Устройство для определения характеристик случайного процесса

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 763906(51)М К 3 С 06 Р 15/36 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088. 8) Дата опубликования описания 1509,80(54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССАИзобретение относится к вычисли.тельной технике, а именно к устройствам для определения характеристик случайного процесса,5Известно устройство для проверки гипотезы о стационарности случайного процесса, содержащее блокзадания начальных условий, логический блок разрешения сравнения, блоксравнения, блок формирования, блокуправления и блок анализа гипотезы 1),Однако конструктивное выполнениеэтого устройства предопределяет необ ходимость использования в качествезаданного параметра среднее значение случайного процесса, что ограничивает его функциональные возможности 20Известно также устройство, содержащее блок квантования, первый входкоторого является входом устройства,а выход соединен с входом блока памяти и первым входом схеж сравнения, 25выход которой подключен к первомувходу блока анализа гипотез, блокзадания начальных условий, первыйвыход которого подключен к первомувходу блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора синхроимпульсов 2.Однако конструктивное выполнение устройства предопределяет необходимость затраты значительного времени на обработку случайного процесса и требует хранения во время анализа исследуемого процесса полного объема выборки.Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение объема запоминаемой информации. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введеНы блок коммутации и элемент И, выход которого соединен со вторым вхоцом блока квантования, первый входс выходом генератора синхроимпульсов, а второй вход элемента И под.ключен к первому выходу блока управления, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами блока коммутации и схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу блока коммутации, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти, при этом второй выход блока задания начальных условий подключен25 30 35 40 45 Устройство работает следующим образом,Перед началом работы в блок 1 задания начальных условий заноситсяп=Т/3, при этом блок 3 управлениязапирает схему 2 сравнения, блок 8коммутации и разрешает прохождениесинхроимпульсов через элемент 9 вблок 6 квантования, Выборочныезначения Х поступают в блок 4, асинхроимпульсы одновременно поступают в блок 8 управления, В момент,когда количество выборочных значенийдостигает п, блок 3 управления запирает элемент 9 и тем самым прекращается поступление значений Х в блок4. В то же время синхроимпульсы поступают в блок 3 управления и приколичестве их, равном 2 п, блок 3 управления включает блок 8 коммутациии схему 2, В схеме 2 сравниваютсявыборочные значения спорядковыми номерами Х;и Х (2/3) Т + 1, где1=1,2 п, а количество положи 50 55 б 0 65 ко второму входу блока анализа гипотез,На чертеже представлена блоксхема устройства,Устройство содержит блок 1 задания начальных условий, схему 2 сравнения, блок 3 управления, блок 4 памяти, блок 5 анализа гипотез, блок6 квантования и генератор 7 синхроимпульсов, блок 8 коммутации и элемент 9 И,Выход блока 6 квантования связанс одним иэ входов блока 4 памятии первым входом схемы 2 сравнения,второй и третий входы которой связаны соответственно с выходом блока 8коммутации и с одним из выходов блока 3 управления, выход схемы 2 сравнения подключен ко входу блока 5анализа гипотез выход блока 4 памя-ти подключен к одному из входов блока 8 коммутации, другой вход которого связан с выходом блока 3 управле-.ния, причем первый из входов блока3 управления свезан с генератором7 синхроимпульсов, а второй подключен к блоку 1 задания начальных условий, связанному с блоком 5 анализа гипотез, входы элемента 9 И соединены соответственно с одним из выходов блока 3 управления и выходомгенератора 7 синхроимпульсов, а выход элемента 9 подключен к одномуиэ входов блока 6 квантования, надругой вход которого подается исследуемый процесс Х.Предлагаемое устройство реализуетнепараметрический критерий проверкигипотезы о стационарности случайногопроцесса, базирующийсяна п-разнос-.тях типа Х 1-Х(ЯТ+1, где 1=1,2 ,и;Т - общее количество выборочныхзначений случайного процесса Х, а п=Т/3,тельных и отрицательных разностейпоступает в блок 5 анализа гипотез.После операции сравнения выборочное значение Х( стирается иэ блока 4памяти и на его места записываетсяследующее выборочное значение Хт+,исследуемого процесса. В блоке 5 анализа гипотез количество положительных и отрицательных разностей сравнивается с соответствующими порогами, значения которых определяютсяобъемом выборки Т и выносится решение о принятии или отклонении гипотезы о стационарности случайного процесса, Время обработки случайногопроцесса в известном устройстве определяется в основном временем нахождения количества инверсий, для этогокаждое выборочное значение Х случайного процесса Х, начиная с первого,поочередно сравнивается со всеми последующими значениями в схеме 2 сравйения,Следовательно, для определения количества инверсий в выборочной последовательности объемом Т, необходимо произ вести (Т - 1)операций в блоке сравнения.Тогда время обработки ь случайного процесса известным устройством составляет=Г ) "1где 1 - временная задержка схемысравнения;временная задержка, обусловленная остальными блоками известного устройства.Предлагаемое устройство позволяет существенно сократить время обработки случайного процесса путем исключения необходимости определения количества инверсий и сокращения количества операций сравнения, Кроме того, устройство осуществляет попарное сравнение выборочных значений случайного процесса Х с порядковыми номерами Х и Х(2/3)Т+1, и время об/л работки случайного процесса ссос- тавляет где Т 4 - временная задержка, обусловленная остальными блокамипредлагаемого устройства.При использовании единой элементной базы для реализации предлагаемого и известного устройств можно считать = , , тогда при Т 71 время обработки случайного процесса предлагаемым устройством, по сравнению с известным, сократится вГ,: (Т-.1)раз (1)Кроме того, предлагаемое устройство требует хранения только 1/3 общего количества выборочных значенийслучайного процесса, что позволяет уменьшить в три раза емкость блока памяти..763906 ВНИИПИ Заказ 6603/16 Тираж 751 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Увеличение быстродействия предлагаемого устройства и сокращение емкости блока памяти, по сравнению сизвестным, обеспечивает сокращениевремени обработки случайного процесса в соответствии с выражением (1)и уменьшение стоимости устройства на20-30 эа счет сокращения емкостиблока памяти,Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с известными, позволяет сократить времяобработкй случайного процесса путемскользящей проверки случайного процесса на стационарность., уменьшитьобъем запоминаемой для анализа информации до 1/3 от общего количествавыборочных значений и исключить,необходимость предварительного опре"деления среднего значения случайногопроцесса.Предлагаемое устройство найдет.применение в медико-биологическихизмерениях, при контроле качества .иэделий и. технологических процессов,а также при анализе других случайных процессов, форма плотнооти распределения которых неизвестна,Использование предлагаемого уст.ройства обеспечивает технико-экономический эффект за счет сокращения трудоемкости статистической обработки случайных процессов, сокращение времени обработки случайного процесса и уменьшения объема аппаратуры путем сокращения количества запоминаемой информации,Формула изобретенияУстройство для определения характеристик случайного процесса, содержащее блок квантования, первый входкоторого является входом устройства,5а выход соединен с входом блока памяти и первым входом схем сравнения,выход которой подключен к первомувходу блока анализа гипотез, блокзадания начальных условий, первыйвыход которого подключен к первомувходу блока управления, второй входкоторого соединен с выходом генератора синхроимпульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, внего введены блок коммутации и элемент И, выход которого соединен совторым входом блока квантования,первый вход - с выходом генератора синхроимпульсов, а второй вход элемен 20 та И подключен к первому выходу блока управления, второй и третий выходы которого соединены соответственнос управляющими входами блока коммутации и схемы сравнения, второй вход5 которой подключен к выходу блока коммутации, информационный вход которого соединен с выходом блока памяти,при этом второй выход блока заданияначальных условий подключен ко второму входу блока анализа гипотез,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 453699, кл, С 06 Г 15/36, 1974.2, Авторское свидетельство СССРР 497592, кл . 6 06 Г 15/36, 1974.,