Генератор случайных процессов Советский патент 1981 года по МПК G06F7/58 G07C15/00 

, 1 , ;... Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназ начено для формирования случайных процессов с заданной N-мерной плотность вероятности. Известен генератор случайных процессов, содержащий блок функциональных преобразователей, задающих закон распределения цепи, вариаторы, резис Tojp и т. д. ffj . Однако это увеличивает время пере стройки и его габариты. , Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ге нератор случайных процессов, coJ5ep«a щий генератор линейно изменяющегося напряжения, функциональный преобразо ватель , блок сравнения, интегратор датчик случайных чисел Г21. Недостатком этого устройства явля ется мешая статистическая точность формируемых случайных процессов, так как моделируемые процессы зада1Ьтся лишь одномерными функциями раофеделения, а одномерной функции распреде ления в общем случае соответствует множество N-мерных распределений. Цель изобретения - повышение статистической точности моделируеквых процессов за счет задания их М-мерной плотности вероятности. Поставленная цель достигается тем, что в j-eHepaTop случайных процессов, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с первым входом умножителя, генератор линейно изменяющегося , выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения и с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, второй вход которого является входе генератора, введены блок памяти, наборное поле, ключ, переключатель, второй блок сравнения и ячейка памяти, выход которой подключен к BTOpoisv входу умножителя, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к первому входу ключа, второй вход которого объединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого является выходом генератора, объединенс выходом блока памяти и подключен к входу reHepfiTopa линейно изменяющегося напряжения, к третьему входу клюг ча, к входу датчика равномерно распределенных случайных чисел и к первому и второму входам переключателя, третий вход которого соединен с выхо дом интегратора, а первый и второй выходы переключателя подключены соотв.етственно к второму входу второго блока сравнения и к входу ячейки памяти, выход ключа соединен с входом блока памяти, выходы которого через наборное поле подключены к группе входов интерполятора соответственно. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого генератора. Генератор состоит из блока 1 памяти последовательного действия на (Ы-1)-ую запоминающую ячейку N-1, вы ход которого подключен к (N-l)-My входу наборного поля 2, выполненного на потенциометрах, М выходов наборного поля 2 соединены с М входами интерполятора 3 (например, электроннолучевой трубки типа политрон), подключенного своим выходом к входу интегратора 4, выход которого соединен через переключатель 5 с первым входом блока б сравнения, второй вход которого соединен с выходом умножителя 7, подключенного своим первым входом к выходу датчика 8 равномерных ёлучайных чисел, а вторым вхо дом к выходу ячейки 9 памяти, вход которой соединен с вторым выходом переключателя 5. Выход блока 6 сравнения подключен к первому управляюще му входу ключа 10, соединяющего вход блока 1 памяти и выход генератора 11 линейно изменяющегося напряжения который, играя роль блока развёртки соединен также с входом интерполятора 3 и первым входом блока 12 сравне ния, на первый вход которого поступает постоянное напряжение (установка) . алход блока 12 сравнения соедине с управляющими входами переключателя 5, датчика 8 равномерных случайных чисел/ а также управляющим входом сброс на нуль интегратора 4. Выход блока 1 памяти соединен с вторым уп равляющим входом ключа 10 и переклю чателя. 5, а также управляняцим входом генератора 11 линейно меняющегося н пряжения . Работа устройства основывается на следующей предпосылке: если промо делированы первые N-1 значения реал зации случайного процесса х,. . .х,. то в качестве N-ro значения берётся верхний предел интегрирования в момент совпадения.очередного члена выборки равномерного на интервале (ОД) случайного числа г и величины интеграла J1 jg ( X , . . . X ц ) .- f V V1 о ,ху) - заданная М-мерная плотность вероятности моделируемого случайного процесса;N-1 i ,х ) - частная N-1 мерная плотность заданной N-мерной плотности; x,...,x.j,- промоделированные значения реализации случайного процесса;XPI - моделируемое значение реализации случайно го процесса. Перед работой в запоминаю чем устройстве 1 записано N-1 произвольное значение напряжений х,...,х . Переключатель 5 замыкает цепь интегратор 4-элемент 9 памяти. Ключ 10 размыкает цепь генератор 11 линейно меняющегося напряжения - блок 1 памяти. На второй вход блока 12 сравнения подано постоянное напряжение. На потенциометрах наборного поля 2 записаны значения заданной плотности вероятности f (х,,,, . . , х) в различных сечениях х Const., Хл Const, . . , Х) Const. Работа устройства начинается запуском генератора 11 линейно меняющего-. ся напряжения, сигнал с выхода которого, пропорциональный значению хц переменной и играющий роль развертки, поступает на вход интерполятора 3 и первый вход блока 12 сравнения, одновременно из блока 1 памяти на (N-1) вход блока коэффициентов пода- . ется М-1 сигналов х (.,х, с выхода которого на М управляющие входы (функциональные пластины) .интерполятора 3 поступают сигналы, пропорциональные М значениям заданной плотности вероятности сечения х х° , х ,..., x)j. х2.. Тогда с выхода интерполятора 3 снимается сигнал, пропорциональный f(х ,. . . ,х) , при менякнцемся последнем аргументе, который далее интегрируется интегратором 4 и, следуя через переключатель 5, запоминается ячейкой 9. В тот момент, когда сигнал с генератора 11 линейно меняющегося напряжения достигает своего наибольшего возможного значения, блок 12 сравнения, выдает сигнал, поступаощий на управляющие входы генератора линейно меняющегося напряжения датчика равномерных случайных чисел, переключателя 5 и на вход сброс на нуль интегратора 4, По этому сигналу запускается вновь генератор 11 линейно меняющегося напряжения. Переключатель 5 замыкает цепь интегратора 4-блок б сравнения. Датчик 8 равномерного случайного числа выдает очередной сигнал, который умножается умножите лем 7 на значение напряжения, хранящееся в ячейке 9. С выхода .умножителя 7 сигнал поступает на второй вход блока 6 сравнения, на первый вход которого в это время с выхода интегратора 4 поступает сигнал, пропорциональный J f (х° ,. . ,)dxt(. В момент совпадения сигналов первого и второго входа блока б сравнения, он вьадает сигнал, который поступает на управляющий вход ключа 10, и замыкает цепь генератор.. 11 ли нейно меняющегося напряжения-блок 1 памяти. В (М-1)-ой ячейке блока 1 памяти запоминается сигнал, являющий ся N-ым значением реализации моделируемого случайво -о процесса. С.выхода блока 1 памяти снимается сигнал, который подготавливает генератор к следующему циклу работы для генерирования (N+l)-ro значения моделируемого процесса, а именно, поступая на второй управляющий вход ключа 10, размыкает цепь генератор 11 линейно меняющегося напряженияблок 1 памяти, поступая на второй управляющий вход переключателя 5, за мыкает цепь интегратор 4-ячейки 9 па мяти, кроме этого, сбрасывает на нуль интегратор 4 и запускает генератор 11 линейно меняющегося напрякения. Описанный цикл работы повторя ется. Таким образом, предлагаемое устройство моделирует негауссов стац онарный процесс любой длины. Предлагаемое устройство может быть использовано для проверки статистических измерительных приборов, для сравнени эффективности различных процедур рас познавания, идентификации, фильтрации и т. д. Фррмул а изобретения Генератор случайных процессов-, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с пер;вым входом умножителя, генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения и с входом интерполятора, выход которого соединен с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, второй вход которого является входом генератора, о т л и чающийся тем, что/ с целью повышения точности генератора, он содержит блок памяти, наборное поле, ключ, переключатель, второй блок сравнения, и ячейки памяти, выход которой подключен к второму входу умножителя , выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к первому входу ключа, второй вход которого объединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого является выходом генератора, объединен с выходом блокапамяти и подключен к входу генератора линейно изменяющегося напряжения, к третьему входу ключа, к входу датчика равномерно распределенных случайных чисел и к первому и второму входам переключателя, третий вход которого соединен с выхо;;ом интегратора, а первый и второй выходу переключателя подключены соответственно к второму входу второго блока сравнения и к входу ячейки памяти, выход ключа соединен с входом блока памяти, выходы которого через наборное поле подключены к группе входов интерполятора соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.- Авторское свидетельство СССР № 429420, кл. G Об F 1/02, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР № 507874, кл. 6 Об G 7/26, 1974 {прототип).