессов, а в каждом счетчике 19 - количество таких

C)f.. (С). Каждому сумматору 18 соответствует свой интервал времени меж- ду отсчетами. Блоки 20 деления делят содержимое сумматоров 1В на содержимое счетчиков 19, таким образом осуществляя усреднение результата. После прихода последней пары текущих значений процессов и текущих значений времени на выходах блоков 20 деления получаются искомые ординаты оценки производной взаимоструктурной функции входных процессов, представ- ленных неравноотстоящими отсчетами,

В первом режиме на вход 10 устройства подается текущая разность входных процессов, а на вход 17 текущие интервалы времени. Причем процессы дискретизируются через равные интервалы времени. Синхроимпульсы дискретизации второго входного процесса подаются на вход 7 устройства. При этом в блоках 20 деления получаются искомые усредненные ординаты оценки производной взаимоструктурной функ- ции для процессов с регулярным шагом дискретизации.

Блок 16 коммутации работает следу ющим образом (фиг.2).

На первый вход 21 блока 16 коммутации поступает код с соответствующего блока 14 деления. Этот код поступает на информационные входы всех ключей 22. Одновременно с этим на третий вход 24 блока 16 коммутации поступает код, соответствующий вре- меНной задержке с соответствующих

56

регистров 6. Этот код деишфрируется дешифратором 25 в сигнал на его определенном входе. Этот сигнал подается на первый вход соответствующего элемента И 26. С приходом синхросигнала второго входного процесса: на первый вход 21 блока 16 коммутации и далее на первые входы элементов И 26 срабатывает тот элемент И 26, на первом входе которого присутствует сигнал с денгифратора 25. На выходе этого элемента И 26 формируется сигнал, поступающий на соответствующий выход второй группы блока 16 коммутации и разрешающий прохождение информационного сигнала через соответствующий ключ 22 на соответствующий выход первой группы блока 16 коммутации.

Формула изобретения

Устройство для вычисления производной взаимоструктурной функции, содержащее распределитель импульсов, группу из п блоков коммутации, группу из п счетчиков, первую группу из п накапливающих сумматоров, первую группу из п блоков деления, вторую группу накапливаюЕшх сумматоров 5 первую группу регистров, вторую группу из п блоков деления, группу из п блоков умножения, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих блоков деления второй группы, выходы которых соединены с первым информационным входом соответствующих блоков коммутации группы, выходы первой группы которых объединены и подключены к счетному входу соответствующих счетчиков группы, выходы второй группы блоков коммутации группы объединены и подключены к информационному входу соответствующих накапливающих сумматоров первой группы, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего блока деления первой группы, выходы блоков Деления первой группы являются выходами первой группы устройства выход каждого счетчика группы соединен с вторым входом соответствующего блока деления первой группы и является выходом второй группы устройства, первые входы блоков умножения группы объединены и являются первым входом задания текущей разности процесса устройства, вторые входы блоков деления второй группы объединены и яв- ляются первьи входом задания текуще7128

го временного интервала устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности определения производной взаимоструктур- ной функции процессов, представленны нёравноотстоящими отсчетами, в него введены третья группа накапливающих сумматоров, группа сумматоров, вторая группа регистров, группа из п элементов И-НЕ и группа из п элементов И, первые входы которых объединены, соединены с объединенными входами разрешения записи регистров первой группы, с объединенными уп- равляющими входами коммутаторов группы, с объединенными входами разреи|е- ния записи регистров второй группы, с входами установки нуля сумматоров группы и являются первым входом синх ронизации устройства, второй вход каждого элемента И группы соединен с выходом соответствующего элемента И-НЕ группы, вход каждого из которых объединен с первым информационным входом соответствующего сумматора группы и подключен к выходу соответствующего регистра второй группы, каждый п-й выход (п 1,2,...N, натуральное число) распределителя им- пульсов соединен соответственно с первыми информационными входами с

O 5 0 0

5

58

п-го по первый накапливающих сумматоров второй и третьей групп.и регистров первой и второй групп распределителя импульсов вход является вторым входом синхронизации устройства, вторые входы накапливающих сумматоров третьей группы объединены и являются вторым входом задания текущей разности процессов устройства, выход каждого накапливающего сумматора третьей группы подключен к второму информационному входу регистра второй группы и к второму информационному входу сумматора группы соответственно, управляющий вход каждого сумматора группы соединен с выходом соответствующего элемента И группы, выход каждого сумматора группы соединен с вторым входом соответствующего блока умножения группы, вторые входы.накапливающих сумматоров второй группы объединены и являются вторым входом задания текущего. временного интервала устройства, выход каждого накапливающего сумматора второй группы соединен с вторым информационным входом соответствующего регистра первой группы, выход каждого из которых соединен с вторым информационным входом соответст; - вующего блока коммутации груп - пы.

фиг.1

S

t «i a

С

( м

:Jr

ч

Kl

Изобретение относится к области измерения характеристик случайных процессов и предназначено для определения производной взаимоструктурной функции текущих стационарных случайных процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами, а также случайных импульсных последовательностей в реальном масштабе времени. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности определения производной взаимоструктурной функции процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами в реальном масштабе времени. Информация о производной взаимоструктурной функции дает возможность вычислять значение взаимоструктурной функции в неравноотстоящих узлах - адаптация по временному аргументу, что в свою очередь позволяет повысить эффективность структурного анализа. Кроме того, информация о значении взаимоструктурной функции и ее производной используется при построении фазовых портретов взаимоструктурной функции, используемых при идентификации случайных процессов по виду взаимоструктурной функции. Все это приводит к уменьшению времени анализа и числа одновременно обрабатываемых каналов, что в свою очередь приводит к упрощению аппаратуры. 3 ил. i (Л

Составитель Е.Ефимова Редактор Н.Бобкова Техред.Б.Кадар Корректор 0.Луговая

«. ---- ----- -- - - -- - -- - --- - - ---- --- - - -

Заказ 758Тираж 673Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-359 Раушская наб., д. 4/5

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