Устройство для определения оценки па-pametpob выбросов

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 020279 (21) 2721500/18-24 (51) М. КЛ. с присоединением заявки Йо(23) Приоритет 6 06 Г 15/36 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открыти й(088.8) аявител нения и математического ожидания выбросов при одновременном его упрощении.Достигается это тем, что устройство для определения оценки параметров выбросов, содержащее элементы И,блок умножения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, авыход является первым выходом устройства, счетчик выбросов, сумматор положительных значений сигнала и сумматор отрицательных значений сигнала, содержит блок определения знакавходных сигналов, функциональный 15 преобразователь и блок определениямаксимумов выбросов, вход которогоявляется входом устройства и подключен к входу блока определения знакавходных сигналов, выходы которого 20 подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу блока определения максимумов выбросов и квходу счетчика выбросов, выходы первого и второго элементов И соответственно через сумматор положительныхзначений сигнала и сумматор отрицательных значений сигнала подключе ны к первым входам соответственно Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам и может быть использовано в измерительной и вычислительной технике для статистической обработки случайных процессов.Известны устройства, решающие ту же задачу 1) .Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь, суммирующие и вычитающие счетчики, логические элементы и регистры 121.Существенными недостатками указанных устройств являются сложность и низкая точность при определении выбросов случайных процессов из-за возможности пропусков экстремальных значений. Необходимость преобразования исследуемого сигнала из аналоговой формы в дискретную вносит свою методическую ошибку, возможно искажение информации амплитуд выбросов за счет усреднения при исследовании периодически повторяющихся виброакустических сигналов.Целью изобретения является повышение то ности нри определении оценок срепнего квдлатического откло(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНКИ ПАРРЛЕТРОВВЫБРОСОВ+а +а ой знаоткло-чениеания часть предст еднего кнадрагде о-а чение с нения 6 или оце выбросо о о вляет ическ еднее кого писать(с функция измного процесаналитичес, + енения случаса, полученни,оэффициент,5 третьего и четвертого элементов И,вторые входы которых объединены иподключены к выходу счетчика выбросов, при этом выход третьего элемента И соединен с первыми входами сумматора и функционального преобразователя, а выход четвертого элемента Р5подключен к вторым входам сумматораи функционального преобразователя,выход которого соединен с вторымвходом блока умножения, первый входкоторого является вторым выходом устройства.Введение функционального преобразователя позволило, зная зависимость соотношения положительных иотрицательных выбросов, простым перемножением оценки математического ожидания на величину этой функции получать среднее квадратическое отклонение, Введение блока определения максимумов выбросов с последующим опре- Щделением знака выбросов позволяетпроизнодить раздельное суммированиепо положительным и отрицательным выбросам, а экстремальные значения вибросигналов несут большую информациюо неисправностях, чем усредненное ихзначение.Для случайного процесса х(с),имеющего нормальный закон распределения, в качестве оценки среднего квадратического отклонения можно использовать среднее значение выбросов отьносительно математического ожиданияс учетом изменения Функции случайного процесса,Рассмотрим это на примере случайнозго процесса х. Математическое ожидание выбросов определится показывающий отношение положительных и отрицательных:выбросов по модулю (он должен быть всегда меньше единицы).На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2функция изменения случайного процесса, полученная аналитически;на фиг.Зфункциональная зависимость случайного сигнала 1(х).В схему (см, фиг. 1) входят блок1 определения максимумов выбросов,блок 2 определения знака входныхсигналов, счетчик 3 выбросов, элементы И 4, 5, сумматоры 6, 7 положительных и соответственно отрицательных значений сигнала, элементы И 8,9, сумматор 10, функциональный преобразователь 11, блок 12 умножения.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал поступает на блок1 определения максимумов выбросови блок 2 определения знака входныхсигналов, далее в счетчик 3 выбросов; при достижении (допустим) положительного максимума выброса происходит его измерение, и измереннаявеличина подается на элементы И 4, 5,При изменении полярности входногосигнала на отрицательный блок 2 выдает соответствующий сигнал на открытие элемента И 4 и значение измеренной амплитуды заносится в сумматор 6положительных значений сигнала, Приизменении полярности входного сигнала на положительный блок 2 определения знака нходных сигналов выдаетсигнал для открытия элемента И 5 изначение амплитуды будет занесено всумматор 7 отрицательных .значенийсигнала, По истечении заданного числа выбросов счетчик 3 выдает сигнална вторые входы элементон И 8, 9,в результате открытия которых сигналс сумматорон б, 7 заносится в сумматор 10 и подается на функциональныйпреобразователь 11, с выхода которогополучаем сигнал согласно функциональной зависимости, показанной на Фиг.З.Сигналы с сумматора 10, и Функционального преобразователя 11 подаютсяна блок умножения 12, с выхода которого получаем сигнал согласно выражению (3).,С выхода сумматора 10 получаемзначение математического ожиданияМ(И согласно выражению (1).Такое построение схемы полученияоценки среднеквадратического отношения позволило испольэовать однотипные схемы: так, в качестве блока определения максимумов выбросов можноиспользовать интеграторы, а блок умножения построен на днух интеграторах, Функциональный преобразовательпредставляет собой диодный нелинейныйпреобразователь, реализирчющий функцию, показанную на фиг, 3,Использование блока определения максимумов выбросов позволяет повысить точность определения среднего квадоатического отклонения выбросов.Формула изобретенияУстройство для определения оценки параметров выбросов, содержащее элементы И, блок умножения, первый вход которого соединен с выходом сумматора, а выход является первым выходом устройства, счетЧик выбросов, сумматор положительных значений сигнала и сумматор отрицательных значений сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит блок определения знака входных сигналов, функциональный пре образователь и блок определения максимумов выбросов, вход которого является входом устройства и подключен к входу блока определения знака входных сиГналОВ, выхОды кОторОГО под ключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу блока определениямаксимумов выбросов и к входу счетчика выбросов, выходы первого и второго элементов И соответственно через сумматор положительных значенийсигнала и сумматор отрицательных значений сигнала подключены к первым входам соответственно третьего и четвер-того элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выходусчетчика выбросов, при этом Выходтретьего элемента И соединен с первыми входами сумматора и функционального преобразователя, а выход четвертого элемента И подключен к вторымвходам сумматора и функциональногопреобразователя, выход которого соединен с вторым входом блока умножения, первый вход которого являетсявторым выходом устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 369574, кл. 6 06 Г 15/36, 1970.2. Устройство для оперативного определения статистических случайныхпроцессов, Ч 11 Всесоюзный симпозиум"Методы представления и аппаратурныйанализ случайных процессов и полей",Секция П;Л., 1975, с. 63 (прототип).Корректор апп Гонча Редакт Подписноекомитета СССРи откр,тикая наб., д. 4 у Тираж 756ВНИИПИ Государпо делам изо3035 МО квар ( Заказ 1065/62 ственногобретений35, Раушс ф 11 и ти,зл 1111 "1 атс нт",; . ужгород, ул. 1 ро к и,