Устройство для вычисления текущей оценки среднего значения Советский патент 1978 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к области автоматики в вычислительной техники и может 5ыть использовано для аппаратурного ана1иза случайных процессов с быстрой и медленной нестационарностью в любых отраслях промышленности, а также для управления нестационарными стохастическими Объектами.

Известно устройство для вычисления Ьредннх значений jl, содержащее аналого-цифровой преобразователь, элемент |:равнения кодов, реверсивный счетчик, тригfrep, генератор имцульсов, счетчики, цифровой нуль-орган, элемент задержки и Элемент ИЛИ. К недостаткам его следует отнести аппаратурную сложность устройства.

Наиболее близким к данному изобретеЬию является устройство для вычисления текущей оценки среднего значения, содер- жащее аналого-цифровой преобразсеатель, первый вход которого является входом устюйства, второй вход соединен с выходом управления, а выход аналого-цифро: ого преобразователя подключен к первоМу ВХОДУ арифметического блока, второй зход которого соединен с выходом блока правления, а первый выходарифметичессого блока является выходом устройства 2.1. Однако такое устройство обладает Низким быстродействием при определении Ьреднего значения.

Целью изобретения является упрощение устройства и уменьшение времени вычис41ения.

С этой целью в предлагаемое устройстро введены регистр, реверсивный счетчик, запоминающий блок, двоичный счетчик, при этом выход блока управления подключен к первым входам регистра, реверсивного Ьчетчика, н запоминающего блока, вторсй од которого соединен с выходом реверЬивнотч) счетчика, а третий всод подключав k выходу двоичного счетчика, первый вхО/jt Которого объединен со вторым входом реверсивного счетчика и соединен с выходом регистра, второй ЕКОД которого подключен (со второму выходу арифметического блока третий выходкоторого соединен со вторы уходом двоичного счетчика, а третий вход йрифмегического блока подключенк выхо ду запоминающего блока, I 1Блок са:ема предлагаемого устройства Изображена на чертеже. . Устройство вычисления текущей оценки среднего значения состоит из аналого цифрового преобразователя 1, арифметического блока 2,- регистра 3, реверсивНО1ХЭ.счетчика 4, двоичного счетчика 5, (пассивного) запоминающего блока 6 и блока управления 7. Преобразователь 1 предназначен для преобразования непрерьшного случайного сигнала в цифровое значение X у . Ариф метический блок служит для производства арифметических операгшй по вычисле нвдэ текущей оценки среднего значения X щ . Расчет производится последова1гзльно в несколько этапов в соответст.jBHH с выра еш1ями H где Х{ц - промен уточная оценка среднего значения -коэффициент :шага I, Н(ц - оценка приращения сре него значения, }5 N - коэффициент ша га 2, X ji - оценка среднего значе ния в Н -и момент времени. Регистр 3 состоит |ИЗ счетчика с триггером знака и предназначен для выделения и хранения длины серии, которая представляет собой количество набшодаемых подряд одинаковых знаков разности .N-i яз выражения (1). Входной аналого-цифровой преобразова тель 1 по сигналам блока управления 7 -производит преобразование значения непрерывного входного сигнала в цифровую форму и подает его в арифметический блок 2. Здесь вычисляется разность X jsj- NH из выра кения (1) между значегшем входного Сигнал а и оценкой среднего значения, найденной на предыдущем шаге вычислений. 2Ьак этой разности поciynaeT в регистр 3, где .определяется длина текущей серии. В зависимости от длины текущей серии реверсивным счетчиком 4 из блока б выбирается определенное значение шага 1 -Хн подает ся в арифметическийблок 2. Если регистр 3 будет фиксировать чередова гае серий длины единица, то из блока 6 считывается последовательность . , изменяющаяся по гармоническому закону. При появлении серии длины два шаг не изменяется 2Гн-1 Рия длиной три увеличивает значение щага Уи , который берется равным предыдущему t члену гармонической поспедовательности. Если наблюдается серия длиной четыре, то щаг у увеличивается в два раза. Серия даины пять вызываег максимальное значение шага Jf 1. После выбора шага Т производится вычисление променсуточной оценки среднего эайчения X « по выражению (1). Затем соверщаются вычисления по определению оценки приращения среднего аяачения H};j4 Из вы зажения (2) находится рааюсть ,, оценок среднего значения, на денных на предыдущих шагах вычиоленнй.| Эаак этой разности посчупает в двоич- ный счетчик 5, Если знак разности по сравнению с предыдущим шагом вычислекий изменился и при этом в регистре С8р1и 3 находится-серия длиной меньше пяти, то из блока 6 выбирается соответствующее, уменьшающееся по сравненшо с предыдущим шагом вычислений, значение, шага 2-рм и подается в арафметилеский блок 2. Всаи знак разности Xj ;j-Xf jHe изменился, по сравнению с пер дыдущйм шагом вычислений, то шачениа тага 2 не изменяется и . В , когда в регистре 3 находится серия, имеющая ДЛИНУ пять, то из ка 6 в арифметический блок 2 поступает fb к 1/3. После выбора знадения ша:Га 2 1 происходит определение оценки , приращения среднего значения Н по вы- ражению (2). В заключение производите В1 1числение по (3), которая дЫт величину текущей оценки среднего шаче-; ния нестационарного случайного пронеоса в Н -и момент времени. Использование новых элементов - регистра, двоичного счетчика, реверсивно,го счетчика и пассивного запоминающего блока выгодно отличает предпагаемре уст ройстео от прототипа. Устройство упрощается и повышается его быстродйствие, что позволит применять его не только рйя априорного анализа несташонарных (злучайных процессов, но и дпя получения оценки среднего значения при управлении; в реальном масштабе времени несташоиар- Лыми объектамие Формула изобретения Устройство для вычисления текущей оценки среднего екаченкя, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого является входом устройства, второй вход соединен с выходом блока управления, выход аналого-цифрового

преобразователя подключен к первому вхоiff арифметического блока, второй вход которого соеданен с выходом блока управ1 ления, а первый выход i арифметического Пблока является выходом устройства, о т л в ч а ю ш е е с я тем, что. с целью 5 упрощеввя устройства и уменьшения времени вычисления , в устройство вв едены регистр, реверсивный счетчик, запоминающий блок, двоичный счетчик, при этом |выход|6лока управления подключен к пер- ю вым входам регистра, реверсивного счетчвка в запоминающего-блока, второй вкод которого соединен с выходом реверсивного счетчика, третий вход подключен к выходу двшчного счетчика, первый вход is

которого объединен со вторым входом реверсивного счетчика и соединен с выходом регистра, второй вход которого подключен ко второму выходу артфматнческо.го блока, третий выход которого соедвиен со вторым входом даоичного счетчика, а третий вход арифметического блока подключен к выходу запоминающего блока.

: Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство 1 485455, кл. G06 F 15/36. 1974.;

2.Мирский Г. Я. Аппаратурное О1феделенйе характе{жстик случайных процессов, М., Энергия, 1972, с. 59.