Устройство для приема и выделения стационарных и нестационарных участков процессов Советский патент 1980 года по МПК G08C13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ВЫДЕЛЕНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ И НЕСТАЦИОНАРНЫХ УЧАСТКОВ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в устройствах обработки потока измерений случайных процессов, когда требуется сокращение избыточности данных. Известны устройства для приема и обработки информации с сокращением избыточности данных, содержащие сумматоры, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения, запоминающий блок, буферный запоминающий блок, регистратор 1. Устройство конструктивно сложно и обладает ограниченными функ циональными возможностями. Наиболее близким по технической сущности является устройство Для приема и вьщелення стационарных и нестационарных участков процесса, содержащее блок оперативной памяти, блок задержки, первые два выхода которого соединены соответственно с первым входом блока последовательного сравнения и с первы входом блока буферной памяти 2. Устройст обладает ограниченными функциональными возможностями, не позволяя получить полную информацию о характеристиках стационарных и нестационарных участков процессов. Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель .достигается тем, что в устройство введены блок выделения существенных результатов измерений, блоки сравнения, дополнительный блок буферной памяти, накопитель, блок вычисления статистических характеристик стационарного процесса, блок вычисления характеристик нестационарных процессов, счетчик, блок формирования информации, счетчик количества инверсий, регистратор, выходы блока выделения существенных результатов измерений соединены соответственно с первым входом счетчика, первым входом блока оперативной памяти, входом блока задержки и вторым входом блока последовательного сравнения, выход которого соединен с входом счетчика количества инверсий, выход блока оперативной памяти и выход счетчика количества инверсий подключены к соответствуюшз м входам блоков сравнения, первые выходы которых подключены к второму входу 3 счетчика и второму входу блока оперативной памяти, вторые выходы первых блоков сравнения соединены с вторым и третьим входами блока буферной памяти, вторые выходь третьего и четвертого блоков сравнения подключеньг к первым двум входам дополнительного блока буферной памяти, третий вход которого соединен с BTOjpbiM выходом блока задержки, выход блока буферной памяти соединен с входом блока вычисления статисти ческих характеристик стационарного процесса, йЫХод которого подключен к первому входу блока формирования информации, выход дополнительного блока буферной памяти через накопитель подключен к взводу блока вычисления характеристик нестационарных процессо выход которого соединен с вторым входом блока формированш информации, выход которого подключен к входу регистратора. Сущность изобретения поясняется с помощь блок-схемы устройства, изображенной на чер-: теже, и содержащей блок вьщеления существенных результатов измерения 1, блок задерж ки 2, блок последовательного сравнения 3, счетчик количества инверсий 4, блоки сравнения , блок буферной памяти 6, дополнительный блок буферной памяти 7, блок оперативной памяти 8, блок вычисления ста. тистических характеристик стационарного процесса, 9, блок формирования информации 10, , счетчик 11, регистратор 12, накопитель 13, блок вычислеьшя характеристик нестационарно процесса 14. Устройство реализует критерий станионарWoctH в соответствии с выражением (.P)n.ax((t) И критерии нестационарности в соответствии с выражением Ttnax(),;n(.) п-1 п I ). IM j Llгде t - порядковый номер текущей ординаты измерения; XL - текущий i-й результат измерения; Xj - результат измерения в выборке j 1, 2, ... п; максимальное количество инверсий (инверсия - результат сравнения теку{цего измерения с предшествующим еслиХ - инверсия Т еслиХ Х( - инверсия Т 0 - минимальное количество инверсий; 5 - характеристика стационарного динами ческого процесса. При вьшолнении условия (1) получают результаты сравнения количества замеренных инверсии с диапазонами инверсии стационарного процесса, формируют сигналы начала и конца стационарного участка, запоминают существенные результаты измерения этого участка и вычисляют статистические характеристики. При выполнении условия (2) формируют сигналы начала и конца нестационарных участков, запоминают результаты измерений группы нестационарных участков и вычисляют их характеристики. Выходная информация формируется для стационарных и нестационарных участков. Устройство работает следующим образом. При поступлении текущего измерения У} из блока 1 в блок 2 сигналы задерживаются на время дискретизации At и затем пропускаются в блоки 3, 6, 7. В блоках 6 и 7 результаты измерения запоминают. В блок 3 поступает следующее измерение Х из блока 1 и в этом блоке сравниваются последовательно каждое текущее измерение с предшествующими. В результате каждого сравнения формируют сигнал инверсии 1, если измерение больще предшествующего, или сигнал инверсии О, если измерение меньше предшествующего. Каждое значение инверсии, равное 1, направляется в счетчик 4, в котором для каждого текущего измсренйя подсчитывается количество инверсий Т. Из блока 1 в блок 8 одновременно пропускаются сигналы в виде порядковых номеров 1, 2 ... п и здесь для каждого порядкового номера измерения заданы диапазоны инверсий стационарного участка Т, и , Эти значения направляются в четыре блока сравнения 5 -5. В эти блоки одновременно поступают результаты подсчета текущего значения инверсий Т{ от счетчика 4. В результате сравнения замененного количества инверсий с заданными диапазонами инверсий для стационарного процесса , и Tmin формируют следующие сигналы Ci - от блока 5i, если Т гпа)( 1 от блока 52, если TI 7/Tmin C;j - от блока 5j, если Tj - от блока 5, если Tj От блоков 5 и 52 сигналы направляются в блок 6. При поступлении этой пары сигналов в блок 6, накопленные в нем измерения пропускаются в блок 9, в котором вычисляются статистические характеристики стационарного процесса. Одновременно ситалы направляются в блок оперативной памяти 8, в котором отмечаются порядковые номера текущих измерений. После исчезновения сигналов С., и С2 отсчет в блоке 8 прекращается. При накоплении количества инверсий, превышающих диапазон инверсий стационарного участка, форм фуются сигналы Cj и С, которые направляются в другой блок буферной памяти 7. В блоке 7 измерения запоминаются и направляются затем в накопитель 13. После .накопления группы реализаций неста циона вдого процесса содержимое накопителя 13 направляется в блок 14, в котором вычисляются характеристики нестационарного процесса. Результаты вычислений от блоков 9 и 14 поступают в блок формирования информации 10, который через сЧетчик 11 соединен с блоками сравнения и с блоком выделения существенных результатов измерения 1. В счетчике 11 подсчитывается количество измерения по сигналам: Ct, €2, и €5, Q и фо мируется следующая информация: t - порядковый номер измерения, ,... количество измерений, соответствующее участкам стационарности ...111| математическое ожидание стациона ного процесса, 6,...&1 среднее квадратическое отклонение В.)2.--,Г1к. дисперсия стационарного участка Для нестационарных участков формируется информация о статических характеристиках ансамбля реализаций, например математическое ожидание, дисперсия, корреляционная функция и другие. Необходимая информация отображается в цифровом виде в блоке формирования информации и, по необходимости, передается в регистратор 12. Положительным качеством устройства является то, что устройство осуществляет анализ процессов и выдает необходимые их характери тики на участках стационарности и нестационарности. При этом существенно сокращается избыточность данных. Формула изобретения Устройство для приема и выделения стационарных и нестационарных участков процессов, содержащее блок оперативной памяти, блок задержки, первые два выхода которого соединены соответственно с первым входом блока последовательного сравнения и с первым входом блока буферной памяти, отличающееся тем, что, с Целью расипфения функциональных возможностей устройства, в него введены блок выделения существенных результатов измерений, блоки сравнения, дополнительный блок буферной памяти, накопитель, блок вычисления статистических характеристик стационарного процесса,блок вычисления характеристик нестационарных процессов, счетчик, блок формирования информации, счетчик количества инверсий, регистратор, выходы блока вьщеления существенных результатов измерений соединены соответственно с первым входом счетчика, первым входом блока оперативной памяти, входом блока задержки и вторым входом блока последовательного сравнения, выход которого соединен с входом счетчика количества инверсий, выход блока оперативной памяти и выход счетчика количества инверсий подключены к соответствующим входам блоков сравнения, первые выходы которых подключены к второму входу счетчика и второму входу блока оперативной памяти, вторые выходы первых двух блоков сравнения соединены с вторым и третьим входами блока буферной памяти, вторые выходы третьего и четвертого блоков сравнения подключены к первым двум входам дополнительного блока буферной памяти, третий вход которого соединен с вторым выходом блока задержки, выход блока буферной памяти соединен с входом блока вычисления статистических характеристик стационарного процесса, выход которого подключен к первому входу блока формирования информации, выход дополнительного блока буферной памяти через накопитель подключен к входу блока вычисления характеристик нестационарных процессов, выход которого соединен с вторым входом блока формирования информации, выход которого подключен к входу регистратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Воздушно-космическая телеметрия, под. ред. Трофимова К. Н. М., 1968, с. 199207. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2626733/18-24, кл. G 08 С 13/00, 12.04.78.