Устройство для определения дис-пЕРСии НЕСТАциОНАРНОгО СлучАй-НОгО пРОцЕССА Советский патент 1981 года по МПК G06F17/18 G06F7/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к вычислительной текнике, предназначено для определения характеристик случайных сигналов и может быть использовано в системах автоматического управления. Известно устройство для оценки дисперсий, содержащее последовательно соединенные интегратор, блок вычисления абсолютной величины, блок вычитания, первый вход которого подключен к выходу блока вычитания математического ожидания, а второй вход соединен со вхо дом устройства и со входом вычисления математического ожидания l. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является устройство для определения дисперсии нестацио нарного случайного процесса, содержащее входной сблок вычитания, выход которого подключен ко входу квадратора, первый вход блока вычит-ания является входом устройства 2 . Недостатком известных устройств является низкая точность. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения дис.персии нестационарного случайного процесса введены два канала, каждый из которых содержит блок вычитания, блок вычисления абсолютной величины, блок умножения, интегратор и сумматор, при этом в каждом из каналов вход блока вычисления абсолютной величины объединен с первым входом блока умножения и подключен к выходу блока вычитания, первый вход которого является входом канала, второй вход блока вычитания объединен с первым входом сумматора и подключен к выходу интегратора, вход которого объединен со вторым входом сумматора и соединен с выходом блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока вычисления абсолютной величины, выход сумматора второго канала является выходом устройства, вход блока вычитания первого канала соединен со входом устройства, выход сумматора первого канала подключен ко второму входу входного блока вычитания, а выход квадратора соединен со входом блока вычитания второго кана ла. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит входной блок 1 вычитания, квацратор 2, первый и второй каналы 3, 4, каждый иа которых сос тоит из сумматора 5, блока 6 вычитания, блока 7 вычисления абсолютной величины, блока 8 умножения и интегратора 9. Оценка дисперсии определяется алгоритмами, представляющими нелинейные ,рекуррентные процедуры: ,(xthi-i t -ii)) ХСп1- УгСпИ | .)-fJ/ «jK l- th f-DCn-1 | где - оценка математического ожидания нестационарного случайного процесса в текущий момент времени п ; Л -ll- оценка математического ожидания в предыдущий момент времени h-t ; исследуемый случайный про цесс; коэффициенты пропорциональ ности; В и-1}- оценка дисперсии нестационарного случайного процесса в текущий И и предыдущий h -1 моменты, времени, соот ветственно. Устройство работает следующим образом. Исследуемый нестационарный случайный сигнал Х.м подается одновременно на первый вход блока 6 вычитания и на вход первого канала. В первом канале из входного сигнала вычитается сигнал ACh-l, а полученный на выходе бло ка б вычитания сигнал разности ( - )nocTynaeT на первый вход блока 8 умножения с масштабным коэффициентом, равным Y , и на вход блоке 7 вылисления абсолютной величины. Выходной сигнал ( Ги-11) блока 7 вы числения абсолютной величины умножаэт794 ся блоком 8 на сигнал ), при этом выходной сигнал блока 8 умножения поступает на вход интегратора 9 и на второй вход сумматора 5, на первый вход которого подается сигнал , поступающий также на второй вход блока 6 вычитания с выхода интегратора 9. На выходе сумматора 5 вырабатывается сигнал m м . , соответствующий оценке математического ожидания, т. е. выход первого канала является выходом канала определения среднего значения. Сигнал с выкода первого канала подается на второй вход блока 1 вычитания, на выходе которого получается сигнал ( А и ) , поступающий на вход квадратора 2. Квадратор 2 возводит сигнал ( -VYiCv)в квадрат, после чего этот сигнал подается на вход вто- рого канала. Б блоке 6 второго канала из входного сигнала вычитается сигнал D ;h-11 . а результирующий сигнал ()(.h VYit) UVi-l 1- подается на первый вход. блока 8 умножения и на вход блока 7 вычисления абсолютной величины , с выхода которого сигнал поступает на второй вход второго блока 8 умножения с масштабным коэффициентом Jfo ., После выполнения операции перемножения на выходе блока 8 умножения вырабатывается сигнал rJC Chl-i Mf-kn-i (KChl- iChlf- bMl который затем подается на второй вход сумматора 5 и на вход интегратора 9. Полученный на выходе блока 9 сигнал Dtn-l j поступает одновременно на второй вход блока 6 вычитания и на первый вход сумматора 5. После выполнения сумматором 5 операции суммирования двух сигналов, поступающих на его входы, на выходе его вырабатывается сигнал, соответствующий оценке дисперсии OCvi в текущий момент времени h Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении точности определения сигнала, соответствующего оценке дисперсии. Формула изобретения Устройство для определения дисперсии нестационарного случайного процесса, содержа шее входной блок вычитания, выкод которого подключен ко входу квадратора, первый вход входного блока вычитания является вкодом устройства, отличающееся гем, что,. с целью повышения точности, в него введены два канала, каждый из которых содержит блок вычитания, блок вычисления абсолютной величины, блок умножения, интегратор и сумматор, при этом в каждом из каналов вход блока вычисления абсолютной величины объединен с первым входом блока умножения и подключен к выходу блока вычитания, первый вход которого является входом канала, второй вход блока вычитания объединен с первым входом сумматора и под ключен к выходу интегратора, вход которого объединен со вторым входом сумма тооа и соединен с выходом блока умно96жения, второй вход которого подключен к выходу блока вычисления абсолютной величины, выход сумматора второго канала является выходом устройства, вход блока вычитания первого канала соединен со входом устройства, выход сумматора первого канала подключен ко второму входу входного блока вычитания, а выход квадратора соединен со входом блока вычитания второго канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №359660, кл. G 06 F 15/36, 1973. 2. Статистическое моделирование динамических систем средствами АВТ Под ред. И.М, Витенберга. М., Машиностроение, 1976, с. 89.