Устройство для определения интервалов квадратичной аппроксимации процессов

(19) (51) ВИДЕТЕЛЬСТ У чены выход оки,ационъедиора и овабиоедиора,блока ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(71) Рижский Красноэнаменный инстит инженеров гражданской авиации им.Ле нинского комсомола(56) Авторское свидетельство СССР В 561973, кл. Г 06 Г 15/Зб, 1975.Авторское свидетельство СССР У 920742, кл. С 06 Р 15/Зб, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ КВАДРАТИЧНОЙ АППРОКСИМАЦИИ ПРОЦЕССОВ, содержащее блок коммутаторов, пороговый блок, блок вычисления дисперсии, первый и второй интеграторы, масштабирующие бл первый сумматор, первый информ ный вхОд блока коммутаторов об нен с входами первого интеграт первого блока умножения и соединен с входом устройства, второй информационный вход блока коммутатор подкючен к выходу второго масшт рующего блока, вход которого с нен с выходом первого интеграт вход третьего масштабирующего соедищдн с выходом первого суммато.ра:, первый вход которого подключен к выходу второго интегратора, вход которого подключен к выходу первого масштабирующего блока, второй вход первого сумматора соединеН с входом первого интегратора, выход блока вычисления дисперсии подключен к пер вому входу порогового блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, е целью повышения точности, в него введены элемент ИЛИ, блок выделения экстремума, сумматоры, интеграторы, масштабирующие блоки, выход первого масштабирующего блока соединен с входом пятого масштабирующего блока, выход которого подключен к входу шестого масштабирующего блока и входу третьего интегратора- входы седьмого и восьмого масштабирующих блоков объецинены и соединены с выходом второго интегратора, входы девятого и десятого масштабирующих блоков объединены и подклю к выходу третьего интегратора, шестого масштабирующего блока соединен с входом четвертого интегратора, выход которого подключен к выходу одиннадцатого масштабирующего блока, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого под-, ключен к выходу восьмого масштабирую" щего блока, выход десятого масштабирующего блока соединен с третьим входом второго сумматора, четвертый вход которого объединен с первым входом третьего сумматора, и подключен к выходу первого интегратора, выход седьмого масштабирующего блока соединен с вторым входом третьего сумматора, третий вход которого подключен к выходу девятого масштабирующего блока, выход третьего сумматора соединен с входом двенадцатого масштабируи)щего блока, выход которого подключен к второму входу порогового блока и к третьему информационному входу блока коммутаторов, выход второго сумматора соединен с входом тринадцатого масштабирующего :блока, выход которого подключен к третьему входу порогового блока и к1 о(" ) 1 7,11 у,И,ь )= У у (г.,С)-Г 7 1)6 30 с 12 + --- 1) 20 Кроме того, анализ изменениякоэффициентов аппроксимации полинома в зависимости от длины интервалааппроксимации доказывает, что условий /3) и (4) для нахождения интер 25 вала квадратичной аппроксимации полинома недостаточно, что необходимопри последовательном отслеживанииусловий (3) и (4) еще контролировать,чтобы значение а 1 не переходилочерез максимум,На фиг.1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг.2схема формирователя коэффициентаортогонального разложения второгопорядка и третьего порядка в связи35с элементами формирователей нулевогои первого порядка. нестационарные ортонормированныеполиномы Лежандра;6 (О, ) - момент наблюдения исследуемого процесса на интервале (О , С );м (1=0,1,2,3) - коэффициенты ортогонального разложения, оценкикоторых определяются по р ализации процесса наинтервале (О,й).Точность оценки среднего значенияпроцесса х(г.) на исследуемом интервале (0,), учитывая, что/Ч(,1) /61, и обеспечивается монотонное убывание коэффициентов разложения, т,е,ф(2)ь 1можно оценить величиной коэффициентав 5, т,е. величиной коэффициента отбрасываемого члена в выражении (1),д входу блока выделения эКстремума,выход которого соединен с первымвходом элемента ИЛИ, второй выходкоторого соединен с первым входомэлемента ИЛИ, второй и третий входыкоторого подключены соответственно кпервому и второму выходам пороговогоблока, управляющий вход блока комИзобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для исследования случайных процессов,Цель изобретения - повышение точности.В данном устройстве оценка среднего значения в следующей форме:Мх =Е М СР; И, ,)(1) где И- среднее значение случайного процесса; мутаторов бъединен с входами сбросавсех масштабирующих блоков сумматоров, блока выделения экстремума,блока вычисления дисперсии, интеграторов и соединен с выходом элемента ИЛИ, выход блока коммутаторов является выходом устройства. Если погрешность измерений (дисперсия) О процесса х известна,гто выполнение условия19( (3)где- эмпирический коэффициент,определяющий требования поточности, (1 ),обеспечит нахождение интервала квадратичной аппроксимации среднего зна 10 чения исследуемого процесса с указанной точностью.Для широкого класса процессов,производные которых меняют знак,условие (2) может не выполняться и15 для нахождения квадратичного аппроксимирующего полинома необходимо выполнение, помимо условия (3), такжеусловияФу (4) Устройство для выбора интервалаквадратичной аппроксимации содержит 40 формирователи 1-4 коэффициентов ортогонального разложения соответственно нулевого порядка, первого, вто3 11вателя 3 одновременно поступает на вход блока 9 выделения экстремума.На выходе блока сигнал появляется лишь при наличии экстремума в коэфициенте разложения третьего порядка.Сигнал с выхода блока 5 поступаетна второй вход порогового элемента 7, где он сравнивается с сигналами, поступившими на первый и третий входы этого элемента. На соответствующем выходе сигнал появится лишь при нарушении условий (3) или (4). Сигналы с выходов порогового элемента 7 поступают на два входа элемента ИЛИ, на третий вход этой схемы поступает сигнал с выхода блока 9 выделения экстремума, На выходе схемы сигнал появится при наличии сигнала хотя бы на одном ее входе. Выходной сигнал элемента ИЛИ поступает одновременно на управляющие входы всех элементов устройства: блоки умножения, интеграторы, сумматоры, блок формирования выходного сигнала, пороговый элемент, вычислитель дисперсии и блок выделения экстремума.Этим сигналом указанные элементы. 93697 Фустройства устанавливаются в исходное состояние, а в блоке 6 происходит подключение входов коммутаторовк другим выходам и начинается иссле 5 дование процесса х(С) на новом интервале.Блоки 13,18 и 28 (фиг,2) могутбыть реализованы в виде структуры,состоящей из последовательно соеди 1 О ненных интегратора, на вход которогоподается постоянное напряжение, иблока перемножения на два входа,один из которых связан с входом блока умножения, а другой - с выходоминтегратора данного блока,15Блоки 12,17,23 и 27 в качествесвоих выходных элементов должныиметь схемы формирования выходногосигнала.Кроме того, блок 6 (фиг.1) содер 20жит четыре коммутатора с одним информационным и одним управляющим входами и двумя выходами каждый, пороговый элемент 7 имеет два компаратора25с двумя информационными, одним управляющим входами и одним выходом каждый , причем один информационныйвход является общим. Составитель И,МухинТехред Л.Микеш Корректор М.Максимишинец Редактор Н.Пущие аказ 7317/53ВНИИПИ ГосУдаРствпо делам изобр113035, Москва, ЖТираж 709нного комитета СССРтений и открытий5, Раушская наб., д,Подписн Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,