Устройство для формирования марковских процессов Советский патент 1979 года по МПК G07C15/00 G06F1/02 

3 Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для формирования марковских пропессов, содержащее блок перемножения, первый вход которого соединен выходом источника нормального белого шума, а выход подключен к первому входу блока суммирования, выход которого соединен со входом блока интегрирования, а второй вход блока суммирования соединен с выходоьл блока линейного преобразования 3j, . Недостатком подобного устройства является возможное гь формировать случайный процесс лишь с одним заранее заданным законом распределения. Для формировання случайного процесса с любым другим распределением ходимо заново провести расчет и изготовление блоков устройства. Кроме того, отсутствие управляемой обратной связи между формируемым процессом и исходным белым шумом делает невозможным формирование процессов некоторых классов распределений. Указан-, ная обратная связь существенна, например, для распределений класса Пирсона, широко используемых на практике. Целью настоящего изобретения явл$ ется расширение функциональных возмож ностей устройства, за счет обеспечения независимого формирования заданного за кона распределения и интервала корр&лядии случайного процесса. Заданный закон распределения может принадлежат к семейству распределеггая. Пирсона типа 1 (И), типа П1 или быть нормал ным. ... Для люстижения поставленной цели устройстЬо содержит масштабный усилир ль, коммутатор, источник постоян-. него напряжения, первый и второй блок извлечения квадратного корня, блок вычита1шя, нелинейный блок типа зона нечувствительности и нелинейный блок типа огрйничение. входы нелинейных блоков соединены с шаходом блока интегрирования, а выходы нелинейных блоков подключены соответственно к первому и второму входам, блока вычитания, выход которого я&ляется выходом устройства и соединен с входом блока Линейного преобразоЕшння, а так же с входами первого в второго блока извлечения квадратного корня, выходы блоков извлечения квадратного корня и выход источника лосто5Шного напря- .жейи я подключены соответственно к 2 первому, второму и третьему входам коммутатора, выход которого соединен с входом масштабного усилителя, выход которого подключен ко втором у входу блока перемножения. . На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 - принципиальная схема блока линейного преобразования. Устройство содержит источ1тк 1 нормального белого шума, выход которого соединен с первым входом блока 2 перемножения, выход которого подключен к первому входу блока 3 суммирования, выход которого подключен к входу блока 4 интегрирования, выход которого соединен с входом нелинейного блока 5 типа зона нечувствительности и входом нелинейного блока 6 типа ограничение, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока 7 вычитания, выход которого, являющийся выходом устройст ва в целом, соединен с входом блока 8 линейного преобразования и входами nepeioro нелинейного блока 9 извлечения квадратного корня и второго блока 10 извлечения квадратного корня, вы хоДы которых и выход источника Ц поотоянного напряжения подключены соот ветственно к первому, второму и третьему входам коммутатора 12, выход которого соединен с входом масштабного усилителя 13, выход которого соединен со вторым входом блока 2 перемножения, второй вход блока 3 суммирования соединен с выходом блока 8 линейного преобразования. Блок линейного преобразования содержит суммирующие усилители 14 и 15 с выходными резисторами 16 и 17 и резистором 18 в обратной связи, соединенш 1й последовательно через входной резистор 19 с усилителем 15, охваченным обратной связью через резистор 20. Блок 8 линейного преобразования осуществляет ттреобразованне Zi jfCc VCgJlj, где у , Cj и С2являются управляемыми параметрами, и может быть выполнен , .по схеме фиг. 2. СопротивлегаяТ,,,-,

TJ,g, , выбираются из расчета, что R.B тг Ci. --У. Приведенная схема является типовой для нелинейной модулирующей установ ки МГ-7, элементами которой являются операционные усилители постоянного тока с переменными входнымр резисторами и резисторами обратной связи. Диапазон изменения входных сопротивлений позволяет получить коэффициент усиления в диапазоне ( 1 - 10), Нелинейный бЛок 9 иэвлечетшя квадратного ко няосушествляет преобразованиеЙп и может быть выполне в виде стандартного блока БН-10 нелинейной моделирующей установки МНБлок БН-10 предназначен для воспроиз веде1шя непрерывных однозначных нелинейных функций одной пе эеменной путем аппроксимации не более чем 11 отрезк ми прямой. Функция Zi является однозначной непрерывной функцией одного переменного и может быть аппр симирована ломаной прямой 4. Мае штабный усилитель осуществляет умножение на коэффициент где К является управляемым параметром, Формирование случайного процесса осуществляется при пЬдаче от источника 1 нормального белого щума Ч (i) интенсивности NQ на первый вход блока 2 перемножения. На второй вход блока перемножения поступает сигнал, с масш табного усилителя на вход которого в зависимости от состояния коммутатора 12 подается сигнал S i (i 2, 3, 4). Сигнал tr aU5J -X с выхода блока 2 перемножения поступает на первый вход бло ка 2 суммирования, на второй вход ко-; торого поступает сигнал 2 с выхода блока 8 линейного преобразования. Суммарный сигнал у с выхода блока 2 суммирования поступает на вход блока 4 интегрирования, выход которого соедийен с входами нелинейных блоков 5 и 6, кбторые в совокупности с блоком 7 вычитания обеспечивакпр заданный диапазон иэменетя формируе,мого процесса. Сипгал Я на выходе блока вычитания 7 является искомым случайным процессом, так как известно

646362б

Iчто процесс, являющийся решением уравIнет1Я вида rg((y)-(i); есть марковский щЬоцесс с вероятностными характеристиками, зависящими от вида функцнй6( i(ij). При формировании процесса с распределением из класса Пирсона типа I (ll) на вход масштабного усилителя подан сигнал с выхо да первого нелинейного блока 9 извлечения квадратного корня; при формиро- BaimH процесса с распределением из класса Пирсона типа III на вход масштабного усилителя 13 подан сигнал с выхода второго нелинейного блока 10 извлече}тя квадратного корня; при формировании нормального распределенного процесса на вход масщтабного усилителя 13 подан сигнал с выхода источника 11 постоянного напряжения. Интервал корреляции корреляционной функции экспопенциального вида задается параметром Jf . Возможность с.оздания устройства для формирования случайных процессов с законами распределения класса Пирсона типов 1 (.11)ДЦи нормально-распределенного, которые охватывают практически все наиболее часто встречающиеся на практике распределения, устраняет необходимость построения новых устройств для каждого отдельного закона распределения. Возможность одновременно независимо регулировать интервал корреляции процесса еще боль ше расширяет сферу применения предлагаемого устройства. Формула изобретения Устройство для формирова|шя марковских процессов, содержащее блок перемножения, первый вход которого соединен с выходом источника нормального белого шума, а вь1ход подкл19чен к первому входу блока суммирования, выход которого соединен со входом блока интегрирования, а второй вход блока суммирования соединен с выходом блока линейного преобразования, отличающееся тем, что, с целью расшиения функциональных возможностей устройства путем обеспечения независимого фо1)мирования заданного закона распределения и интервала корреляции,

.оно содержит масштабный усилитель, коммутатор, источник юстоянного напряжения, nepetift и второй блоки извлечения квадратного корня, блок вычитания, нелинейный блок типа зона нечувствительности и нелинейный блок типа ограничение, входы нелинейных блоков соединены с выходом блока интегрирования, а выходы нелинейных блоков подключень соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выхой которого является выходо устройства и соединен с входом блока лйнейногб преобразования и со входами первого и второго блоков иэвлечения квадратного корня, выходы блоков извлечетшя квадратного корня н выход источника постоянного напряжения подключены соответственно к первому,

второму и третьему входам коммутатора, выход которого соединен со входом масштабного усилителя, выход которого подключен ко второму входу блока перемножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР N3 326594, кл. q 06 q 7/52, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 378893, кл. q 06 q 7/52, 1973.

3.Авторское свидетельство СССР N9 , кл. Q 06 Q 7/52, 1974.

4. Сборник технических условий на

блоки электромодели типа МН-7 № 1002048 С. Т. У., Министерство приборостроения и средств автоматизации, Главточмаш, завод САМ, Пенза.