Устройство для определения одно-МЕРНыХ зАКОНОВ РАСпРЕдЕлЕНия ВЕРОяТ-НОСТЕй Советский патент 1981 года по МПК G06G7/52 

Однако точность определения ФПРВ зависит от числа п используемых в разложении (1) функций (импульсов) у;(х). Для каждого процесса существет свое значение оптимума п, При уменьшении числа п (относительно оптимального значения ) точность определения ФПРВ убывает за счет роста т.н. систематических ошибок обусловленных в этом случае ухудше нием качества аппроксимации ФПРВ разложением (1). При увеличении п (относительно оптимального значения возрастают случайные ошибки определения ФПРВ, обусловленные в этом случае ухудшением точности определения коэффициентов разложения а.

Кроме того, оптимум п и соответствукадие ему значения размеров функций у;(х) оказываются зависимыми от статистических особенностей исследуемого процесса.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определить с достаточной степенью точности функции распределения вероятностей только отдельных видов процессов х (t), которые определяются выбранным в прототипе числом п и шириной импульсов у;. Это обстоятельство ограничивает универсальность его применения.

Для сокращения числа устройств с отличными друг от друга значениями п при исследовании различных процессов желательно обеспечить возможность преобразования используемого в устройстве разложения (1),т.е. изменения числа п.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается те что в устройство для определения одномерных законов распределения ве роятностей, содержащее блок определения коэффициентов разложения, вхо которого является входом устройства и соединен с входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с входом блока формирования ортогональных функций разложения, а второй выход - с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен ц выходу сумматора, разрядные входы которого подключены соответственно к выходам умножителей, первые входы которых соединены соответственно с выходами блока формирования ортогональных функций разложения, ввэдены переключатели, элементы ИЛИ и пирамида масштабирующих сумматоров, при этом два входа каждого масштабирующего сумматора первого яруса пирамиды соединены с соответствующими двумя выходами блока определения коэффициентов разложения, выходы масштабирующих cyNB aTopoB каждого яруса попар.но подключены к первому и второму входам соответствующего масштабарующего сумматора последующего яруса, при этом выход масштабирующего сумматора последнего яруса через соответствующий переключатель соединен с первыми входами элементов ИЛИ, вторые, третьи и четвертые входы которых через соответствующие переключатели соединены с входами соответствующих масштабирующих сумматоров соответственно первого, второго и третьего ярусов пирамиды, выходы элементов ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами умножителей.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит блок -Д формирования ортогональных функций разложения, блок 2 определения .коэффициентов разложения, умножители 3, сумматор 4, блок 5 синхронизации, блок индикации б, элементы ИЛИ 7 и масштабирующие сумматоры 8, состоящие из сумматора 9 и делителя 10 на два, переключатели (ключи) 11. Сумматор 9 осуществляет сложение величин поступающих на его два входа сигналов г делитель 10 уменьшает уровень поступающего на него сигнала ровно в два раза. Таким образом, масштабирующий сумматор 8 функционирует по следующей логике

и

+ U

BXi

ВХ2

(2)

где - значение выходного сигнала сумматора 8; Uav Uo значения входных сигнаttA i bX 9 -л

ЛОВ сумматора 8.

Как показано на чертеже, входы сумматоров 8, находящихся в основании пирамиды, соединены с выходами блока 2 определения коэффициентов разложения а; по следующему зак:ону. Первые два выхода соединены со входами первого сумматора 8, вторые два выхода со входами второго сумматора 8 и т.д., последние два выхода соединены со входами последнего в основании пирамиды сумматора 8.

Каждый последующий ярус пирамиды содержит ровно в два раза меньше сумматоров 8, а последний ярус (вершина) состоит только из одного сумматора 8, При этом входы сулотаторов 8 очередного яруса соединены с выходами сумматоров 8 предыдущего яруса по последующему закону. Входы первого сумматора 8 очередного яруса соединены с выходам первых двух сумматоров 8 предьщущего яруса, входы второго сумматора 8 очредного яруса соединены с выходами вторых двух сумматоров 8 предьадущего яруса, и так далее. Входы последнего .сумматора 8 в очередном ярусе соединены с выходами последних двух сумматоров 8 в предыдущем ярусе.

Выходы блока 2 определения коэффициентов разложения, так же как и в

прототипе, доединены с умножителями 3 .

Однако в данном стройстве предусмотрена также возможность подачи на умножители 3 сигналов с выходов сумматоров 8.Поэтому каждый выход блока 2 соединен с соответствующим ему умножителем 3 не непосредственно, а через соответствующий ключ 11 и элемент ИЛИ 7.

Выходы сумматоров 8 соединены через ключи 11 и элементы 7 ИЛИ с умножителями 3 по .:следукнцему закону. Выход первого сумматора 8 основания пирамиды соединен через соответствующий ключ и элемент 7 ИЛИ с первыми двумя умножителями 3. Выход второго сумматора 8 основания пирамиды соединен через соответствующий ключ и ; элемент ИЛИ со вторыми двумя умножителями 3. И так далее. Выход последнего сумматора 8 основания пирамиды соединен через соответствующие ключ и элемент ИЛИ с двумя последними умножителями 3.

Выход первого масштабируквдего сумматора 8 яруса пирамиды, следующего за основанием пирамиды, соединен аналогичным способом, но только уже с первыми четьфьмя умножителями 3.

Выход второго сумматора 8 яруса пирамиды, следукицего за основанием пирамида, соединен со второй, четверкой умно ителей. И так далее. Выход последнего сумматора 8 яруса пирамида, следующего за основанием пирамиды, соединен с последними четырьмя умножителями 3.

Вьсходы сумматоров 8 следующего яруса пирамиды подключаются ангшогич но, но уже к восьмеркам умножителей 3. И так далее, количество умножителей, соединенных с выходом сумматора 8 очередн го яруса, удваивается с ростом номера яруса.

Иными словами, закон связи выходо сумлаторов 8 с умножителями 3 состоит в следующем.Выход каждого сумматора 8 соединен с теми умнЪжителямн 3 с которыми соединены объединяемые данным сугФлатором 8 выходы блока 2.

отметить следующее. Предлагаемая схема построения пирамиды требует, чтобьа число выходов блока 2 определения коэффициентов разложения равнялось в точности 2 {где К - целое число).

Устройство работает следующим образом.

При подаче.на вход устройства процесса X (t) на выходах блока 2 формируются сигналы, величины которых ,равны коэффициентам разложения ФПРВ по системе 2 прямоугольных импульсов.Эти сигналы усредняются попарко масштабирующими сумматорами 8 основания пирамиды. В итоге на вы|ХОдах сумматоров 8- основания пирамидц формируются сигналы, равные по

величине коэффициентам разложения, ФПРВ по системе прямоугольных импульсов yg(e 1, 2, ..., 2 ), Импульсы у можно рассматривать как попарное слияние исходных импульсов y.j (J 1 . 2, . ... 2). Следующий ярус пирамиды формирует коэффициенты разложения ФПРВ по системе импульсов, образованнь1Х слиянием четверок исходных импульсов. И так далее. На выходе последне9го яруса (вершины) пирамиДы формируется коэффициент разложения ФПРВ по одному прямоугольному импульсу, образованному слиянием всех исходных импульсов.

5

При условии, когда згилкнуты только ключи, соединяющие выходы блока 2 со входами умножителей 3, на экранах блока индикации б изображаются кривые распределений вероятностей, разложенные по 2 импульсам. При

0 замыкании только ключей сумматоров

8 основания пирамиды индицируются разложения законов распределения по 2 импульсам, И так далее. При замыкании ключей последующих ярусов

5 пирамиды индицируются кривые со все менш1им и меньшим числом разложений ФПРВ.

Таким образом,.изобретение исключает недостаток известного устройОства, состоящий в фиксированном законе разложения ФПРВ, а следовательно, позволяет ПОВЫСИТЬ точность определения различных видов законов распределения вероятностей, расширить диа5пазон использования устройства по исследованию различных процессов.

Формула изобретения

Устройство для определения одномерных законов распределения вероятностей, содержащее блок определения коэффициентов разложения, вход которого является входом устройства и соединен с входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с входом блока формирования ортогональных функций разложения, а второй выход - с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к выходу сумматора, разрядные входы которого подключены соответственно к выходам умножителей, первые входы которых соединены соответственно с выходами блока формирования ортогональных функций разложения, отличающееся тем, -ЧТО, с целью повьашения точности устройства, оно содержит переключатели элементы ИЛИ, пирамиду масштабирующих сумматоров,. при этом два входа каждого масштабирующего сумматора первого яруса пиргилиды соединены с соответствующими двумя выходами блока определения коэффициентов разложения,. выходы масштабирующих сумматоров каждого яруса попарно подключены к первому и второму входам соответствующего масштабирующего сумматора последующего яруса, при этом выход масштабирующего сумматора последнего яруса через соответствующий переключатель соединен с первыми входами элементов ИЛИ, вторые, третьи и четвертые входы которых через соответствующие переключатели соединены с входами соответствукицих масштабирующих сумматоров соответственно первого, второго и третьего ярусов пирамиды, выходы

элементов ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами умножителей.

Источники инфОЕи 1ации, принятые во внимание при экспертизе

1.Цыпкин Я.З. Об алгоритмах оценки плотности распределения и моментов наблюдения.- Автоматика и телемеханика , 1967, № 1.

2.Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М., Энергия, 1967.

3.Ченцов Н.Н. Статистические решающие правила и оптимальные выводы. М., Наука, 1972 (прототип).