410415

уО П И С"А Н И Е 41 О 415ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Сзчиалистических Респубпик. б 06 д 7/52 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 05,1,1974, Бюллетень1 Дата опубликования описания 22 У.1974 сударствеииый комитетавета Мииистрае СССРеа делам изобретенийи открытий ДК 681,333:519.2(088,8) Авторизобретен и. Н, Соболев Заявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ДИСПЕРСИО ФУНКЦИИ ПРОЦЕССОВ Изобретение относится к устроиствам для определения статистических характеристик процессов, в частности дисперсионных функций.Известно устройство для оценки дисперсионной функции.В этом устройстве исходные процессы центрируются относительно вычисляемых в процессе регистрации их математических ожиданий, преобразуются амплитудными селекторами в импульсы, длительность которых пропорциональна времени пребывания сигналов в пределах соответствующих коридоров амплитудных селекторов, и поступают через схемы И на вход матрицы интеграторов, где в процессе работы устройства накапливается количество импульсов, пропорциональное частоте события. Эти частоты, имеющие вид корреляционной таблицы, используются для вычисления по известным алгоритмам статистических характеристик, в частности дисперсионных функций.Необходимость многократного считывания реализаций процессов и связанные с этим большая трудоемкость вычислений и малое быстродействие являются существенными недостатками известного устройства. Кроме того, известное устройство имеет сложную схему из-за наличия блоков запаздывания.Целью изобретения является разработка быстродействующего устройства для оценки дисперсионной функции, в котором уменьшено число необходимых просмотров реализаций процессов по сравнению с числом отсче тов дисперсионной функции в интервале еесущественных значений.Предложенное устройство осуществляетаппроксимацию дисперсионной функции суммой членов разложения ее в ряд по ортого- О нальным функциям, Преимущества метода аппроксимации заключаются в большем быстродействии по сравнению с методом непосредственного вычисления статистических характеристик и в том, что отпадает необходимость использовать такие сложные устройства как блоки запаздывания. Все операции, связанные с определением по исходным реализациям процессов дисперсионной функции, могут бьгть выполнены на стандартных блоках аналоговых вычислительных установок, а получаемая при этом информация о дисперсионной функции имеет форму, удобную для использования ее при аналитических расчетах.Предложенное устройство отличается от 25 известных тем, что оно содержит коррелометр, формирователь коэффициентов разложения и дополнительный блок перемножения (множительное устройство), включенные таким образом, что в темпе поступления инфор мации вычисляются нормированная взаимная41041 корреляционная функция процессов и ее степени от второй да степени, равной удвоенномучислу членов Ортогонального разлакения дисперсиаш:ой функции, а также коэффициентыортогонального разлаясиия регрессионной 5функции.На фиг. 1 показана блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - блок-схема одного канала входного устронства; на фиг, 3 -блок-схема формирователя коэффициентов 10разложения; на фиг. 4 - блок-схема ортогонального фильтра; на фиг. 5 - блок-схема дополнительного блока перемножения (множительного устройства).Устройство для оценки дисперсианиой 15функции процессов содержит: 1 - блок входной информации, 2 - каррелометр, 3 - формирователь коэффициентов разложения, 4,5 - блоки перемножения, 6 - квадратор, 7сумматор, 8 - интегратор, 9 - вычислитель 20дисперсии, 10 - сумматор, 11 - делитель,12 - фильтр, 13 - 16 - схемы умнокения,17 - 20 - усредняющие устройства, 21 - 24 -ячейки фильтра, 25, 26 - квадраторы, 27,28 -блоки перемнояения. 25Исходные процессы, подлежащие обработке,подаются в блок входной информации(фиг, 1), содержащии два идентичных канала, каждый из которых состоит (фиг. 2) изинтегратора средних зиачеиий 8, вычислителя 30дисперсии 9, сумматора 10 и делителя 11, выполненных на типовых элементах аналоговойвычислительной техники,Выходы первого и второго каналов входного устройства соединены с коррелометром 2, 35а выход второго канала, кроме того, соединенс первым входом формирователя коэффициентов разложения 3, второй вход которого соединен со вторым входом входного устройства,Формирователь коэффициентов разложения 40(фиг. 3) состсит из ортогонального фильтра12, схем умнокения 13 - 16 и усредняющихустройств 17 - 20. "1 исло ячеек 2 - 24 (фиг. 4)ортогонального фильтра, схем умножения иусредняющих устройств определяется количестВам членов Й Ортсгональнаго разложения дисперсионной функции и пс превышает, как правило, пяти,Коррелометр 2 асущесгвляет аппроксимацию корреляционной функции суммой членов 50разложения ее в ряд. Выход корреламетраподключен ко вха, дополнительного блокаперемножения (множительного устройства)4, которое состоит (фиг. 5) из двух квадраторов 25, 26 и блоков псрсмнакения 27, 28, число которых равно ы ==-."., Квадраторы и блокиперемножения представляют собой типовыеаналоговые устройства, причем последние осуществляют нелинейное преобразование сигналов на их входах.60Выход формирователя 3 каэффициептов разложения подключен к квадратору 6, выполненному аналогично квадратарам 25, 26 множительного устройства.Множительное устройства своим выходом 65 54подключено к первому входу блока перемножения 5, а выход квадратора 6 подключен кего второму входу, Блок перемножения 5 состоит из идентичных каналов, число которыхравно числу членов ортогонального разложения дисперсионной функции Й.Принцип действия и исполнение каждогоканала блока перемножения 5 те яе, что иблоков перемножения 27, 28 множительногоустройства.Работает предложенное устройство следующим образом.Исходные процессы х(5) и у поступаютна входы интеграторов средних значений 8,вычислителей дисперсии 9 и сумматоров 10обоих каналов блока входной информации 1.Интеграторы средних значений осуществляюттекущее сглаживание методом скользящейсредней,Текущие значения математических ожиданий, определяемых интеграторами среднихзначений, поступают на один из входов сумматоров 10, на второй вход которых подаютсяпроцессы х(з) и у. Сумматоры осуществляют текущее сглаживание процессов относительно вычисленных математических ожиданий, Вычислителидисперсии 9 одновременно сэтим определяют среднеквадратические отклонения с, и с процессов, которые одновременнос процессами с выхода сумматоров 10 поступают на входы делителя 11, после чего нормализуемые процессы поступают на входы коррглометра 2 и формирователя коэффициентовразложения 3,Каррелометр в соответствии с методом аппроксимации корреляционной функции суммойчленов разложения ее в ряд вычисляет нормированную взаимную корреляционную функциюпроцессов р.Коэффициенты ортогонального разложениярегрессионной функции вычисляются одновременно с вычислением ру формирователем коэффициентов разложения посредствомусреднения по времени усредняющими устройствами 17 - 20 произведений напряжения реализации у(1) и выходных напряжений ортогонального фильтра, ко входу которого приложено напряжение с выхода делителя блокавходной информации. Перемножение напряжения реализации у(1) и выходных напряженийортогонального фильтра осуществляется схемами умноясний 13 - 16. По окончании усреднения на выходах каждого из Й усредняющихустройств фиксируется напряжение, пропорциональное коэффициенту ортогональногоразложения регрессионной функции, котороепосле возведения в квадрат квадратором 6поступает на вход блока перемнояения.Сигналы, пропорциональные р,.(с), свыхода коррелометра поступают на вход множительного устройства 4, Множительное устройство путем квадратирования в квадраторах 26, 25 формирует сигналы, пропорциональные р и р, а путем пере 2 4множения в блоках перемножения 27, 28 -410415 1 2 2 пп рхц 1 фиг. 52 псигналы р, а=3,4 , К которые после уменьшения масштабными делителями в а раз поступают на второй вход блока перемножения 5. Каждый из А каналов блока перемножения 5 осуществляет перемножение напряжений, пропорциональных действующим на его входах. Результирующие сигналы с выхода каждого из каналов поступают на сумматор 7, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный дисперсионной функции. Предмет изобретения Устройство для оценки дисперсионной функции процессов, содержащее блок входной ин формации и квадратор, подключенный к первому входу блока перемножения, выход которого соединен с сумматором, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит коррелометр, 10 формирователь коэффициентов разложения идополнительный блок перемножения, выход которого подключен ко второму входу блока перемножения, а вход соединен с выходом коррелометра, первый вход которого соединен 15 с первым выходом блока входной информации, второй вход - со вторым выходом блока входной информации и с первым входом формирователя коэффициентов разложения, второй вход которого подключен ко входу блока 20 входной информации, а выход соединен сквадратором.Подписно ипография, пр. Сапунова, 2 каз 072/14 Изд.337 ЦНИИПИ Государственного по делам изо Москва, Ж, Тираж 624комитета Совета Министров ССретений и открытийРаушская наб., д, 4/5