Многоканальное устройство для определения модуль структурной функции

(5 6 Р 1536 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ сесоюзногого институельной проидетельство СССР 6 Г 15/336, 1972. етельство СССР 6 Е 15/36, 1981. Автор840924 е л иены и подключеныого каскада Ф ов объеходу пеой линииов кото скадскатвензадержки, выходыой соединены соотверыми входами блоковалов. о со вт ання ка ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЬ-СТРУКТУРНО ФУНКЦИИ, содержащее щ -каскадную линию задержки, вход первого каскада которой является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены регистратор, а в каждый канал - последовательно соединенные блок вычитания,блок вычисления модуля и фильтрнижних частот,. причем выходы фильтров нижних частот всех каналов соединены соответственно со входами регистратора, выход которого яв ется выходом устройства, первые входы блоков вычитания всех кан(2) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено длястатистического анализа случайныхпроцессов, в том числе и нестационарных, путем вычисления модульструктурной функции.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет расширения класса решае Омых задач.На фиг.1 представлена схемапредлагаемого устройства на фиг.25 - графики модуль-структурнойфункции соответственно "чисто" случайного процесса (" Белый шум") (Ос а =О и д =1, синусоиды х(ф)=3Чх щ эмап - смешанного аддитивТ фного процесса вида Й И)=+ 20хД) и нестационарного случайногоаддиивного процесса вида Е И)=Я)+ОЙ), где линейная функция(линейный тренд) 0 Н) =а 1+в, гдез свою очередь, а и Ь - постоянные величины.Устройство содержит М-каскаднуюлинию 1 задержки, блоки 2-2, вычитания, блоки 3 1-3 щ вычислениямодуля, фильтры 4,-4 и регистратор 5.В основу анализа случайных процессов в устройстве положена модульструктурная функция, определяемаявыражением; /,-;,;(,фдля дискретизованных и квантованныхзначений случайного процессаТр-оц,: цц.Ы(,к,одля непрерывной реализации случайного процесса, гдеЕ, - дискретизованное и квантованное значение случайногопроцесса в-й момент времени,Х,+ - соответствующее значение,сдвинутое на 1 тактов, 50и - число анализируемых точек,Х(Ц - реализация случайного процесса,ф(ф 4-, соответствующее значение реализации, но сдвинутое на время овремя сдвига случайного процесса; ь 11 - конечное время сдвига случайного процесса,р - время реализации случайногопроцесса.Устройство работает следующим образом.На вход устройства подается сигнал 2 Я) (напряжение, ток), пропорциональный реализации случайного процесса, который поступает одновременно на один из входов блоков (2,-2 ) вычитания и первый каскад и -каскадной линии 1 задержки, в которой происходит сдвиг сигнала нал лвремя о , где о - время квантования сигнала, равное или меньшее времени корреляции. С выходов каскадов линии 1 задержки сигналы поступают на другие входы блоков (2- 2 ) вычитания. Причем задержка Всигнала, поступающего в-ый канал, с выхода 1 -го каскада щ -каскадной линии 1 задержки равна йБ (СФ 1 ГД,Сигналы с выходов блоков 2-2 вычитания поступают соответственно на входы блоков 3,1-3вычисления модуля, с выходов которых преобразованный сигнал=( поступают соответственно на входы фильтров 41 - 4низкой частоты, на выходе каждого иэ которых получаются сигналы,пропорциональные текущему значению модуль-структурной функции 1.( дХарактерной особенностью анализа случайных процессов при помощи модуль-структурной функции является то, что наряду с качественной оценкой (например, стационарный случайный процесс типа "Белый шум", фиг.2; чисто гармонический процесс - синусоида, фиг.3. аддитивный процесс - синусоида + стационарный случайный процесс, фиг.4; нестационарный по математическому ожиданию процесс, фиг.5) можно получить некоторые количественные оценки.Так,по значению первой точки модуль-структурной функции (фиг.2,4 и 5) определяют дисперсию или среднее квадратическое отклонение (СКО) стационарной случайной составляющей по формуле(3)113где д - СКО случайной составляющей с параметрами: М=О(Риг.8 з 1значение первой точкимодуль - структурнойфункции.По максимальному значению модульструктурной функции 4(фиг.3 и 4)определяют амплитудное значение х 1синусоидальной составляющей Х = "-157 Ь . (4)2фПо углу наклона 1. касательной к части модуль-структурной функции, текущее среднее значение которой отклоняется от горизонтальной прямой (Фиг.5), определяют параметр временного тренда г де 1(11 - линейная (детерминированная) функция;еСи 3 - постоянные параметрыфункции.По отношению СКО исходного процессак среднему значению модуль-струк турной функции 11 определяют ста- ционарный или нестационарный исход- ный процесс, приб01,ф - -0,9- процесс стационарный4к - процесс нестациоф -0,9шнарный и т,д.В отличие от коррелометров и спектрометров предлагаемое устройство позволяет исследовать не только стационарные, но также и нестацио 179372 4нарные случайные процессы. По графическому виду модуль-структурнойфункции (фиг.2-5) можно судить охарактере случайного процесса. Еслив случайном процессе присутствуетгармоническая составляющая, то помодуль-структурной функции можноопределить период основной (первой)гармоники и высших гармонических со О ставляющих.В случае нестационарности случайного процесса по математическому-.ожиданию модуль-структурнойФункции (фиг.5) можно определить 15 величину, например, линейного тренда.Б отличие от известного устройства для вычисления структурной Функции предлагаемое устройство позво ляет производить и количественнуюоценку случайных процессов. Так позначению первой точки 1 (при 3 0)(фиг.2,4 и 5) модуль-структурнойфункции в любом смешанном процессе 25 (в котором присутствует "чисто"случайная составляющая) можно оценитьдисперсию (СКО) этой случайной составляющей (формула 3). При наличиив случайном процессе скрытых периодичностей по максимальному значениюмодуль-структурной функции 1,по формуле (4) можно вычислить амплитудное значение первой гаомонии1179372 Заказ 5678/52 ВНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва, Тираж 710твенного комитета СССбретений и открытий