SU410415A1 - - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  определени  статистических характеристик процессов, в частности дисперсионных функций .

Известно устройство дл  оценки дисперсионной функции.

В этом устройстве исходные процессы центрируютс  относительно вычисл емых в процессе регистрации их математических ожиданий , преобразуютс  амплитудными селекторами в импульсы, длительность которых пропорциональна времени пребывани  сигналов в пределах соответствующих коридоров амплитудных селекторов, и поступают через схемы «И на вход матрицы интеграторов, где в процессе работы устройства накапливаетс  количество импульсов, пропорциональное частоте событи . Эти частоты, имеющие вид коррел ционной таблицы, используютс  дл  вычислени  по известным алгоритмам статистических характеристик, в частности дисперсионных функций.

Необходимость многократного считывани  реализаций процессов и св занные с этим больша  трудоемкость вычислений и малое быстродействие  вл ютс  существенными недостатками известного устройства. Кроме того, известное устройство имеет сложную схему из-за наличи  блоков запаздывани .

Целью изобретени   вл етс  разработка

быстродействующего устройств-а дл  оценки дисперсионной функции, в котором уменьшено число необходимых «просмотров реализаций процессов по сравнению с числом отсчетон дисперсионной функции в интервале ее существенных значений.

Предложенное устройство осуществл ет аппроксимацию дисперсионной функции суммой членов разложени  ее в р д по ортогональным функци м. Преимущества Шётока аппроксимации заключаютс  в больщем быстродействии по сравнению с методом непосредственного вычислени  статистических характеристик и в том, что отпадает необходимость

использовать такие сложные устройства как блоки запаздывани . Все операции, св занные с определением по исходным реализаци м процессов дисперсиопной функции, могут бьГть выполнены на стандартных блоках аналоговых вычислительных установок, а получаема  при этом информаци  о дисперсионной функции имеет форму, удобную дл  использовапи  ее при аналитических расчетах.

Предложенное устройство отличаетс  от известных тем, что оно содержит коррелометр , формирователь коэффициентов разложени  и дополнительный блок перемножени  (множительное устройство), включенные такнм образом, что в темпе поступлени  информацни вычисл ютс  нормированна  взаимна  коррел ционна  функци  процессов и ее степени от второй до степени, равной удвоенному числу членов ортогонального разложени  дисперсионной функцнн, а таг;же коэффициенты ортогонального разложени  регрессионной функции. На фиг. 1 показана блок-схема нредложенкого устройства; на фиг. 2 - блок-схема одного канала входного устройства; на фиг. 3 - блок-схема формировател  коэффициентов разложе}1и ; на фиг. 4 - блок-схема ортогонального фильтра; на фиг. 5 - блок-схема дополнительного блока перемножени  (множительного устройства). Устройство дл  оценки дисперсионной функции процессов содержит: 1 - блок входной информации, 2 - коррелометр, 3 - формирователь коэффициентов разложени , 4, 5 - блоки перемножени , 6 - квадратор, 7 - сумматор, 8 - интегратор, 9 - вычислитель дисперсии, 10 - сумматор, 11 - делитель, 12 - фильтр, 13-16- - схемы умножени , 17-20 - усредн ющие устройства, 21-24 -  чейки фильтра, 25, 26 - квадраторы, 27,28 - блоки перемножени . Исходные процессы, подлежащие обработке, подаютс  в блок входной информации i (фиг. 1), содержащий два идентичных канала , каждый из которых состоит (фиг. 2) из интегратора средних значений 8, вычислител  дисперсии 9, сумматора 10 и делител  И, выполненных на типовых элементах аналоговой вычислительной техники. Выходы первого и второго каналов входного устройства соединены с коррелометром 2, а выход второго канала, кроме того, соединен с первым входом формировател  коэффициентов разложени  3, второй вход которого соединен со вторым входом входного устройства. Формирователь коэффициентов разложени  (фиг. 3) состоит из ортогонального фильтра 12, схем умножени  13-16 и усредн ющих устройств 17-20. Число  чеек 21-24 (фиг. 4) ортогонального фильтра, схем умножени  и .усредн ющих устройств определ етс  количеством членов k ортогонального разложени  дисперсионной функции и не превышает, как правило , п ти. Коррелометр 2 осуществл ет аннроксимацию коррел ционно); функции суммой членов разложени  ее в р д. Выход коррелометра подключен ко входу дополнительного блока перемножени  (множительного устройства) 4, которое состоит (фиг. 5) из двух квадраторов 25, 26 и блоков перемножени  27, 28, число которых равно к -- 2. Квадраторы и блоки перемножени  представл ют собой типовые аналоговые устройства, причем последние осуществл ют нелинейное преобразование сигналов на их входах. Выход формировател  3 коэффициентов разложени  подключен к квадратору 6, выполненному аналогично квадраторам 25, 26 множительного устройства. Множительное устройство своим выходом подключено к первому входу блока перемножени  5, а выход квадратора 6 подключен к его второму входу. Блок перемножени  5 состоит из идентичных каналов, число которых равно числу членов ортогонального разложени  дисперсионной функции k. Принцип действи  и исполнение каждого канала блока перемножени  5 те же, что и блоков перемножени  27, 28 множительного устройства. Работает предложенное устройство следующим образом. Исходные процессы х (S) и y(t) поступают на входы интеграторов средних значений 8, вычислителей дисперсии 9 и сумматоров 10 обоих каналов блока БХОДНОЙ информации 1. Интеграторы средних значений осуществл ют текущее сглаживание методом скольз щей средней. Текущие значени  математических ожиданий , определ емых интеграторами средних значений, поступают на один из входов сумматоров 10, па второй вход которых подаютс  процессы x(s) и y(t). Сумматоры осуществл ют текущее сглаживание процессов относительно вычисленных математических ожиданий . Вычислители дисперсии 9 одновременно с этим определ ют среднеквадратические отклонени  Сл: и gy процессов, которые одновременно с процессами с выхода сумматоров 10 поступают на входы делител  И, после чего нормализуемые процессы поступают на входы коррелометра 2 и формировател  коэффициентов разложени  3. Коррелометр в соответствии с методом аппроксимации коррел ционной функции суммой членов разложени  ее в р д вычисл ет нормированную взаимную коррел ционную функцию нроцессов Р;,(:)Коэффициенты ортогонального разложени  регрессионной функции вычисл ютс  одновременно с вычислением (ух() формирователем коэффициентов разложени  посредством усреднени  по времени усредн ющими устройствами 17-20 нроизведений напр жени  реализации y(t) и выходных напр жений ортогонального фильтра, КО входу которого приложено нанр жение с выхода делител  блока входной информации. Перемножение напр жени  реализации y(t) и выходных напр жений ортогонального фильтра осуществл етс  схемами умножений 13-16. По окончании усреднени  на выходах каждого из k усредн ющих устройств фиксируетс  напр жение, пропорциональное коэффициенту ортогонального разложени  регрессионной функции, которое после возведени  в квадрат квадратором 6 поступает иа вход блока перемножени . Сигналы, нропорциональные PvA-W выхода коррелометра поступают навход мноительного устройства 4. Множительное устройство путем квадратировани  в квадратоах 26, 25 формирует сигналы, пропорциорул (т:) и py.vC-c), а путем переальные ножени  в блоках перемножени  27, 28 - сигналы pyxW , л 3,4 ..., k, которые после уменьшени  масштабными делител ми в п раз поступают на второй вход блока перемножени  б. Каждый из k каналов блока перемножени  5 осуществл ет перемножение напр жений, пропорциональных 1 2 2л / - а„ ру (г) действуюш,им на его входах. Результируюш,ие сигналы с выхода каждого из каналов поступают на сумматор 7, на выходе которого образуетс  сигнал, пропорциональный дисперсионной функции. Предмет изобретени  Устройство дл  оценки дисперсионной функции процессов, содержащее блок входной информации и квадратор, подключенный к первому входу блока перемножени , выход которого соединен с сумматором, отличаюшеес   тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства, оно содержит коррелометр, формирователь коэффициентов разложени  и дополнительный блок перемножени , выход которого подключен ко второму входу блока .перемножени , а вход соединен с выходом коррелометра, первый вход которого соединен с первым выходом блока входной информации , второй вход - со вторым выходом блока входной информации и с первым входом формировател  коэффициентов разложени , второй вход которого подключен ко входу блока входной информации, а выход соединен с квадратором.

г/г.2

РигЗ