Статистический анализатор Советский патент 1989 года по МПК G06F17/18 

со со

О5

3149

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано при оценивании плотности рас пределения слз айных процессов при малом числе наблюдений.

Целью изобретения является повышение точности оценивания закона распределения при малом числе измерений „

На фиг. 1 приведена функциональная схема анализатора; на фиг. 2 - функциональная схема К-го узла вычисления весрвых коэффициентов.

Статистический анализатор (фиг.1) содержит аналого-цифровой преобразователь 1, элемент 2 сравнения, г-1 формирователей 3 гистограммы, блок 4 вычисления факториала, генератор 5 тактовых импульсов, сумматор 6, блок 7 регистрации и г-1 узлов 8 вычисления весовых коэффициентов,

К-й узел 8 вычисления весовых ко- э4 Ф ициентов (фиг. 2) содержит К+1 блоков 9 вычислеш я факториала, блок 10 умножения, делитель 11, блок 12 возведения в степень, регистр 13, умножитель 1А, К+2 умножителей 15, К+1 элементов 16 задержки, К+1 циф- роаналоговых преобразователей 17, элемент ИЛИ 18 и синхронизатор 19.

В основу работы статистического анализатора положен принцип разложения плотности вероятности по весовым функциям. В анализаторе элементарная весовая функция плотности строится не на отдельной реализации выборки, а на всей совокупности реализаций в виде гистограммы для 2, 3, ..., г интервалов группирования.В качестве весового коэффициента для К-й элементарной функции плотности (, . г-1) используется величина

N

К+1

К4 ,

.II N; 1

1-ВГ1

П Р;

м;

(1) 4S

N - объем выборки;

NJ- абсолютная частота при группировании;50

Р- - априорное распределение выборки.

Весовой коэффициент q есть вероятность получить при группировании гистограмму N , если генеральная совокупность распределена по закону р.. В анализаторе предполагается отсутствие априорной информации о рас

j 0

5 О

5 Q

S

0

5

пределении и согласно принципу недостаточных оснований Лапласа для К-й

весовой фукнции Р- ,.,. . Финаль- К+1

ная оценка плотности вероятности определяется суммированием взвешенных элементарных функций плотности.

Анализатор работает следунлцим образом,

В регистр 13 К-го узла 8 заносится код Р; -рг для К-й весовой

фукнции. Импульс запуска генератора 5 тактовых импульсов одновременно обнуляет выходные счетчики формирователей 3 гистограммы. Генератор 5 управляет работой аналого-цифрового преобразователя 1, на вход которого поступает исследуемый случайный нал x(t)o Преобразование каждой реализации процесса заканчивается фор мированием на выходе окончания преобразования преобразователя 1 импуль са, поступающего на вход запуска К-го формирователя 3. На вькодах К-го формирователя 3 формируются значения N|(, К+1) при группировании на К+1 симметричных интервалах При совпадении кодов на входах элемента 2 сравнения (при этом число реализаций достигает заданного объема N) управляющий импульс с выхода элемента 2 останавливает генератор 5, запускает блок 4 вычисления факториала и синхронизатор 19 К-го блока 8. К-й блок В работает следующим разом. На выходе блока 12 возведения

/ 1 И

в степень формируется код -гг-г- , поу 1.+I I

ступающий на вход умножителя 14. На

о

выходе 1-Го блока 9 вычисления факториала подсчитывается значение N. I, поступающее на соответствующий вход

(;+ блока 10 умножения. Код П N-lc выхоtel

да блока 10 поступает на вход делителя 11, куда также подается значение NI из блока 4 вычисления факториала. С выхода делителя 11 снимает.. c+i ся код N//П N-f, поступающий на вход

iri

умножителя 14, на выходе которого формируется значение q согласно (1). Умножители 15 осуществляют операцию взвещивания ненормированной элементарной функции плотности с ординатами Nj .

Далее импульсом с выхода синхронизатора 19 запускается первьй цифро- аналоговый преобразователь 17, на л;. вход которого подан код ординаты К-й весовой функции плотности для первого интервала группирования. Через время о , пропорциональное ширине интервала группирования .при К+1 разбиениях, первый цифроаналоговый преобразователь 17 сбрасьшается и запус кается второй дифроаналоговый преобразователь 17, на вход которого подан код ординаты весовой функции для второго интервала группирования, и т,д. Таким образом, в течение времени 6 (К+1) L 5 пропорционального ширине интервала анализа, на выходе элемента ИЛИ 18 формируется К-я ступенчатая весовая функция плотности,

Пол ученные весовые функции с выходов узлов 8 одновременно подаются на входы сумматора 6, Финальная оценка плотности распределения с выхода сумматора 6 поступает в блок 7 регистрации „ При поступлении очередного импульса запуска на вход гене ратора 5 выходные счетчики формирователей 3 обнуляются и процесс оценивания плотности распределения случайного сигнала x(t) повторяется.

Формула изобретения

1„ Статистический анализатор, содержащий аналого-цифровой преобразователь, сумматор, элемент сравнения, блок вычисления факториала, генератор тактовых импульсов и блок регист , отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценивания закона распределения при малом числе измерений, в него введены формирователей гистограммы (г - число интервалов группирования, натуральное число) и г-1 узлов вычисления весовых коэффициентов, причем информационный вход аналого-цифрового преобразователя является информационным входом анализатора, вход запуска генератора тактовых импульсов соединен с входом обнуления К-го (, ..,, г-1) формирователя гистограммы и является входом запуска, анализатора, тактовый вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационньЕй выход и выход окончания преобразования ана-

0

5

0

лого-цифрового преобразователя соединены соответственно с информационным входом и тактовым входом К-го формирователя гиcтoгpaм ы, первый вход элемента сравнения соединен с информационным входом блока вычисления факториала, с входом задания числа реализаций узла вычисления весовых коэффщиентов и является входом задания числа реализаций анализатора, второй вход элемента сравнения соединен с выходом числа реализаций первого формирователя гистограммы, выход элемента сравнения соединен с выходом останова генератора такто-- вык импульсов, с входом запуска блока вычисления факториала и с входом запуска К-го узла вычисления весовых коэффициентов, выход блока вычисления факториала соединен с входом задания факториала числа реализаций К-го узла вычисления весовых коэффициентов, i-й выход К-го 5 формирователя гистограммы (, ..., К+1) соединен с i-м информационным входом К-го узла вычисления весовых коэффициентов, выход которого соединен с соответствуюп(им входом сумматора, выход которого соединен с входом блока регистрации.

2о Анализатор по п. 1, о т л и- чающийся тем, что К-й узел вычисления весовых коэффициентов содержит К+1 блоков вычисления факториала, блок умножения, делитель, блок возведения в степень, регистр, К+2 умножителей, К+1 элементов задержки, К+1 цифроаналоговых преобразователей, элемент 1ШИ и синхронизатор, причем вход запуска синхронизатора соединен с входом запуска блока {возведения в степень, с входом запуска i-ro (, ..u, К+1) блока вычисления факториала и является входом запуска узла, вход основания степени блока возведения в степень соединен с выходом регистра, а вход показателя степени является входом задания числа реализаций узда, вход делимого делителя является входом

задания факториала числа реали- заций узла, информационный вход i-ro блока вычисления факториала является i-M информационным входом узла и соединен с первым информационным входом i-го умножителя, выход i-го блока вычисления факториала соединен с соответствующим информационным вхо

0

5

0

5

0

5

7149

дом блока умножения, тактовый вход которого соединен с первым выходом синхронизатора, выход блока умноже- , ния соединен с входом делителя делителя, тактовый вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора, выход делителя соединен с первым информационным входом К+2-ГО умножителя, второй информационный вход ко- торого соединен с выходом блока воз- веден11я в степень, тактовый вход (K-f-2j ro умножителя соединен с третьим выходом синхронизатора, а выход соединен с вторым информацион- ным входом i-го умножителя, тактовый вход которого соединен с четвертым выходом синхронизатора, выход i-ro

умножителя соединен с информационным входом соответствующего цифро- аналогового преобразователя, вход запуска которого соединен с входом i-ro элемента задержки и соединен с пятым выходом синхроинзатора, выход которого соединен с входом останова соответствующего цифроанало- гового преобразователя, выход j-ro элемента задержки (j .1, ..., К) соединен с входом запуска (j+1)-ro цифроаналогового преобразователя, выход i-ro цифроаналогового преобразователя соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом узла вычисления весовых коэффициентов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при оценивании плотности распределения случайных процессов при малом числе наблюдений. Целью изобретения является повышение точности оценивания закона распределения при малом числе наблюдений. Цель достигается тем, что в анализаторе используется оптимальное разложение плотности вероятности по весовым функциям. Анализатор содержит аналого- цифровые преобразователи 1, элемент 2 сравнения, формирователи 3 гистограммы, блок 4 вычисления факториала, генератор 5 тактовых импульсов, сумматор 6, блок 7 регистрации, блоки 8 вычисления весовых коэффициентов. 2 ил.