SU1119040A1 - Device for determining inbiased average value of non-stationary random process - Google Patents

Device for determining inbiased average value of non-stationary random process Download PDF

Info

Publication number
SU1119040A1
SU1119040A1 SU833603871A SU3603871A SU1119040A1 SU 1119040 A1 SU1119040 A1 SU 1119040A1 SU 833603871 A SU833603871 A SU 833603871A SU 3603871 A SU3603871 A SU 3603871A SU 1119040 A1 SU1119040 A1 SU 1119040A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
unit
block
subtraction
Prior art date
Application number
SU833603871A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Миргород
Алексей Алексеевич Рассохин
Валерий Степанович Ситников
Original Assignee
Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт filed Critical Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Priority to SU833603871A priority Critical patent/SU1119040A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1119040A1 publication Critical patent/SU1119040A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО, ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСМЕЩЕННОГО СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее блок вычитани , блок вычислени  абсолютного значени , блок умножени , интегратор, сумматор, первый вход которого объединен с первым входом блока вычитани  и соединен Вх с выходом интегратора, .второй вход сумматора объединен с входом интегратора и подключен к выходу блока умножени , первьй вход которого соединен с. выходом блока вычислени  абсолютного значени , вход которого подключен к выходу бпока вычитани , второй вход которого  вл етс  входом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повьппени  точности. в него введены масштабный блок, элемент И, блок усреднени  генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока усреднени , вход которого объединен с первым входом масщтабного (Л блока и подключен к выходу блока вычитани , выход элемента И соединен со вторым входом масштабного блока, выход которого подключен к входу § блока умножени . внх со о |A DEVICE, TO DETERMINE THE UNLIMITED MEDIUM VALUE OF THE NONSTATIONARY RANDOM PROCESS, containing a subtraction unit, an absolute value calculation unit, a multiplication unit, an integrator, an adder, the first input of which is combined with the first input of the subtraction unit and connected Vx to the integrator's output. integrator and connected to the output of the multiplication unit, the first input of which is connected to. the output of the absolute value calculation unit, the input of which is connected to the output of the subtraction, the second input of which is the input of the device, characterized in that, in order to maintain accuracy. A scale unit, an element I, an averaging unit pulse generator, the output of which is connected to the first input of the element I, the second input of which is connected to the output of the averaging unit, the input of which is combined with the first input of the main board (L block and connected to the output of the subtractor, output element I is connected to the second input of the scale unit, the output of which is connected to the input g of the multiplication block.

Description

Изобретение относитс  к вычислител ной технике и предназначено дл  определени  характеристик случайных сигналов, может быть использовано в информационно-измерительных системах , системах управлени  технологиче кими процессами. Известно устройство, содержащее измеритель рассогласовани , рыход которого через фильтр соединен с вхо дом выпр мител  и непосредственно - с первым входом блока умножени , вто рой вход которого соединен с выходом нелинейного блока, а выход через последовательно соединенные регистр н исполнительный механизм соединен с одним из входов измерител  рассогласовани , а также усилитель с насыщением , вход которого соединен с выходом выпр мител , а выход - с входо линейного блока 1 3. Однако известное устройство харак теризуетс  невысокой точностью определени  среднего значени . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дп  определени  среднего значени  нестационарного процесса, содержащее блок вычитани , первый вход -которого  вл етс  входом устройства, блок умножени , сумматор , блок вычислени  абсолютной вели чины и интегратор, при этом выход блока вычитани  подключен к входу бл ка вычислени  абсолютной величины и к первому входу блока умножени , второй вход которого соединен с выходом блока вычислени  абсолютной величины, выход блока умножени  подключен к входу интегратора и к первому входу входу сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом блока вьиитани  и с выходом интегратора, а выход сумматора  вл етс  выходом устройства 2. Недостатком данного устройства  в л етс  низка  точность определени  среднего значени  нестационарного случайного процесса, так как оценка АХ  вл етс : смещенной, причем величина смещени  измен етс  в зависимое ти от характерис тик оцениваемого нестационарного случайного процесса. Таким образом, наблюдаетс  переменна ошибка определени  среднего значени  Цель изобретени  - повьшение точности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее блок вычитани , блок вычислени  абсолютного значени , блок умножени , интегратор, сумматор, первый вход которого объединен с первым входом блока вычитани  и с выходом интегратора , второй вход сумматора объединен с входом интегратора и подключен к выходу блока умножени , первый вход которого соединен с выходом блока вычислени  абсолютного значени , вход которого подключен к выходу блока вычитани , второй вход которого  вл етс  входом устройства, введены масштабный блок, .элемент-И, блок усреднеи , генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока усреднени , вход которого объединен с первым входом масштабного блока и подключен к выходу блока вычитани , выход элемента И соединен с вторым входом масштабного блока , выход которого подключен к входу блока умножени . На фиг.1 изображена блок-схема устройстваJ на фиг.2 - напр жени  (на входе устройства - 2 а , на выходе блока 1-2 S , на выходе блока 7-28, на выходе блока 9-2г, на блоке . Устройство содержит блок 1 вычитани , блок 2 вычислени  абсолютного значени , блок 3 умножени , интегратор 4, сумматор 5, масштабньй блок 6, блок 7 усреднени , элемент И 8, генератор 9 импульсов. Принцип действи  предлагаемого устройства основан на определении оценки среднего значени  в соответствии с нелинейной рекуррентной процедурой: m,,.h(,KH j|x K -m/Mj| п (),( где измер ема  на выходе устройства оценка среднего значени  матожидани  нестационарного случайного процесса в текущий момент времени, К ) (K-iJ - оценка среднего, значени  нестационарного случайного процесса в предыдущий момент времени 31 - иссл-едуемый нестационарный случайный процесс, 4 у - шаг изменени  коэффициента масштабного блока, jfn,j n-ij- перестраиваемый коэффици ент передачи.масштабного блока. Исследуемый нестационарньй случай ный сигнал X(t) (фиг.2), значени  которого снимаютс  через интервал времени Т , можно записать , где Xit/TJ - цела  часть отношени ; t - текущее врем j Т интервал дискретизации. Сигнал ХСК .поступает на первый вход блока 1 вычитани , где из Herjp вычитаетс  сигнал т C J полученный. на выходе блока 1 вычитани  сигнал разности - поступает на входы блока 2, блок 7 усреднени  и через масштабный блок 6 с управл емым коэффициентом масштаби ровани  на второй вход блока 3 умножени . Выходной сигнал блока 2 в(К подаетс  на первый вход блока 3 умножени , на второй вход которого поступает сигнал у л при этом выходной сигнал блока 3 умножеyiviz прдаетс  на вход интегратора 4 и второй вход сумматора 5. На первый вход сумматора 5 поступает сигнал , поступающий также на втоI рой вход блока 1 вычитани , с выхо . да интегратора 4. С выхода сумматора 5 снимаетс  сигнал пл к , соот ветствующий оценке среднего значени  . Сигнал разности с блока 1 вычитани  поступает на блок 7 усреднени . За интервал времени (фиг.2в) на выходе блока 7 усреднени  образуетс  средн   величина смещени  оценки матожидани  f не04 стационарного случайного процесса. В момент t по вл етс  сигнал Ug (.фиг.2г) с выхода генератора импульсов, открывающий элемент И 8, и сигнал р через элемент И 8 поступает на управл ющий вход масштабного блока 6, корректиру  коэффициент масштабировани  так, чтобы величина U уменьшилась. В течение р да интервалов уменьшаетс  до нул , чем обеспечиваетс  несмещенность оценки среднего. Таким образом, введенна  совокупность признаков позвол ет уменьшить погрешность оценки среднего значени  входного сигнала , т. е. повысить точносЛ устройства, чем ft достигаетс  цель изобретени . Оценку эффективности функциони .ровани  предлагаемого устройства можно П2ОИЗвести по величине CK оценке дисперсии. Так, иа интервале 6-24 оценка дисперсии дл  зового устройства составл ет D х flS 2 М , 21, а дл  предлагаемого устройства -DxjClS3 71,02. Отношение С18 /1)., т.е. разброс значений относительно ш У предлагаемого устройст- ва в среднем в 3 раза мень-г ше, чем у известного за счет значительного уменьшени  смещени  А .,; . л I Предлагаема  структурна  организаци  устройства дл  определени  среднего значени  нестационарного случайного процесса, основанна  на введении контура подстройки коэффициента масштабного блока, позвол ет значительно уменьшить смещенность оценки среднего значени  входного сигнала , т.е. повысить точность .The invention relates to computing technology and is intended to determine the characteristics of random signals, can be used in information-measuring systems, process control systems. A device is known that contains an error meter, which is connected through a filter to the rectifier input and directly to the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the nonlinear block, and the output through a serially connected register and actuator is connected to one of the inputs the error meter, as well as an amplifier with saturation, the input of which is connected to the output of the rectifier, and the output - to the input of the linear unit 1 3. However, the known device is characterized by low accuracy Strongly determining the average. Closest to the present invention is a device dp for determining the average value of a non-stationary process containing a subtraction unit, the first input of which is the input of the device, a multiplication unit, an adder, an absolute value calculation unit and an integrator, while the output of the subtraction unit is connected to the input of the unit calculating the absolute value and to the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the calculating unit of the absolute value, the output of the multiplying unit is connected to the input of the integrator and to the first input of the input One accumulator, the second input of which is connected to the second input of the output unit and the integrator output, and the output of the adder is the output of device 2. The disadvantage of this device is the low accuracy of determining the average value of non-stationary random process, since the AX estimate is: biased, moreover, the magnitude of the bias varies depending on the characteristics of the estimated non-stationary random process. Thus, a variable determination of the mean value is observed. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the device. The goal is achieved by the fact that in the device containing the subtraction unit, the absolute value calculation unit, the multiplication unit, the integrator, the adder, the first input of which is combined with the first input of the subtraction unit and the integrator output, the second input of the adder is combined with the integrator input and connected to the output a multiplier unit, the first input of which is connected to the output of the absolute value calculating unit, the input of which is connected to the output of the subtraction unit, the second input of which is the device input, a scale unit is entered, Element-I, averaging unit, pulse generator, the output of which is connected to the first input of the element I, the second input of which is connected to the output of the averaging unit, the input of which is connected to the first input of the scale unit and connected to the output of the subtraction unit the input of the scale block, the output of which is connected to the input of the multiplication block. Fig. 1 shows a block diagram of the device J in Fig. 2 — voltage (at the input of the device — 2 a, at the output of the block 1-2 S, at the output of the block 7-28, at the output of the block 9-2g, on the block. Device contains a subtraction unit 1, an absolute value calculation unit 2, a multiplication unit 3, an integrator 4, an adder 5, a large-scale block 6, an averaging unit 7, an AND 8 element, a pulse generator 9. The principle of operation of the proposed device is based on determining the average value in accordance with nonlinear recurrent procedure: m ,,. h (, KH j | x K -m / Mj | n (), (where measured at the output va estimate of the mean value of the expectation of a non-stationary random process at the current time, K) (K-iJ is the estimate of the average, value of a nonstationary random process at a previous point in time 31 — studied non-stationary random process, 4 y — step of change of the scale unit coefficient, jfn , j n-ij is a tunable transmission-ratio factor of a scaling unit. The non-stationary random signal X (t) under investigation (Fig. 2), whose values are taken after a time interval T, can be written, where Xit / TJ is the integral part of the ratio; t is the current time j T the sampling interval. The signal HSC. Enters the first input of block 1 subtraction, where the signal m C J received is subtracted from Herjp. at the output of block 1, the subtraction difference signal is fed to the inputs of block 2, block 7 of averaging and through scale block 6 with a controlled scaling factor to the second input of block 3. The output signal of block 2 is (K is fed to the first input of block 3 multiplication, the second input of which receives a signal y l, while the output signal of block 3 multiplyiviz is passed to the input of integrator 4 and the second input of adder 5. To the first input of adder 5 a signal arrives also to the second input of the subtraction unit 1, from the output of the integrator 4. A output signal is received from the output of the adder 5. Corresponding to the average value estimate. The difference signal from the subtraction unit 1 goes to the averaging unit 7. During the time interval (Fig. ) at the output of block 7 averaged and an average offset value of the expectation f of a non-stationary random process is formed. At time t, a signal Ug (.fig.2g) from the output of the pulse generator appears, the opening element is AND 8, and the signal p is transmitted through the element 8 to the control input of the large-scale block 6, adjusting the scaling factor so that the value of U decreases. For a number of intervals, decreases to zero, which ensures an unbiased estimation of the average. Thus, the introduced set of features makes it possible to reduce the error in estimating the average value of the input signal, i.e., to increase the accuracy of the device than the goal of the invention is achieved. The evaluation of the effectiveness of the function of the proposed device can be made by the P2O value of the variance CK. Thus, in the range of 6–24, the dispersion estimate for the base device is D × flS 2 M, 21, and for the proposed device, the –DxjClS3 is 71.02. The ratio of C18 / 1)., I.e. the spread of values with respect to w In the proposed device, on average, is 3 times less than that known by a significant decrease in the displacement A.,; . I I The proposed structural organization of the device for determining the average value of a nonstationary random process based on the introduction of the contour adjustment circuit of the scale block allows a significant reduction in the bias of the estimate of the average input signal, i.e. improve accuracy.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО, ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСМЕЩЕННОГО СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее блок вычитания, блок вычисления абсолютного значения, блок· умножения, интегратор, сумматор, первый вход которого объединен с первым входом блока вычитания и соединен с выходом интегратора, второй вход сумматора объединен с входом интегратора и подключен к выходу блока умножения, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления абсолютного значения, вход которого подключен к выходу блока вычитания, второй вход которого является входом устройства, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены масштабный блок, элемент И, блок усреднения, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока усреднения, вход которого объединен с первым входом масштабного блока и подключен к выходу блока вычитания, выход элемента И соединен со вторым входом масштабного блока, выход которого подключен к входу блока умножения.A DEVICE FOR DETERMINING AN UNLOCATED AVERAGE VALUE OF A NON-STATIONARY RANDOM PROCESS, comprising a subtraction unit, an absolute value calculation unit, a multiplication unit, an integrator, an adder, the first input of which is combined with the first input of the subtraction unit and connected to the integrator output, the second input of the adder and connected to the output of the multiplication unit, the first input of which is connected to the output of the absolute value calculation unit, the input of which is connected to the output of the subtraction unit, the second input of which I It is characterized by the fact that, in order to increase accuracy, a scale unit, an element And, an averaging unit, a pulse generator, the output of which is connected to the first input of the element And, the second input of which is connected to the output of the averaging unit, whose input combined with the first input of the scale block and connected to the output of the subtraction block, the output of the And element is connected to the second input of the scale block, the output of which is connected to the input of the multiplication block.
SU833603871A 1983-06-07 1983-06-07 Device for determining inbiased average value of non-stationary random process SU1119040A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833603871A SU1119040A1 (en) 1983-06-07 1983-06-07 Device for determining inbiased average value of non-stationary random process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833603871A SU1119040A1 (en) 1983-06-07 1983-06-07 Device for determining inbiased average value of non-stationary random process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1119040A1 true SU1119040A1 (en) 1984-10-15

Family

ID=21067910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833603871A SU1119040A1 (en) 1983-06-07 1983-06-07 Device for determining inbiased average value of non-stationary random process

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1119040A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 662910, кл. G 05 В 13/02, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР .№ 813473, кл. G 06 G 7/52, 1981 (прототип). . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3819919A (en) Tracking system for time-displaced signals
SU1119040A1 (en) Device for determining inbiased average value of non-stationary random process
SU1041872A1 (en) Correlation flowmeter
SU798869A1 (en) Device for determining non-stationary process dispersion
SU1112378A1 (en) Device for determining mean of non-stationary random process
SU1377879A1 (en) Device for determining density of probability distribution of a random process
SU1667064A1 (en) Probability integrator
SU1291932A1 (en) Device for determining gain factor of object
SU781755A1 (en) Time shift measuring device
SU1352503A1 (en) Statistical analyzer
SU822220A1 (en) Device for determining random process mean value
SU498628A1 (en) Device for solving differential equations
SU584320A1 (en) Device for determining the mean value of non-stationary random processes
SU1043600A1 (en) Regulated object dynamic characteristic measuring device
SU1295371A1 (en) Device for determining frequency characteristics of automatic control systems
SU1163339A1 (en) Device for determining average value
SU817728A1 (en) Device for determining partial derivative
RU2052835C1 (en) Linear adaptive data processing device
SU958880A1 (en) Method and device for measuring non-stationary heat flux
SU942045A2 (en) Device for predicting reliability
SU1233109A1 (en) Device for checking amplitude and phase frequency characteristics of mechanical systems
SU824218A1 (en) Device for computing fourier coefficients
During Recursive versus nonrecursive correlation for real-time peak detection and tracking
SU724918A1 (en) Device for measuring metallic coating thickness
SU1045011A1 (en) Non-stationary thermal flux measuring method