Устройство для определения параметров экспоненциально косинусной корреляционной функции

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк лвторскому свидетельству Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оц 696487(23) ПриоритетОпубликовано 051179 Бюллетень НвДата опубликования описания 0811.79(53)М. КЛ 606 О 7/19 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(5 4) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВЭКСПОНЕНЦИАЛЬНО-КОСИНУСНОИ КОРРЕЛЯЦИОННОЙФУНКЦИИ 25 30 Изобретение относится к областивычислительной техники, к приборамдля определения комплексных математических функций, и может быть использовано нри исследовании случайных процессов в задачах автоматического управления, идентификации,прогнозирования надежности и т.д.Известно устройство, позволяющееопределять параметры квадратичногоинтервала корреляции, содержащеедва квадратора, блок умножения,фильтры, блок деления 1.Однако,в этих случаях, когда априори известно, что корреляционнаяфункция (Кф) носит экспоненциальнокосинусный характер, часто оказыва-ется удобным пользоваться абсолют-ным интервалом корреляции (Ик), который не вычисляется устройствоманалогом,Если Кф относится к классу экЕпоненциально-косинусных с параметрамис(. и Ь,где сС - параметр затухания Кф;р - параметр колебательности Кф,то часто используются специализированные анализаторы для определенияэтих параметров. Наиболее близким техническим решением является устройство для определения параметров экспоненциальнокосинусных КФ, которое содержит усилитель-ограничитель, блок среднегочисла пересечений, блок экспоненциального сглаживания, одноканальныйкоррелятор и вычислительный блок2)Недостатком его является невозможность вычисления интервала корреляции, необходимого, например, прирешении задач прогнозирования надежности,Цель предлагаемого изобретениярасширение функциональных возможнос"тей за счет определения оценки абсолютного интервала корреляции. ИК длязнакопеременных Функций Г можетбыть определен но формуле:г =ф совс(ас,оС помощью ЭЦВМ были просчитаныинтервалы корреляции для различныхнаборов параметров сс ис точностьюдо 0,0001, Результаты этих вычислений приведены на фиг, 1 в видесплошных линий, Бесконечный верхнийпредел был заменен конечнымГ, прикотором убынающая корреляционнаяФункция гав 0,0001, Анализ результатов машинного моделирования приводит к мысли о воэможности аппроксимации ФункцииГкд = й(Ы,) н виде; с о,ьР"Результаты расчетон интерналонкорреляции по формуле (3) представлены на Фиг, 1 пунктирныл линиями,В данном случае погрешность не превышает 4 Ъ. Сравнительно узкий диапазон изменения параметровсЕи ( оправдывается во-первых, воэможностьюмасштабирования времени с целью по-лучения этих параметров н пределахот 0,01 до 0,5; но-вторых, с икак показывает практика, отличаютсяне более чем на один порядок.Цель предлагаемого изобретения -расширение Функциональных возможностей эа счет определения оценки абсолютного интервала корреляции,Для этого в устройство поавт. свид. Р 504205 введены блокделения, блок умножения и блок возведения в степень, вход которогоподключен к выходу вычислительного .блока, а выход - к первому входублока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока среднего числа пересечений, выход блокаумножения соединен со входом блокаделения.Блок возведения в степень обеспечивает получение значения (о"путемвозведенияв степень 0,05. Блокпроизведения вычисляет числительФормулы (3), Блок деления осуществляет вычисление интервала корреляции Гщ путем деления числа 0,61 напроизвЕдение д=" в соответствиис укаэанной формулой.Яа Фиг. 2 представ. лена блок-схема предлагаемого устройства,Оно содержит усилитель-ограничитель 1, выход которого соединен сблоком 2 среднего числа пересеченийи блоком 3 экспоненциального сглаживания. Вход и выход блока 3 соединены с входами одноканального коррелятора 4, который может быть упрощенного релейного типа. Выходы блоков 3 и 4 соединены с вычислительным блоком 5, выход которого подклю 50 55 6 О 65 где С и й - постоянные, подлежащиеопределению,С использованием метода наименьших квадратов после логарифмирования выражения (2) были получены следующие значения для постоянных;С = 0,61; с 1 = 0,1. Следовательно,интервал корреляции для ЭККФ можетбыть вычислен по Формуле: чен к входу блока 6 вознедения встепень и одновременно является пер 6ным выходом устройства, Выход бло, окасоединен с первым входом блока 7умножения, второй вход которого подключен к выходу блока 2 среднегочисла пересечений, выход которого является первым выходом устройстна.Выход блока 7 умножения соединен с входом блока 8 деления, выход которогоявляется нторым выходом устройства.Предлагаемое устройство для определения параметров экспоненциальнокосинусной Кф (ЭККФ) работает следующим образом,Усилитель"ограничитель 1 преобразует исследуемый случайный процессв знаковый сигнал. В блоке 2 среднего числа пересечений измеряется среднее число пересечений нулевого уровняр которое, как можно показать, сточностью до коэффициента прогорциональности совпадает с параметром сзатухания ЭККФ, апроксимирующей знаковую корреляционную функцию иссле" 25дуемого случайного процесса, Знаковый сигнал подвергается экспоненциальному сглаживанию в блоке 3, акоррелятор 4 определяет корреляционный момент сигналов на выходе блока3 экспоненциального сглаживания, Из вестно, что выходной сигнал Ь такимобразом включенного коррелятора пропорционален первому коэффициенту раз,ложения корреляционной Функции в рядЛагерра от аргумента уг, где у- па раметр затухания экспоненциальногосглажинающего Фильтра. В вычислительном блоке 5 по сигналу с блока2 и коррелятора 4 определяется коэфФициент, определяющий частоту колебательности корреляционной Функциипо формуле: Вычисленное значение Р с блока 5 поступает на первый выход устройства,. на второй выход которого подается также определенное в блоке 2 значение параметра д , Параметр 3 поя ступает с выхода вычислительного блока 5 на вход блока 6 вознедения в степень, где осуществляется вычисление величины опутем возведения в степень 0,05, Этот сигнал подается на первый вход блока 7 умножения, на второй вход которого поступает оценка параметра А с ныхо" да блока 2 среднего числа пересечений. В блоке 7 умножения вычисляется значение с о" , которое подается на вход делителя блока 8, где осущестнляется деление постоянной величины, равной 0,61, в соответствии с Формулой (3), Вычисленное значение интервала корреляции ко ЭККФ696487 нен подается на третий выход устройства.Предлагаемое устройство позволяет определять интервал корреляции для ЭККф, необходимый в ряде прикладных инженерных задач,формула изобретения устройство для определения параметров экспоненциально-косинусной корреляционной Функции по авт, св, Р 504205, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей за счет определения оценки абсолютного интервала корреляции, в устройство введены блок деления, блок умноженийи блок возведения в степень, входкоторого подключен к выходу вычисли"тельного блока, а выход - к первому входу блока умножения, второй 5 вход которого соединен с выходом блока среднего числа пересечений, выход блока умножения соединен со входом блока деления,О Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Волков И,И. Мотов В,В. Способопределения интервала корреляции,Автоматика и телемеханика, 1974,9 4, с, 1922. Авторское свидетельство СССРУ 504205, кл. 606 О 7/19, 1976.696487 каз 6769/50 Тираж 780 Подписн ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРа ская наб