Устройство для определения среднего значения случайного процесса Советский патент 1981 года по МПК G06F17/18 

Изобретение относится к специализированным средствам автоматики и вычислительной техники и предназначено для определения среднего значения стационарных эргодических случайных процессов. Известно устройство, содержащее усреднитель, блок вычитания и блок коррекции постоянной усреднения l. Недостатком устройства является большое время анализа, обусловленное необходимостью получения информа ции о величине мощности исследуемого процесса и интервала корреляции. Отсутствие возможности нахождения интерзала корреляции ограничивает функ циональные возможности. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения среднего зна чения случайного процесса, содержащее первый усреднитель, выход которо го подключен к первым входам блока формирования заданной погрешности и блока вычитания , выход которого соединен с первым входом второго усреднителя, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, вто рой вход которого соединен с выходом блока формирования заданной погрешности 2 . Однако недостаточные функциональные возможности устройства обусловлены невозможностью получения оценки среднего значения с заданной точностью по дискретной выборке из исследуемого процесса с неизвестным заранее значением интервала корреляции. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения интервала корреляции. С этой целью устройство для определения среднего значения содержит , два ключа, счетчик, генератор импульсов, регулируемый делитель частоты и делитель частоты, при этом первый вход первого ключа объединен со входом делителя частоты и подключен к выходу регулируемого делителя частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход регулируемого делителя частоты подключен к выходу счетчика, вход которого соединен с выходом второго ключа, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, второй вход второго ключа обкединен с первым входом первого усреднителя, со вторым входом второго усреднителя и соединен с выходом делителя частоты, второй вход первого усреднителя объединен со вторым входом, блока вычитания и подключен к выходу первого ключа, второй вход которого является входом устройства.

На чертеже представлена блок-схем устройства.

Устройство содержит первый ключ 1 первый усреднитель 2, блок 3 вычитания, второй усреднитель 4, блок 5 сравнения, блок б формирования заданной погрешности, делитель частоты 7, генератор импульсов 8, регулируемый делитель частоты 9, счетчик 10 и второй ключ 11. Первый вход первого ключа 1 соединен с выходом регулируемого делителя частоты 9 и с входо делителя частоты 7, второй вход подключен ко входу устройства, а выход соединен с входом усреднителя 2 и со входом блока вычитания 3. Первый вход последнего подключен к выходу усреднителя 2 и ко входу блока 6 формирования заданной погрешности, а выход - к первому входу усреднителя 4, выход которого соединен с входом блока сравнения 5. Вход счетчика 10 подключен к .выходу ключа 11, а выход подключен ко входу регулируемого делителя частоты 9, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов 8. Выход формирования заданной погрешности 6 подключен ко второму входу блока сравнения 5, выход которого соединен с первым входом ключа 11, второй вход последнего соединен со вторыми входами усреднителей 2 и 4 и выходом делителя частоты 7.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы, по требуемо погрешности определения среднего значения с учетом вида алгоритма, реализуемого усреднителями 2 и 4 в предположении, что с выхода временного дискретизатора 1 поступают некоррелированные выборки, назначается величина постоянной усреднения и значение заданной погрешности Лг , а также назначается объем выборки между циклами корректировки шага выборки -п (п - коэффициент пересчета делителя частоты 7). Счетчик 10 сбрасывается в устанавливает начальный (минимальный) шаг выборки ключа 1. Начальный шаг выборки задается с учетом частоты генератора импульсов 8 изначальным коэффициентом пересчета регулируемого делителя частоты 9. В усреднителе 2 по дискретной выборке определяется грубая оценка среднего значения, которой в блоке вычитания 3 центрируется дискретизированный во времени исследуемый процесс. Грубо центрированная выборка усредняется в усреднителе 4 и полученный результат ft.} после прохождения п выборок сравнивается с заданным порогом АЗ , поступающим из блока формирования заданной погрешности 6. В зависимости от результатов сравнения в счетчик 10 добавляется или +1 или 0. Затем автоматически устанавливается новое значение шага выборки в регулируемом делителе частоты 9 и сбрасывается содержимое усреднителей 2 и 4. Устройство работает циклически, после каждых п-выборок осуществляется корректировка шага дискретизации и после нескольких циклов работы устройство автоматически согласует шаг дискретизации исследуемого процесса с его корреляционными свойствами, за счет чего и происходит расширение функциональных возможностей устройства, так как оно осуществляет работу по дискретной выборке и позволяет дополнительно получить грубую оценку интервала корреляции исследуемого процесса.

При реализации в усреднителях 2 и 4 алгоритма среднеарифметической оценки среднего значения постоянная усреднения связана с коэффициентом пересчета делителя частоты 7 соот1ношением сК Блок формирования

заданной погрешности 6 может быть выполнен в виде последовательно соединенных формирователя модуля и делителя, т.е. аналогично известному устройству.

Таким образом, изобретение расширяет функциональные возможности устройств для определения среднего значения, позволяя дополнительно определить грубую оценку интервала корреляции, что одновременно приводит к увеличению области применения.

Формула изобретения

Устройство для определения среднего значения случайного процесса, содержащее первый усреднитель, выход которого подключен к первым входам блока формирования заданной погрешности и блока вычитания, выход которого соединен с первым входом второго блока усреднения, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования заданно погрешности, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определния интервала корреляции, устройство содержит два ключа, счетчик, генератор импульсов, регулируег 1й делитель частоты и делитель частоты, при этом первый вход первого ключа объединен со входом делителя частоты и подключен к выходу регулируемого делителя частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход регулируемого делителя

частоты подключен к выходу счетчика, вход которого соединен с выходом второго ключа, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, второй вход первого ключа объединен с первым входом первого усреднителя, со вторым входом второго усреднителя и соединен с выходом делителя частоты, второй вход первого усреднителя объединен со вторым входом блока вычитания и подключен к выходу первого ключа, второй вход которого является входом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3889108, кл. 235181, опублик. 1976.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2524797/18-24,

кл. G 06 F 15/36, 1977 (прототип).