Устройство для определения одномерных начальных моментов м-го порядка Советский патент 1982 года по МПК G06F17/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОМЕРНЫХ НАЧАЛЬНЫХ МОМЕНТОВ т-ГО ПОРЯДКА

. , Изобретение относится к спеЦиализированным средствам вычислительной техники и предназначено для опреде;ления в цифровой форме одномерных начальных моментов т-го порядка однополярного Случайного процесса и может быть использовано для измерения моментных функций преимущественно до четвертого порядка при техниче кой диагностике сложных объектов, например в самолетостроении, судостроении, в медицине и т.д. Известно устройство для определения функции т-го порядка, работающее по принципу значение-знак, содержащее блок сравнения, функциональный преобразователь, генератор случайного сигнала и блок управления Ц... Однако точность и полосу обрабаты ваемого в данном устройстве ограничивают аналоговый функциональньпЧ преобразователь и преобразовател анало -код,, являющиеся источником систематической погрешности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для определения одномерных начальных моментов т-го порядка, содержащее блок сравнения, выход которого подключен к первому входу блока анализа, второй вход которого соединен с выходом блока анализа чисел, генератор случайного сигнала, первый выход которого соединен с первым входом степенного преобразователя, выход которого подключен через степенной преобразователь к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом блока управления, другие выходы которого соединены с соответствующим входом блока сравнения, блока анализа чисел и блока задания вес,овых коэффициентов, выход блока анализа чисел подклю 1ен к соответствующим входам реверсивных счетчиков. В известном устройстве реализован метод функциональных статистических испытаний. Достоинством данного метода является наличие только одного измерительного и предельно упрощенная обработка вход ного аналогового сигнала одним сравнивающим устройством 2. Однако это устройство обладает большой статистической погрешностью характерной методу статистических испытаний. Цель изобретения - повьппение точности определения оценок одномерных начальных моментов т-го порядка сигнала. Поставленная цель достигается тем что Б устройство для определения одномерных начальных моментов т-го порядка, содержащее блок сравнения, первый вход которого является входом устройства, генератор случайного сиг нала и степенной преобразователь, вв дены генератор тактовых импульсов. счетчик, накапливающий сумматор, бл зидания начальных условий, блок инд кации, при этом вход генератора слу чайного сигнала обьединен с вторым входом блока сравнения, с входом счетчик и подк ючен к выходу генератора тактовых импульсов, первый выход генератора случайных сигналов соединен с третьим входом сра нения, выход которого подключей к тактовому входу ндкашшвающего сумматора, первый информационный вход . которого соединен с выходом степенного преобразователя, первый вход которого подключен ко второму выходу генератора случайного сигнала, второй вход степенного преобразователя соединенс первым выходом блока задания начальных условий, второй выход которого подключен ко второму информа;ционному входу накапливающего сумматора, управляюнц1й вход которого объединен с упранпяющим входом блока индикации и соединен с выходом счетчика, информационный вход блока индикации подключен к вы ходу накапливающего сумматора. Кроме того, генератор случайного си -нала содержит генератор псевдослучайного сигнала и цифро-аналоговы преобразователь, при этом выход генератора псевдослучайных сигналов подключен ко входу цифроаналогового преобразователя и является вторым выходом генератора случайного сигнала, выход цифроаналогового преобразователя является первым выходом генератора случайного сигнала, входом которого является вход генератора псевдослучайного сигнала. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для определения одномерных начальных моментов содержит блок I сравнения, генератор 2 случайного сигнала, состоящий из последовательно включенных генератора 3 псевдослучайного сигнала и цифроаналогового преобразователя 4, генератор 5 тактовых импульсов, счетчик 6, накапливающий сумматор 7, степенной преобразователь 8, блок 9 индикации, блок 10 задания начальных условий. В устройстве реализована оптимальная обработка стохастически квантованного сигнала, позволяющая при наличии информации о мгновенных значениях вспомогательного случайного процесса получить оценки одномерных начальных моментов т-го порядка сигнала с минимизированной статистической погрешностью. Если мгновенное значение сигнала х. тЕ., где 8 - мгновенное значение сигнала генератора псевдослучайных чисел, в накапливающий сумматор должна записываться оценка „ е - +Л/т+(. Если же х, , то в накапливающий сумматор должна записываться оценка iTi J-mA J+ -, где А - динамический диапазон вход-, ного сигнала. Для генератора псевдослучайных чисел реализация чисел заранее известна и она перед очередным циклом измерения может быть задана в виде начальных условий, равных:a iifmf ы Приняв динамический диапазон , получаем следующий упрощенный метод определения т-го начального момента . Такой метод определения т-го начального момента оОладает большей точ-х ностью по сравнению с известным, так как степенное преобразование осущест вляется с цифровой, а не с аналогово величиной. Степень степенного преобразования по сравнению с известным при этом уменьшается на один порядок Например, при определении Зт-го момен та оценкой служит цифровая величина второго порядка. Устройство работает следующим образом. Под воздействием тактовых импульсов генератора 5 тактовых импульсов генератор 3 псевдослучайных чисел ге нерирует очередное псевдослучайное число |. , которое преобразователем код-аналог преобразуется в аналогову форму и блоком 1 сравнения в момент стробирования сравнивается с входным преобразуекым сигналом. Одновременно псевдослучайное число f. поступает на вход степенного цреобразователя 8, на выходе которого теперь им ется число равное Если , к коду накапливающего сумматора 7 добавляется число, равное -|Т Если же X. в, , на вь1ходе блока сравнения импульса нет и содержимое накапливающего сумматора 7 остается ; без изменений. Число тактов преобразования подсчитывает счетчик 6, при переполнении которого содержимое накапливающего сумматора 7 переписывается в блок 9 индикации, а в иакашгиваощий сумматор 7 записьюается код равный начальным условиям, т.е. Q. Код начальных условий хранится в блоке 10. После того вышеописанный процесс определения выбранного начального момента начинается заново Понижение порядка степного преоб- разования повьшает точность оценки начальных моментов т-го порядка. Формула изобретения 1. Устройство для определения одномерных начальных, моментов т-го порядка, содержащее блок сравнения первый вход которого является входом устройства,, генератор случайного сиг нала и степенной преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности, в устройство введены генератор тактовых импульсов, счетчик, накапливающий сумматор, блок задания начальных условий, блок индикации, при этом вход генератора случайного сигнала объединен с вторым входом блока сравнения, с рходом счетшка и подключен к выходу генератора тактовых и тульсов, первый выход генератора случайных сигналов соединен с третьим входом блока сравнения, выход которого подключен к тактовому входу накапливающего сумматора, первый информационньй вход которого соединен с выходом степенного преобразователя, первый вход которого подключен к второму выходу генератора случайного сигнала, второй вход степенного преобразователя соединен с первым выходом блока задания начальных условий, второй выход которого подключен к второму информационному входу накапливающего сумматора, управляющий вход которого объединен с управляющим входом блока индикации и соединён с выходом счетчика, информационный вход блока индикации подключен к выходу накапливакнцего сумматора. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что генератор случайного сигнала содержит генератор псевдослучайного сигнала и цифроаналоговый преобразователь, при этом выход генератора псевдослучайных сигналов подключен к входу цифроаналогового преобразователя и является вторым выходом генератора случайного сигнала, выход цифроаналогового преобразователя является первым выходом генератора случайного сигнала, входом которого является вход генератора псевдослучайного сигнала. Источники ;информацйи, принятые во внимание при экспертизе 1.Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., Энергия, 1972, с. 225. 2.Авторское свидетельство СССР № 589616, кл. G 06 F 15/36, 1975 (прототип),