Устройство для оценки производной корреляционной функции случайного процесса Советский патент 1987 года по МПК G06G7/19 

Изобретение относится к специа- лизированным средствам измерительной и вычислительной техники, предназначенным для статической обработки случайных процессов, и может быть использовано в устройствах для получения оценки второй нормированной производной корреляционной функции стационарного процесса в нулевой момент времени.

Цель изобретения - повьшение точности,

На чертеже пЪказана структурная схема устройства.

Устройство содержит два соединенных фильтра 1 и 2 нижних частот, передаточные функции которых W(p) 1/(1+Т ), весовой сумматор 3 с коэффициентами передачи соответственно по первому, третьему, второму и четвертому входам -1, -Т, 1, 1, усилитель 4 с регулируемым коэффициенто усиления, дополнительные усилители 5 и 6, квадратор 7, блок 8 усреднения, усилитель 9, блок 10 индикации и генератор 11 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства стационарного случайного сигнала x(t) в первый момент времени, когда усилители 5 и 6 работают как повторители, на выходе весового сумматора 3 имеют сигнал

( r°r i ,(t- t)e (

+ x(t)l-rc((t)}-;-x(t),

-|

где Т - постоянная времени фильтров

1 и 2;

V(t) - коэффициент усиления усилителя 4,

а на выходе усилителя 6 и на входе блока 8 усреднения имеют сигнал .

- i о

(t-Oe T (.

Х2

-|)а

+ x(t)l-ro(t)+x(t)} +&

(2)

Во второй момент времени, усилители 5 и 6 работают как торы, на выходе весового сум

3 имеется сигнал О

2.

)e (-) d

о -f x(t)ri-T2c(t)-x(t),

выходе усилителя 6 и входе блоусреднения сигнал

(t-Oe с

Х2

- I)d2

а на ка 8

ложительных

рицательных

+ x(t)(((t)-x(t) -4« . (4)

Усилители 5 и 6 и генератор 11 осуществляют принцип временного разделения сигналов и формируют на вход блока 8 усреднения переменный сигнал имеющий форму меандра, амплитуда посигналов равна U

- II и V .

S

а отВ результате на выходе блока 8 реднения имеется сигнал

и Ж(и;+и),

где К 1/2 у v

коэффициент передачи блока 8 усреднения. Произведя подстановки, получают

л

J R,(.)e С

j2

.2 Г

di: +

+ R,(0) - (t)rR,(0) .

(6)

Усилитель 9 обеспечивает изменение коэффициента усиления ei(t) уси- 0 лителя 4 с регулируемым коэффициентом усиления до равенства нулю выходного сигнала Ug(t) блока 8 усреднения. Значение выходного сигнала усилителя 9 в установившемся режиме описывается выражением i 1 г Г т, / л N т

5

c/(t)

-|ж

)

-URxC)

(±

2

R,(0)}

(7)

и принимается в качестве искомой оценки второй нормированной производной корреляционной функции к(С)/ /R(0) в нуле.

Представим корреляционную функцию исследуемого процесса x(t) моделью в виде ряда Тейлора:

Rx(t)R,(0)(1+A,,

(8)

где А,Я;(С)/Н,(0); A,( D)/2 Ry(0).

50

Оценки параметров А,

4

обес5

печивающие близость модели и корреляционной функции процесса в заданной локальной области , являются соответственно значениями первой и второй нормированных производных корреляционной функции R x( 2).

В устройстве в качестве критерия близости принят минимум взвещенной среднеквадратической погрешности

1 -й {К/ СУ-кЛОХиА, +А г)У ё d.

о1

Вид весовой функции тг в и

величина параметра Т обеспечивают реализуемость устройства, требуемую область аппроксимации и определяют точность оценки.

Условия минимума погрешности записываются следующим образом

ОР

J{R,(O-Rx(0)(H-A, C

о Г

i

о +А,

е

(10)

дй dAi

URX()-RX(O)(I+A/

о

+A2C)J C е т dC 0. Выражая из (10) А.

и подс в (11), получают соотношение ределения («)/RX(O)/O дующем виде:

00

jR,(i:)e ,T( - |)dO -bR,(0) - о

(0)Т2 0.-- 2A,R,

Сопоставляя выражения (12) и (7) видим, что коэффициент усиления o((t) 1 усилителя 4 с регулируемым коэффициентом усиления численно равен значению параметра 2А7 и является оценкой нормированной второй производной корреляционной функции RX() в точке 0. Установившиеся значения o(t) индицируются блоком 10 индикации.

0

5

0

Формула изобретения Устройство для оценки производной корреляционной функции случайного процесса, содержащее два последовательно соединенных фильтра нижних частот, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, бесовой сумматор, квадратор, блок усреднения,усилитель и блок индикации, вход которого соединен с выходом усилителя, вход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом весового сумматора, с информационным входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и является информационным входом устройства, выход второго фильтра нижних частот соединен с вторым входом весового сумматора, выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с третьим входом весового сумматора, выход блока усреднения соединен с входом усилителя, выход которого соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены два дополнительных усилителя

30 и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом задания знака коэффициента усиления обоих дополнительных усилителей, информационный вход первого из которых соединен с входом первого фильтра нижних частот, а выход соединен с четвертым входом . весового сумматора, выход которого через квадратор соединен с информационным входом второго дополнитель«Q ного усилителя, выход которого соединен с входом блока усреднения.

5

35

Изобретение относится к специальным устройствам измерительной и .вычислительной техники и может быть использовано для статической обработки случайных процессов, например I .-, - 5iJ . для получения оценки второй нормиро- ванной производной кор реляционной функции стационарного процесса в нулевой момент времени. Цель изобретения - повьшение точности устройства. Устройство содержит два фильтра нижних частот 1 и 2, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, весовой сумматор 3, квадратор 7, блок 8 усреднения, усилитель 9, блок 10 индикации, два дополнительных усилителя 5 и 6 и генератор 11 тактовых импульсов. Повышение точности устройства достигается за счет введения в него двух усилителей с изменяющимся знаком коэффициента усиления и генератора тактовых импульсов. 1 ил. с о со С5 ел 00 ОО

Составитель Е.Ефимова Редактор И.Николайчук Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Заказ 6293/50 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ ГосударЪтвенного комитета СССР

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

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