1
Устройство относится к специализированным средствам аналоговой вычислительной техники для корреляционного анализа реализаций случайных процессов.
В ряде случаев оказывается целесообразным использовать среднюю по заданному времени корреляционную функцию (т;) нестационарного процесса с численной оценкой близости нестационарного процесса к эквивалентному стационарному по показателю стационарности.
Известно устройство для оценки корреляционной функции RX (t) по одной реализации случайного процесса, измеряющее эту функцию с помощью блока временного запаздывания, блока произведения и фильтра текущего усреднения.
До настоящего времени устройство для измерения средней корреляционной функции хс ( указанной численной оценкой не было известно.
С целью измерения средней корреляционной функции и численной оценки близости нестационарного случайного процесса к эквивалентному стационарному в предлагаемом устройстве сигналы с выхода фильтра текущего усреднения, пропорциональные составляющие Rx(t,T:i) корреляционной функции Кх(,т:), усредняются путем их интегрирования; полученные усредненные значения пропорциональны ординатам средней корреляционной функции (t); сигналы, пропорциональные составляющим и их средним значениям, используются для численной оценки близости процесса к эквивалентному стационарному, например, по среднеквадратическому критерию. Блок-схема устройства показана на чертеже.
Реализация центрированного случайного процесса подается одновременно на вход блока временного запаздывания 1 и на первый вход блока перемножения 2. Второй вхОхТ, блока 2 соединен с выходом блока /, выход блока 2 со входом фильтра текущего усреднения 3, выход которого подключен к первому входу первого интегратора 4 и первому входу запоминающего устройства 5. Выход интегратора 4 соединен с первым входом блока коммутации 6. Первый, второй, третий и четвертый выходы программного устройства 7 подсоединены ко вторым входам соответственно первого интегратора 4, запоминающего устройства 5, блока коммутации 6 и второго интегратора 8. Первый выход блока 6 подключен ко входу первого регистрирующего устройства Я а второй - к первому входу сумматора 10. Выход запоминающего устройства 5 соединен со вторым входом сумматора 10,
выход которого подсоединен ко входу квадратора 11. Выход квадратора соединен с первым входом второго интегратора 8, а выход последнего- со входом второго регистрирующего устройства 12.
Исходный случайный процесс подается на вход блока временного запаздывания 1, например БПЗ-2М. Выходной сигнал блока / и исходный попадают на вход блока перемножения 2.
Выходной сигнал блока 2 поступает на вход фильтра S текущего усреднения, который определяет математическое ожидание произведения по алгоритму
t + Tfi,
/(, .) Г X°(t)X°(t-)dt. т
-Ч
Фильтр содержит интегратор на операционном усилителе и блок временного запаздывания, с помощью которого выставляется необходимая величина интервала текущего усреднения r,t. Таким образом, выходной сигнал фильтра текущего усреднения Rx(t,) является функцией времени t для фиксированного значения временного сдвига Тг. Этот сигнал подается на запоминающее устройство 5, выполненное на магнитной ленте, и одновременно на вход первого интегратора 4.
Для определения составляющих средней корреляционной функции Rx (т) интегратор
4 на операционном усилителе выполняет усред нение функций Rx(t,T:i). Постояиная времени интегратора Т равна длительности исходной реализации x°(t). Выходной сигнал первого интегратора подается на вход блока коммутации 6, управляемый программным устройством 7. Блок коммутации направляет выходной сигнал первого интегратора 4 по истечении времени Т ко входу первого регистрирующего устройства (Pyi) 9, в качестве которого можно использовать электронный цифровой (Печатающий вольтметр.
Для численной оценки близости нестационарного случайного процесса к эквивалентному стационарному используется среднеквадратический критерий. По этому критерию показатель стационарности ук определяется следующим образом:
(1)
ср
где
V; f 0, 1, 2,..л (2)
DC,,
о +
средняя дисперсия отклонения состаБЛЯЮ|Щих Rx(t, от их среднего значения Rx (тг); - средняя дисперсия реализации случайного процесса л:°();
DiR /.- (t, t,) - /,р (.,)dt (3) 6
5- дисперсия отклонения -ой составляющей ,г-(, т,-) от ее среднего значения;
Т - длительность реализации. Выражение (1) может быть записано в 10 виде:
„2 2 , .
X
Тд - 7 W -
l.,T(n+l)
х|1(г,т,)-;.р(т,)ш
(4)
Для реализации алгоритма (4) по команде программного устройства на вход сумматора
0 одновременно подаются сигналы Rx (TJ) и Rx(t,T.-i). Сумматор 10, выполненный на операционном усилителе, измеряет разность в подинтегральном выражении.
Полученный сигнал подается на квадратор
11. Выходной сигнал квадратора поступает на второй интегратор S, выполненный на операционном усилителе, который усредняет поступивщий сигнал в соответствии с соотнощением (4) для каждой составляющей у| (тг). Постоянная интегрирования второго интегратора Гиа устанавливается равной:
T.. DlJ(n+l).
Средняя дисперсия случайного процесса Од-др определяется по показаниям РУ при .
Выходной сигнал второго интегратора фиксируется вторым регистрирующим прибором
(РУ2) 12. Таким образом, для каждого Тг определяются составляющая средней корреляционной функции (.р{тг) И соответствующая
составляющая показателя стационарности T(-i).
После этого программное устройство приводит интеграторы 4 и S и запоминающее устройство 5 к исходному состоянию.
Процесс измерения повторяется для каждого значения аргумента корреляционной функций.
Предмет изобретения
Устройство для оценки корреляционной функции по одной реализации случайного процесса, содержащее блок временного запаздывания, соединенный с блоком перемножения, другой вход которого соединен со входом блока временного запаздывания и подключен ко входу устройства, а выход связан с фильтром текущего усреднения, запоминающее устройство, первое и второе регистрирующие устройства, первый и второй интеграторы, программное устройство, подключенное к интеграторам и блоку коммутации, сумматор, ссадиценный через квадратор и второй интегратор со вторым регистрирующим устройством, отличающееся тем, что, с целью измерения средней корреляционной функции нестационарного случайного нроцесса и численной оценки близости этого процесса к эквивалеитному стационарному, в нем выход фильтра текущего усреднения соединен со входом первого интегратора и входом запоминающего устройства, выход первого интегратора соединен со входом блока коммутации, выход программ-, ного устройства связан с управляющим входом запоминающего устройства, первый выход блока коммутации соединен со входом первого регистрирующего устройства, а второй его выход - с первым входом сумматора, выход запоминающего устройства подключен к второму входу сумматора.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ | 1972 |
|
SU357565A1 |
Устройство для оценки производной корреляционной функции случайного процесса | 1986 |
|
SU1361583A1 |
Многоканальный автокоррелятор | 1989 |
|
SU1718242A1 |
Устройство для статистической обработки информации | 1974 |
|
SU525101A1 |
Многоканальный автокоррелятор | 1979 |
|
SU817733A1 |
АДАПТИВНЫЙ ОБНАРУЖИТЕЛЬ СИГНАЛОВ | 2001 |
|
RU2204146C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССОВ | 1972 |
|
SU433495A1 |
Устройство для определения стационарности случайных процессов | 1983 |
|
SU1142850A2 |
Устройство для воспроизведения сигналов о быстроменяющихся случайных процессах с носителя магнитной записи | 1981 |
|
SU980135A1 |
Адаптивная система управления потенциально опасным объектом | 1987 |
|
SU1423977A1 |
D Ш
J
8
L
Jf2
Даты
1973-01-01—Публикация