Устройство для определения статистических параметров выбросов случайных процессов

Ос;ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ц 426232 Союз СоветскихСоциал исти цескихРеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(32) Приоритет осударстоенный номитеСовета Министрао СССРпа делам иэоаретенийи открытийо 30,04,74. Бюллетень М кования описания 14.10.7 публиков Дата б 72) Авторыизобретения71) Заявитель Ладари С. Е. Рогава и Н,лисский филиал Всесоюзного научи метрологии им. Д. И. Менделеева 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИ ПАРАМЕТРОВ ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВирение функциоиства.и в предлагаемое ельных счетчиков соответственно к логической схемы ф (Х), М к (т), подсчетчиков, а тактчика импульсов. ть предлагаемое ппеназванной заЦель изобретения - расш нальных возможностей устро Цель достигается введение устройство двух дополнит 5 импульсов, подключенных выходам знаковой схемы и И, и блока вычисления М ключенного к выходам этих же к выходу другого сче 0 Это позволило использов а устройство для решения вь дачи.Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для определения статистических параметров выбросов случайных процессоров, Знание этих оценок необходимо для решения ряда практических задач, например, при анализе действия полезных сигналов и флюктуационных помех на электронное реле и триггеры, а также на другие устройства, обладающие пороговыми эффектами; расчете на прочность механических материалов, находящихся под воздействием случайных нагрузок; исследовании вопросов надежности аппаратуры; обработке результатов измерений, сопровождающихся случайными погрешностями.В настоящее время задача определения оценок статистических параметров выбросов случайных процессов решается на универсальных ЦВМ, что, как правило, требует предварительного накопления информации и ее обработки.Известно устройство, построенное на основе преобразования случайного процесса знаковыми функциями с помощью знаковой схемы, Однако известное устройство не позволяет определять такие параметры выбросов случайного процесса, как Уф (Е) - оценка средней частоты выбросов, М(Л) - оценка средней длительности интервалов л, между выбросами, Мф(т) - оценка средней длительности т выбросов над уровнем Е. На чертеже показана функциональная схема устройства.5 Входная клемма 1 устройства соединена свходом знаковой схемы 2, где осуществляется преобразование случайного процесса оператором Ядп. Знаковая схема 2 имеет два выхода, 1 и О, которые через схемы логиче ского умножения И 3 и 4 соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера 5, один из выходов которого через дифференцирующую цепочку 6 подключен к входу счетчика импульсов 7. Все нулевые вы ходы разрядных триггеров счетчика импульсов 7 соединены с входами многовходовой схемы ИЛИ 8, выход которой заведен на вторые входы схем логического умножения И 3, 4, 9. Выход логической схемы И 9 30 подключен к пересчетной схеме 10 (обычныйсчетчик импульсов) с количеством разрядов,равным количеству разрядов счетчика импульсов 11, предназначенного для подсчетачисла импульсов опроса за время анализа 1,поступающих с генератора опроса 12. Счетчикимпульсов 13 служит для подсчеталз 1 дах(1,), и соединен с выходом 1 знак:тковой схемы. Выходы счетчиков импульсов 14,11, 13 соединены с входом блока 15 вычисления оценок Мф (Х), Мф (т) .Устройство работает следующим образом.Исследуемый случайный процесс х(1),поступает на вход знаковой схемы 2, где происходит его преобразование оператором Ядп:1, если х(1, Е1 дахО, если х(1,) (Егде Е - уровень, относительно которого вычисляется оценка параметра выброса.В моменты опросов, определяемые частотойработы генератора 12, появляются импульсына выходе ,1 знаковой схемы 2, если реализуется случайный процесс х(1;) )Е, и на выходе О, если реализуется случайный процессх(1;) (Е, Импульсы с выходов знаковой схемы 2 проходят через схему логического умножения И 3 или 4, перебрасывая триггер5 в соответствующее положение, Триггер 5перебрасывается каждый раз, когдаЯдп х Я)да х (г - т),т. е. когда происходит переход преобразованного оператором Ядп случайного процесса через уровень Е. Если заранее зафиксировать число Й этих переходов, то оценка средней частоты выбросов Жф(Е) выразится какР (31 дп х (8;) )(Е) 1=1где 1 - время анализа случайного процесса, т. е, время, в течение которого произойдет зафиксированное число Й переходов случайного процесса через уровень Е, ааР Ядах(8, =1, если Ядах(1,) + Ядах(6 т), О, если Ядах(1,) = Ядах(Ь 1).Отсчет времени анализа 1 производится следующим образом.Одновременно с моментом первого опроса начинается поступление импульсов на пере- счетную схему 10 через схему логического умножения И 9. Эта схема пропускает импульсы, так как есть подпор, создаваемый с помощью схемы ИЛИ 8 от счетчика импульсов 7. Переочетная схема 10 считает импульсы от генератора опроса 12, число.разрядов этой схемы равно числу разрядов счетчика 7. Импульсы с выхода пересчетной схемы считаются счетчиком 14, Как только в счетчике 7 оказывается сосчитанным число импульсов й, через логическую схему ИЛИ 8 снимается подпор со схем логического умножения И 3, 4, 9, прекращается прохождение импульсов через схемы 3 и 4 от знаковой схемы 2 на триггер и соответственно на счетчик импульсов 7, а также через схему И 9 - от генератора импульсов. Таким образом, в счетчике импульсов .14 оказывается сосчитанным число импульсов, пропорциональное величине, обратной Уф(Е).10 Одновременно с вычислением Уф(Е) устройство вычисляет также оценку Мф)дпх (1;) , необходимую для вычисления Ми М(т), Как известно, оценка математического ожидания (среднего значения) длительностей 15 Х между выбросами определяется какЕМф(Л) =- . 1 %(х)дх,Фф (Е)20где У(х) ах - одномерная плотность распределения вероятностей случайного процесса х(8). Если преобразовать случайный процесс х(1) оператором Ядп так, как указано выше,ЯМф = . К(х)дх =Юф (Е)Р (х (8;) ( Е) 1 - Мф ( Я 1 я;и х (Ег) )Иф (Е) Фф (Е)Аналогично можно получить выражениедля оценки среднего значения длительностейт выбросов над уровнем Е, определяемое как35(2)Очевидно, что исходя из (2), можно запи 40 ГатьМх ( ) Р (х (г)Е) Л 4 (5 Оп х Рю (3)Иф (Е) Фф (Е)В качестве оценщики М" дп х(Е; принимает 45 ся оценка видалМф Ядах(, = - . Ядах(1,),1 %Чи50где а - число импульсов опроса знаковойсхемы,Вычисление оценки Мфдп х(1; в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом,К выходу 1 знаковой схемы подключенвход счетчика импульсов 13, который произиводит подсчет (1 дпх ); одновременно1=1с этим счетчиком импульсов 11, подключенб 0 ным к выходу схемы логического умноженияИ 9, производится подсчет числа импульсовопроса знаковой схемы.Результаты подсчета со счетчиков 14, 11,13 поступают в блок 15 вычисления Мф(Х) и65 М(т), где происходит вычисление оценоК426232 и второй схем И и с первым входом третьей схемы И, вторым входом связанной с генератором опроса, а выходом через пересчетную схему - с входом второго счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит дополнительные счетчики импульсов и вычислительный блок, первый вход которого соединен с выходом 10 второго счетчика импульсов, второй и третийвыходы подключены к выходам соответственно первого и второго дополнительных счетчиков импульсов, входы которых соединены соответственно с выходом третьей схемы И и 15 с единичным выходом знаковой схемы. Составитель Э. СенинаТехред Г, Дворина Корректор Т. Добровольская Редактор Н. Орлова Заказ 275615 Изд.1542ЦНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений пМосква, Ж, Раушская Типография, пр. Сапунова, 2 искомых параметров выбросов согласно выражениям (1) и (3). Предмет изобретенияУстройство для определения статистических параметров выбросов случайных процессов, содержащее знаковую схему, вход которой соединен с входом устройства, а единичный и нулевой выходы подключены к первым входам первой и второй схем И соответственно, выходы которых подключены к триггеру, а выход триггера через дифференцирующую цепочку подключен к входу первого счетчика импульсов, выход которого через схему ИЛИ соединен с вторыми входами первой Тира.к 624 ПодписноеСовета Министров СССРоткрытийнаб., д, 4/5