Устройство для определения времени стационарности случайных процессов Советский патент 1979 года по МПК G06G7/52 

1, .;:.

Иаобретение относится к устройствам для анализа статистических данных, в частности к устройствам для определения характеристик случайных процессов.

Известно устройство для определения времени стационарности случайных процессов путем анализа последовательных выборок определенной длительности из случайного процесса til.

Такие устройства определяют по выборке андлизируемого процесса одну из его характеристик (математическое ожидание и дисперсию).

Недостатком этих устройств является невысокая достоверность результата, так как стационарность исследуемого процесса может нарушаться по такому параметру; который не анализируется устройством.

Указанный недостаток устранен в устройствах, анализирующих плотность распределения процесса.

Известнб наиболее близкое к изобретению устройство для определения времени стационарности случайного процесса путем построения по выборкам гисто грамм 2.

Устройство содержит амплитудный анализатор, а также блок регистрации, амплитудный модулятор, ключ, блок случайного включения заданного интервала измерений и блок памяти.

В результате нескольких измерительных циклов в блоке памяти устройства накапливаются данные соответствующего числа гистограмм, причем первую гистограмму получают в результате обработки всех измерительных циклов, вторую гистрограмму - в результате ;с1бработки

всех циклов, кроме одного, и т. ц.

.

Оптимальная длительность реализации для выявления стационарности сну- чайного процесса равна интервалу одного измерения, умноженному на количество измерительных циклов для той гистограммы, начиная с которой оценки статистических характеристик отличаются йа величину, не превышающую заданную;, погрешность. Недостаткрм известного устройства является низкая точность определения времени стационарности. Эта .точность равна длительности одного измеритель. ного цикла, которая может быть значительной. Кроме того, известное устройство не позволяет получать результат в реальном времени, а само устройство является весьма сложным. Цель изобретения - повышение точности при определении времени стационарности случайных процессов при работе в реальном времени. Эта цель достигается тем, что в устройство введены блок центрирования и нормирования, блок разнесенных по част те фильтров и блок умножения, выход ко торого соединен с входом амплитудного анализатора, входы блока умножения под ключены к соответствующим выходам блока разнесенных по частоте фильтров, вход которого соединен с выходом блока центрирования и нормирования, вход которого является входом устройства. Структурная схема устройства изобра жена на чертеже. Оно содержит блок 1 центрирования и нормирования (входного случайного процесса, блок 2 разнесенных по частоте фильтров, блок 3 умножения (выходных сигналов фильтров) и амплитудный анализатор 4. Исследуемый случайный процесс (t) поступает на вход блока 1 центрирования и нормирования, на выходе которого образуеЧСя процесс , tt)-M Величина Мь - соответственно математическое ожидание и среднеквадра тичное отклонение исследуемого процесс полученные в предположении о его стационарности из статистических наблюдений или из теоретической модели процес Если процесс Ct) равно как и (t) стационарный, то отклики выходных сигналов блока 2 разнесенных по частоте фильтров не коррелированы между собой. В этом случае амплитуда сигнала на вы ходе блока 3 умножения мала и не превышает заданный в амплитудном анализа торе 4 порог , который для нормиров а ,ного и. центрированного процесса не зависит от fe и б, fe иЬь; где . т. е. )A 4. . При нарушении стационарности исследуемого процесса по любому его параметру выходные сигналы блока 2 фильтров окажутся- коррелированными. Значения коэффициентов корреляции ) определяются для -нормированного и цент- оированного процесса функцией спектральной корреляции ( в некоторых литературные источниках ее называют просто спектром нестационарного процесса).,В этом случае амплитуда напряжения (J (t) на выходе блока 3 умножения возрастает и превышает порог ±А. Анализатор 4 в реальном времени выдает сигнал о нарушении стационарности анализируемого процесса. Таким образом временем стационарности случайного процесса является интервал наблюдения, для которого (U(-fc) . Это означает, что на интервалах времени между двумя соседними сигналами с амплитудного анализатора 4 входной процесс является стационарным. В результате время стационарности процесса оказывается определенным в реальном времени с высокой точностью. По времени существования сигнала на амплитудном анализаторе можно судить о длительности возмущения, нарушившего стационарность процесса. Формула изобретения Устройство для определения времени стационарности случайных процессов, содержащее амплитудный .анализатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены блок центрирования и нормирования, блок, разнесенных по частоте фильтров и блок умножения, выход которого соединен с входом амплитудного анализатора, входы .блока умножения подключены к соответствующим выходам блока разнесенных по частоте фильтров, ход которого соединен с выходом блоа цен.Трирования и нормирования, вход оторого является входом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 453699, кл. G 06 F 15/36, 1975. 2,Авторское свидетельство СССР № 318032, кл. Q Об F 15/36, 1972 (прототип).