Устройство для определения весовых функций

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 140380 (21) 2896166/18-24 (51) М. КЛ,с присоединением заявки Мо(23) Приоритет 6 06 Р 15/336 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСОВЫХ ФУНКЦИЙИзобретение относится к вычислительной технике и предназначено для определения весовых функций объекта(устройства, системы) при поступлении на его вход единичных реализаций случайных процессов и может быть применено в системах диагностики сложных динамических объектов одноразового применения.Известно устройство для определения весовых функций, содержащее генератор шума, блок умножения блок усреднения и фильтр 1 .Однако в данном способе недостаточно точно определяются весовые 15 функции.Известно также устройство, основанное на запоминании выборок входно. го случайного сигнала, формировании эталонного сигнала, умножении выбо рок входного сигнала на эталонный сигнал, запоминании полученных произведений, формировании матрицы корреляционных функций входного сигнала, обращении этой матрицы, умножении 25 обратной матрицы на произведение входного и эталонного сигналов, Устройство содержит счетчик входного сигнала, блоки умножения, блок формирования эталонного сигнала, блок 30 памяти, генератор импульсов, блок формирования матрицы корреляционных функций входного сигнала, блок обращения матрицы корреляционных функций, регистр 12Недостатком этого устройства является большое число операций по вычислению оптимальной весовой функции. Кроме того, устройство не может работать, если матрица корреляционных функций входного сигнала вырождена, Эта ситуация возникает в случае, когда на вход устройства поступают единичные реализации случайных процессов и как следствие этого, недостаточное быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия, а также обеспечение работоспособности устройства при определении весовых функций по единичным реализациям случайных процессов.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения весовых функций, содержащее первый накопитель, вход которого является входом устройства, выходы первого накопителя подключены к первым входам соответствующих п блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходом источника эталонного сиг 881763нала, выходы блоков умножения подключены к соответствующим входам второгонакопителя, управляющий вход которого подключен к выходу генератораимпул(сов, а выход соединен с первымвходом (п 1-1)-го блока умножения, выход которого соединен со входом регистра, введены функциональный преобразователь, накапливающий сумматори квадраторы, входы которых подключены к соответствующим выходам первого накопителя, а выходы -к соответствующим входам накапливающего сумматора, выход которого через функциональный преобразователь соединен с управляющим входом генератора импульсов и вторым входом (и+1)-го блока усилителя.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит накопитель 1входного сигнала, квадраторы 2, блоки 3 умножения, накапливающий сумматор 4, функциональный преобразователь5, генератор импульсов б, источник 7эталонного сигнала, накопитель 8,регистр 9.Накопитель 1 входного сигнала соединен со входами квадраторов 2 и блоков 3 умножения. Выходы квадраторов2 соединены со входами накапливающего сумматора 4, Выход последнего через функциональный преобразователь5 соединен со входами генератора импульсов б и блоков 3 умножения, Вторые входы блоков 3 умножения соединены с выходом источника 7 эталонногосигнала. Выходы блоков 3 соединенысо входами накопителя 8, последнийвход накопителя 8 соединен с выходомгенератора импульсов б, а выходсо вторым входом блока 3 умножения,выход которого соединен со входом регистра 9, выход последнего являетсявыходом устройства,Устройство работает следующим образом.На вход накопителя 1 поступаютвыборки входного сигнала. Далее ивыборок входного сигнала, находящиеся в накопителе, поступают на квадраторы 2 и блоки 3 умножения. Сигналыс квадраторов 2 поступают на входнакапливающего сумматора 4, где происходит их сложение. С выхода сумматора 4 сигналы поступают на входфункционального преобразователя 5,на выходе которого получается сигнал,обратно пропорциональный входномусигналу. Одновременно на вторые входы блоков умножения поступает эталонный сигнал с источника 7. Сигналы свыхода блоков 3 умножения записываются в накопитель 8. Сигналы с выхода нелинейного преобразователя 5 запускают генератор импульсов б, Импульсы с генератора б поступают навход накопителя 8, передавая произведения сигналов поочередно на вход40 Л Л ЛВ(= Ф(3)/г Ф. (3) Выражение (3) позволяет очень просто определять весовую функцию системы. Выражение (1) проверится по соотношениям, определяющим свойства псевдообратных матриц,60 Формула изобретения Устройство для определения весовых функций, содержащее первый нал 5 копитель, вход которого является блока 3 умножения, на второй входкоторого поступает сигнал, постоянныйна данном шаге квантования, с выходанелинейного преобразователя.Использование новых элементов вы 5годно отличает предлагаемое устройство от известного, так как уменьшается время на выполнение операций поопределению весовых функций и расширяются возможности устройства по обработке единичных реализаций нестационарных случайных процессов.Улучшение устройства стало возможным из-за того, что для единичныхреализаций случайных процессов весовой вектор системы можно определить15 следующим образомЛ 1 Л-хх(") мх 1лгде Ч ) - весовой вектор системы20 (точнее его оценка),поскольку рассматриваютсяединичные реализации случайных процессов,ФХЛ( - псевдообратная матрица25для матрицы корреляционных функций входного сигнала фх);операцйя псевдообращения,черточка под прописнойбуквой обозначает вектор,ЗОл+, л ЛФ(. - Ф(/)Ф(Р, Ы)л)Т - операция трант. , спонирования,т)ф(=), - след матрицыл фхх ) фСР л) - вектор- столбец входнОГО45 и эталонногосигнала.Подставляя в выражение (1) и ( 2)значенияФ) иф ) получаемокончательйое для весовой функции50 системыисное Тираж 748 ИПИ Государственног по делам изобретени Москва, Ж, Рауш Заказ 9975/ Вкомитета СССи открытийая наб., д. 1130 Филиал ППП "Патент", г. Ужгоро ул. Проектн входом устройства, выходы первогонакопителя подключены к первым входам соответствующих и блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходом источника эталонногосигнала, выходы блоков умноженияподключены к соответствующим входамвторого накопителя, управляющий входкоторого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен спервым входом (и+1)-го блока умножения, выход которого соединен со входом регистра, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введеныфункциональный преобразователь, накапливающий сумматор и квадраторы,входы которых подключены к соответствующим выходам первого накопителяа выходы - к соответствующим входамнакапливающего сумматора, выход которого через функциональный преобразователь соединен с управляющим входом генератора импульсов и вторым входом (и+1)-го блока умножения..Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Кори ГМоделирование случайных процессов на аналоговых и аналогово-цифровых машинах. М., "Мирф,1968, с, 239,2. Мизин И.А. Цифровые фильтры,15 М., "Связь", 1979, с. 140 (прототип).