Устройство для моделирования случайных процессов Советский патент 1974 года по МПК G06G7/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

1

Изобретение относится к специализированным средствам случайных процессов с за- данными вероятностными характеристиками и необходимы при лабораторных испытаниях систем связи, моделирования разнообразных систем на аналоговых вычислительных машинах, а такнее при создании специализированной измерительной аппаратурд типа генераторов шума широкого назначения.

Известно несколько типов устройств аналогового моделирования случайных процессов с заданным законом распределения и корреляционной функцией.

Наибольшее распространение в последнее время получили устройства моделирования, в которых требуемые вероятностные характеристики случайного процесса получают путем преобразования исходного случайного сигнала, получаемого от генератора нормального белого шума с помощью линейной инерционной цени, соединенной последовательно с безьп1ерционным нелинейным элементом.

Однако в таких устройствах точность получаемых вероятностньпс характеристик

недостаточна, аппаратурная реализация соответствующих линейных цепей сложна особенно в области низких частот спектра моделируемых процессов, где существует опасность нормализации вероятностных характеристик генерируемых процессов.

Указанные недостатки возникают из-за необходимости воспроизведения весьма сложных зависимостей, которыми описываются амплитудные характеристики нелинейных и частотные характеристики линейных преобразователей.

Цель настоящего изобретения состояла в упрощении устройства аналогового моделирования случайных процессов с гфоизвольным одномерным законом распределения и корреляционной функцией экспоненциального вида, которое позволило бы генерировать процессы заданного типа относительно простыми средствами и с высокой точностью, с использованием элементного базиса, хорошо освоенного промьпиленностью.

Цель достигается путем электронного кюделирования стохастического дифференциального управления первого порядка вида X :f(x)(t); Kx)-| Inwrx) (, rfle(t) - белый нормальный шум единичной интенсивности, W(X) требуемый одномерный закон распределения моделируемого процесса, k - параметр, определяющий величину интервала корреляции моделируемого гфоцесса, k IKOP -г 5 где j - мощность процесса /(t)Известно, что процесс X(t), являющийся решением уравнения (1) и описывающий реакцию соответствующей (1) нелинейноинерционной систекШ на белый нормальный шум (t) , обладает экспоненциальной корреляционной функцией и его мгновенные зна чения распределены по закону W(x) . При моделировании уравнения (1) отпадает необходимость в создании линейных цепей со сложными частотными характерис тиками, а схему соответствующего устрой- ства можно создать на базе микросхемных операционных усилителей. В рассматриваемом устройстве моделирования принципиаль но отсутствует опасность нормализации распределения мгновенных значений модулируемого процесса. Блок-схема устройства показана на чертеже.. Для осущестВления моделирования широкополосный нормальный белый шум с выхода генератора 1 с регулируемой интенсивностью поступает на сумматор 2 на два входа, к которому также подключен выход нелинейного беаьшерционного преобразователя 3 с характеристикой вида f(x)| t«wrx). С выхода сумматора сигнал поступает на интегратор 4, постоянная времени которого однозначно связана с требуемой величиной интервала корреляции, а с выхода интегратора 4 непосредственно снимается формируемый случайный процесс. Пр.едмет изобретения Устройство для моделирования случайных процессов, содержащее генератор нормального шума, подключенный к одному из. входов сумматора, другой вход соединен с выходом нелинейного безьшерционного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повьщхения точности, оно содержит интегратор, вход .которого подключен к выходу сумматора, а выход - ко входу нелинейного безьшершюнного преобоазов.ателя.