Устройство для определения несмещенного среднего значения нестационарного случайного процесса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК р - члЦ"БьЬ., ,О,". 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН яет ерГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1112378, кл, С 06 С 7/52, 1984,Авторское свидетельство СССР В 813473, кл, С 06 С 7/52, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСМЕЩЕННОГО СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения характеристик случайных сигналов и может быть использовано в информационно-измерительныхсистемах. Целью изобретения явлся повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цельдостигается тем, что устройство соджит блоки 1 вычитания, блоки 2 коррекции сигнала ошибки, интеграторы3, сумматоры 1, дополнительный суммтор 5, И- масштабных блоков 6, И-каналов усреднения, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок 1 вычитания, блок 2 коррекции сигнала ошибки канала усреднения, интегратор 3 и сумматор 4 канала усреднения, а блок 2 коррекцисигнала ошибки состоит из последовательно соединенных блока вычисленияабсолютного значения и умножителя,2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения характеристик случайных сигналов, может быть использовано в информационно-измерительных системах, системах управления технологическими процессами и является усовершенствованием изобретения по авт,св, В 813473, 10Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства,Ца фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - блок-схема блока преобразования сиг нала ошибки.Устройство содеряит последовательно соединенные блок 1 вычитания, блок 2 коррекции сигнала ошибки, интегратор 3 и сумматор 4, дополнительный 20 сумматор 5, Юмасштабирующих блоков б, Мканалов усреднения, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок 1 вычитания, блок 2 коррекции сигнала ошибки канала 25 усреднения, интегратор 3 и сумматор 4 канала. усредненияБлок 2 коррекции сигнала ошибки содержит последовательно соединенные вычислитель 7 абсолютной величины и 30 умножитель 8, выход которого является выходом блока 2 коррекции сигнала ошибки, второй вход умножителя 8 подключен к входу вычислителя 7, вход которого является входом блока 2 кор рекции сигнала ошибки. Принцип действия предлагаемого устройства основан на рекурсивном сглаживании исследуемого нестационар ного процесса и компенсации ошибок смещения в соответствии с рекуррентной процедуройш 1 п 1=У. К+У 1.п 1 ф45Кху,и=уи-+ хп-у, п- =, п+ц, 1,п;у, п =у,п,п -уи) = =у, 1 п+0, Еп;фуд и=уп- + х.,Ц-уи- = =у п-Я+Еп55 где тп 1 - измеряемая на выходе устройства оценка среднегозначения цестаионарногослучайного процесса в дискретный момент времении1х 1 п 1 - исследуемый нестационарный случайный процесс; Уо Ы уп 1у п- выходные сигналы каналов;)масштабных блоков;ЬЬ Ц, - коэффициенты передачиблоков преобразованиясигналов ошибок.Исследуемый нестационарный случайный сигнал х(С), значения которого снимаются через интервал дискретизации Т, можно записать как хп, где и - целая часть отношения /Т; С текущее время. Основной канал описывается процедурой оцениванияуп 1=у, п+1+1,хп-у, п= =уо .и 13+цоофгде у,1 п - приближенная оценка среднего значения в моментвремени и;уо .и- приближенная оценка среднего значения в моментвремени п;Я п 1 - сигнал ошибки оценивания;- коэффициент передачи блока.Перенося значение У 1 пв левую часть рекуррентного уравнения, получаемЕсли, например, входной сигнал на некотором интервале времени является линейно заменяющимсях п =х п 3 -х п =с=сопят,то для обеспечения отслеживания такого сигнала необходимо, чтобы скорость изменения сигнала у совпадала со скоростью изменения входного сигнала.Следовательно, в основном канале всегда существует ошибка оценивания ЕО 1 п, которая на интервале линейного изменения входного сигнала является постоянной величиной1 сЯ п 1 = - 5 У,п 1 = -О О О ЧОУказанный сигнал ошибки с 1 п 1 является входным сигналом для первого канала усреднения, в котором осуществляется оценка среднего значения,1 сигнала ошибки основного канала, По 1478234лученная в первом канале усреднения оценка среднего зьтачеттття ошибки основного канала через масштабный блок с коэффициентом передачипоступает на второй вход многовходового сумматора, на выходе которого осуществляется компенсация скоростной ошибки оценивания среднего значения основного канала, Аналогично функциони руют остальные каналы усреднения, Таким образом, предлагаемое устройство позволяет компенсировать на выходе многовходоного сумматора ошибки: скоростнуто, ускорения и более высоких порядков оценок среднего значения исследуемого нестационарного процесса, Поскольку величина ошибки в каждом канале обратно пропорциональна коэффициенту передачи Ч, 20 укаэанные коэффициенты выбираются так, чтобы выполнялось соотношениеЧО ( тЦ тЦр (т 1(1,Таким образом, каждый последую щий канал является более точным, чем предыдущий, и устройство в целом функционирует по принципу нониуса,Устройство работает следующим образом, 30Исследуемый нестационарный случайный сигнал х(п 1 подается на первый вход блока 1 вычитания, где из него вычитается сигнал у Гпс выхода интегратора 3, а полученный на выходе блока 1 сигнал разности ,1 п = =хп 1-у,ппоступает на вход блока 2, а также на вход первого канала усреднения, Выходной сигнал блока 2 подается на ВхОд интегратора 3 и Вто 40 рой вход сумматора 4, На первый вход сумматора 4 поступает сигнал у,тпс выхода интегратора 3, поступающий также на второй вход блока 1 вычитания. С выхода сумматора 4 снимается 45 сигнал у Гп 1 приближенной оценки среднего значения и подается на первый вход сумматора 5, В каждом канале усреднения выходной сигнал т,п 1 блока 1 вычитания через блок 2 канала усреднения поступает на вход интегратора 3, выходной сигнал которого У 1 пподается на второй вход блока вычитания канала усреднения и первый вход сумматора 4 канала усреднения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 2 канала усреднения, С выходя сумматора канала снимается сигнал у, п с выхода канала усреднения, представляющий собой среднее значение ошибки соответствующего порядка оценинания, и через масштабный блок 6 подается на 1-й вход многонходового сумматора 5. С выхода многовходового сумматора 5 снимается сигнал тттп 1, соответствующий несмещенной оценке среднего значения исследуемого нестационарного процесса хп,Формула изобретенияУстройство для определения несмещенного среднего значения нестационарного случайного процесса по авт. св,.813473, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностии бьтстродесттцтя, в устройство введены Ммасштабирующих блоков, дополнительный сумматор и Иканалов,каждый из которых содержит блок вычитания, вычислитель абсолютной величины, умножитель, интегратор и сумматор, при этом в каждом канале выходблока вычитания подключен к нходувычислителя абсолютной величины, выход которого подключен к входу множителя умножителя,входмножимого которогосоединен с выходом блока вычитания,вы-ход умножителя подключен к входу интегратора и к входу первого слагаемого сумматора канала, вход второго слагаемого которого объединен с входомвычитаемого блока вычитания и соединен с выходом интегратора, входуменьшаемого.блока вычитания д-гоканала (1=2 И), кроме первого,подключен к выходу блока вычитания(т.-1)-го канала, вход вычитаемогоблока вычитания первого канала соединен с выходом блока вычитания, выход сумматора непосредственно, ивыходы сумматоров каналов через блоки масштабирования подключены соответственно к входам дополнительногосумматора, выход которого являетсявыходом устройства,1478234 Фиг орректор М, Максимищине о роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг ул. Гагарина, 101 Составитель Л,Григорьян-ЧтенцЦулла Техред Л. Сердюкова аказ 2365/49 Тираж 669НИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская на Подписноекрытиям при ГКНТд. 4/5