Управляемый вероятностный преобразователь

Соеэ Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оп 868771(22) Заявлено 220179 (21) 2715997/18-24 с присоединением заявки Нов р 1)м, к . 6 06 Е 15/36(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) М.А.Кроль, Л.В.Боброва, Н,В,Киселев и Д.Р, генсон.Северо-западный заочный политехнический ин титут .(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕРОЯТНОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для моделирования случайных процессов в системах автоматического управления и регулирования.Известны устройства для осуществления преобразования первичных случайных величин Г 13 и 123Недостатки этих устройств - преоб-разование осуществляется одним оператором, и при преобразовании последовательности первичных случайных величин принимается во внимание только одномерная функция распределения.Первый недостаток не позволяет испольэовать данные устройства для моделирования систем автоматического управления, второй - ограничивает точность устройства.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее .тактовый генератор импульсов, генератор импульсов с регулируемой частотой, датчики потоков случайных-импульсов, схемы совпадения, .схемы И, ИЛИ, регистр, счетчик, схемы НЕ, вентили, матрицу резисторов, пороговый усилитель, триггеры, причем выходы датчиков потоков являются входами соответствующих схем совпадения, выходы ко- ЗО торых подключены ко входам записиединицы триггеров регистра, выходыпоследних подключены ко входам вентилей и к матрице резисторов, выходы вентилей через схемы ИЛИ соединены с соответствующими разрядами счетчика через первую схему И, подключены к единичному выходу первого триггера, счетный вход которого соединенс тактовым генератором импульсов., ацепь установки единицы соединена сцепью установки нуля второго триггера, нулевой выход которого подключенк первому входу второй схемы И, аединичный выход - к входу первой схемы И, второй вход второй схемы И соединен с цепью установки нуля первоготриггера, а третий вход через пороговый усилитель подключен к выходуматрицы резисторов и через схему НЕко входу третьей схемы И, другойвход которой соединен с выходом счетчика и входом схемы ИЛИ, другой входкоторой подключен к выходу второйсхемы И, а выход - к выходу второготриггера и к цепи сброса регистра,выход третьей схемы И соединен с импульсными входами вентилей, геиера"тор импульсов с регулируемой частотой подключен ко входу счетчика 21 .Известное устройство за счет использования матрицы резисторов допускает схему операторов преобразования первичной случайной последовательности.Существенным недостатком устройства, снижающим его точность, являетсято, что при преобразовании случайныхвеличин учитывается лишь одномернаяфункция плотности.Цель изобретения - повышение точности работы устройства.ОПоставленная цель достигаетсятем, что в управляемый вероятностныйпреобразователь, содержащий датчик.равномерно распределенных случайныхчисел, генератор развертки, матрицу 15 резисторов и счетчик, вход которогосоединен с выходом ключа, введеныблок ключей, коммутатор, интегратор,схема сравнения, управляемый функцио-нальный преобразователь, выполненный 20на электроннолучевой трубке типа "политрон", группа интеграторов и квантователь напряжения, группа выходовкоторого подключена соответственно кразрядным входам коммутатора и к входам интеграторов группы интеграторов,выходы которых соединены соответственно с информационными входами блока ключей, выходы которого подключены соответственно к первой группе входов управляемого функционального преобразователя, выход которого через интегратор соединен с первым входом схемы сравнения, вторОй вход которой подключен к выходу датчика равномерно распределенных чисел, а выход схемы сравнения соединен с входом датчика равномерно распределенных случайных чисел, с первыми управляющими входамиключа и блока ключей и входом генератора развертки, выход которого соеди нен с входом развертки управляемого Функционального преобразователя и с информационным входом ключа, выход которого соединен с входом квантователя напряжения, с вторым управляющим вхо дом ключа и входом счетчика, выход которого подключен к второму управляющему входу блока ключей и к управляющему входу коммутатора.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь содержит генератор 1 развертки, связанный последовательно с управляемым Функциональным преобразователем 2, выполненным на ЭЛТ ".политрон", первым интегратором 3 и схемой сравнения 4, второй вход которой подключен к выходу датчика 5 равномерно распределенных случайных чисел, а выход - с управляющими входами генератора 1 развертки, ключа б и блока 7 ключей и датчика 5.Выход генератора 1 развертки через ключ б связан также со входами квантователя 8 напряжений (по й уровням), счетчика 9 и управляющим выходом клю ча б. й выходов квантователя 8 напряжений связаны с коммутатором 10 игруппой Н интеграторов 11 (11-1-11-й), выходы которых через блок ключей 7 ювяэаны с первыми управляющими плас- тинами управляемого Функционального преобразователя 2, вторые управляющие входы которого подключены к выходам матрицы 12 резисторов а входы последней - с выходами коммутатора 10. Матрица 12 резисторов состоит из М первичных матриц (М-число операторов, по которым должно осуществляться преобразование первичной случайной величины, т.е, число операторов моделируемой системы автоматическогоуправления). Роль коммутатора 10 состоит в том, чтобы подключать выходы квантователя 8 напряжений по М уровням к одной из первичных матриц в зависимости от вида оператора преобразования, а счетчик 9 - для заданиядлины реализации случайного процесса,формируемого каждым из операторов, и выход его подключен к коммутатору 10 и ключу 7.Устройство работает следующим образом.Предварительно на группе интеграторов 11-1-11-й выставляются напряжения, пропорциональные значениям функции Г(хо) в десяти узлах аппроксимации. Поскольку выходы интеграторов11 подключены через блок ключей 7 куправляющим пластинам управляемогофункционального преобразователя 2,это равносильно заданию для него закона преобразования (блок 7 в исходном положении открыт)Устройствовключается синхронным пуском генератора 1 развертки и датчика 5Линейно нарастающее напряжение с генератора 1 считывает .Функцию Г(хо) с управляемого функционального преобразователя 2, и затем это напряжениеподается на интегратор 3, с выходакоторого снимается напряжение, пропорциональноеГ (с) с 3 с,оВ момент, когда эта величина,поступающая на первый вход схемы 4сравнения, будет равна величине у,поступающей от датчика с равномернымраспределением 5, величина напряжения развертки О (с)в принимается за первую реализацию величины х с распределением У(хо), Схема 4 сравнения выдает сигнал, открывающий ключб и закрывающий блок 7, а также сбрасывающий генератор 1 развертки в исходное состояние и запускающий вновь датчик 5, Величина хпоступает на вход квантователя 8 напряжений на й уровней, фиксируется счетчиком 9 как первая реализация величины, преобразуемой первым оператором Ц, и одновременно закрывает ключ б. В зависимости от величины х" появится сигналона одном извыходов квантователя 8 напряжений по М уровням (пусть на 1 в том выходе), который поступает на соответствующий интегратор 11-1 и на- тый вход коммутатора 10. Первоначально коммутатор 10 подключает вхо- дЫ квантователя к первой вспомогательной матрице (не показаны) матрицы 12 резисторов. Следовательно, с выхода коммутатора 10 напряжение поступает на 1-тый вход первой первичной матрицы (матрицы резисторов 12). Эта матрица состоит иэ И рядов резисторов, каждый иэ которых содержит М регулируемых потенциалов. На первом ряду выставлена условная плотность ч(х/ 15 х ), на втором Ч(х,/хц ) и т.д. По 2скольку в данном случае напряжение поступает на 1-тый вход (что соответствует величине х), то ко вторым управляющим пластинам управляемого 20 функционального преобразователя будут подключены резисторы, определяющие закон преобразования Ч(х,./х О ); По - скольку блоки 1 и 5 уже запущены сиг-. налом со схемы 4 сравнения, цикл ра боты повторяется, и формируется уже величина х, соответствующая оператору преобразования 0,. Так устройство работает до тех пор, пока ие будет сформирована последовательность х нужной длины, заданной на установочном входе счетчика 9. За время на интеграторах 11 накопятся потенциалы, соответствующие Функции распределения 1(05). Счетчик 9 выдает сигнал об окойчании Формирования величины, и сигнал с его выхода открывает блок 7 ключей и переключает выходы коммутатора 10 ко входам второй вспомогательной (первичной) матрицы 12, соответствующей оператору 0. Весь"большой" 40 цикл работы устройства повторяется.Так осуществляется моделирование выходных сигналов стохастической системы автоматического регулирования с и операторами, на вход которой пода ется случайное воздействие.Предлагаемый преобразователь осуществляет преобразование первичных случайных величин для ряда последовательных .оператбров, что дает возмож- о ность использования его в качестве модели выходных сигналов системы автоматического управления при случайном.входном воздействии. Кроме того, преобразование первичного случайного 4 сигнала осуществляется с учетом двумерной функции распределения входной и выходной величины, что дает возможность повысить точность работы управляемого вероятностного преобразования.Формула изобретенияУправляемый вероятностный преобразователь, содержащий датчик равно. -мерно распределенных случайных чисел,генератор развертки, матрицу резисторов и счетчик, выход которого соединен с выходом ключа, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, он содержит блок ключей, коммутатор, интегратор, схемусравнения, управляемый Функциональный преобразователь, выполненный наэлектроннолучевой трубке типа "политрон", группу интеграторов и квантователь напряжения, группа выходов которого подключена соответственно кразрядным входам коммутатора и к входам интеграторов группы интеграторов,выходы которых соединены соответственно с информационными входами блока ключей, выходы которого подключены соответственно к первой группевходов управляемого функциональногопреобразователя, выход которого через интегратор соединен с первымвходом схемы сравнения, второй входкоторой подключен к выходу датчикаравномерно распределенных чисел, авыход схемы сравнения соединен с входом датчика равномерно распределенных случайных чисел, с первыми управляющими входами ключа и блока ключей и входом"генератора развертки,выход которого соединен с входом развертки управляемого функциональногопреобразователя и с инФормационным.входом ключа, выход которого соединен с входом квантователя напряжения,с вторым управляющим входом ключаи входом счетчика, выход которогоподключен к второму управляющему входу блока ключей и к управляющему входу коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 452841, кл. 6 06 Г 15/36, 1975.2 Авторское свидетельство СССРР 370717, кл. 6 Об Г 15/36, 1972"Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 лиал П 31/72 Тираж 748 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобрЕтений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская