Адаптивное устройство для определения среднего значения случайного процесса

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИ СПУБЛИК Ы 59 С 06 Р 15/ НИЯ 21) 3441 (22) 24.0 (46) 23.0 (72) В.А. 8/18-248283. Бюлрянишни Р 35в и В.И. Якимен ко(54) 57) 1. АДАПТИВНОЕ УстРОЙСТВО рекДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯредС 11 УЧАИНОГО ПРОЦЕССА, содержащее пер- бловый блок усреднения, выход которо- носго соединен, с первым входом перво- устго блока вычитания и является пер-подвым входом устройства, информацион- вычный вход первого блока усредненияобъединен с вторым входом первого ч аблока вычитания и является. первым мирвходом устройства, выход первого дерблока вычитания соединен с информа- гоционным входом второго блока усред- котнения и является вторым выходом блоустройства, выход второго блока ключусреднения .через блок вычисления , квадмодуля подключен к первому входу , явлвторого блока вычитания, выход ходкоторого через блок формирования . . ка. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЯО 10436 сигналов коррекции подключен к управляющим входам первого и второгоблоков усреднения, второй вход второго блока вычитания соединен свыходом блока формирования заданной погрешности, первый вход которого является вторым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения динамического диапазона определения величины среднего значения случайного процесса, в него введены последовательно соединенные квадратор итретий блок усреднения, управляющий вход которого подключен к выходу блока формирования сигналции, выход третьего блоканения объединен с вторымка формирования заданнойти и является третьим выхройства,.причем вход квадключен к выходу первого битания,2. Устройство по п, 1, о т л ию щ е е с я тем, что блок форования заданной погрешности сожит узел вычисления квадратнокорня и умножитель, первый входорого является первым входомка, второй вход умножителя поден к выходу узла вычисленияратного корня, вход которого,яется вторым входом блока, вы- .умножителя является выходом бло5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Изобретение относится к специализированным средствам автоматикии вычислительной техники и предназначено для определения среднегозначения стационарных эргодических случайных процессов в условиях недостатка априорной информациио корреляционных свойствах исследуемых процессов при вычислении вероятностных характеристик объектовв различных физических экспериментах.Известно адаптивное устройство для определения среднего значения, содержащее последовательно соединенные первый усреднитель, первый формирователь модуля, блок формирования заданной погрешности, блок вычитания, ко входу первого формирователя модуля подключены после.довательно соединенные вычитающее устройство, второй усреднитель, второй Формирователь модуля, выход которого соединен со вторым входом блока вычитания, к выходу которого подключен вход блока коррекции, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго усреднителей 1 .К недостаткам этого устройства следует отнести низкое быстродействие при малых уровнях измеряемого среднего значения, так как при среднем значении, близком к нулю, блоки устройства должны обладать большой разрядностью, т.е. избыточной точностью, что требует дополнительного увеличения интервала анализа.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является аДаптивное устройство для определения среднего значения случайного процесса, содержащее блок регулирования постоянной усреднения, первый Формирователь модуля, блок задания порогового уровня, блок формирования заданной погрешности и последовательно соединенные первый усреднитель, первый блок вычитания, второй усреднитель, второй формирователь, второй блок вычитания, при этом второй вход второго блока вычитания подклтючен к выходу блока формирования заданной погрешности, входы которого подключены соответственно к выходу первого формирователя модуля и блока задания порогового уровня, а выход второго блока вычитания соединен со входом блока регулирования постоянной усреднения, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго усреднителей 2 1.Существенным недостатком известного устройства является возможность определения среднего значения случайного процесса при динамическом диапазоне его изменения, ограниченном из-эа задания величины до. устимой погрешности измерений при помощи введения абсолютного порогового уровня среднего значения.Целью изобретения является увеличение динамического диапазона определения величины среднего значения анализируемого случайного процесса.Поставленная цель достигается тем, что в адаптивное устройство для определения среднего значения случайного процесса, содержащее первый блок усреднения, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания и является первым входом устройства, информационный вход первого блока усреднения объединен с вторым входом первого блока вычитания и является первым входом устройства, выход первого блока вычитания соединен с информационным входом второго блока усреднения и является вторым выходом устройства, выход второго блока усреднения через блок вычисления модуля подключен к первому входу второго блока вычитания, выход которого через блок формирования сигналов коррекции подключен к управляющим входам первого и второго блоков усреднения, второй вход второго блокавычитания соединен с выходом блокаформирования заданной погрешности,первый вход которого является вторым входом устройства, введены последовательно соединенные квадратори третий блок усредненияр управляющий вход которого подключен к выхо,пу блока формирования сигналов коррекции,выход третьего блока усреднения объединен с вторым входом блока формирования заданной погрешности и является третьим выходом устройства, причем вход квадратора подключен к выходу первого .блока вычитания,Блок формирования заданной погрешности содержит узел вычисления квадратного корня и умножитель, первый вход которого является первым входом блока, второй вход умножителя подключен к выходу узла вычисления квадратного корня, вход которого является вторым входом блока, выход умножителя является выходом блока.На фиг. 1 представлена структурная схема адаптивного устройства; на фиг. 2 - схема блока формирования заданной погрешности; на фиг,З схема блока формирования сигналов коррекции.Адаптивное устройство для определения среднего значения случайного процесса содержит последовательно соединенные первый блок 1среднеквадратического отключения сигнала-р , подается в1 Глххумножитель 11, а на второй вход умножителя 11 вводится постоянный коэффициент д , характеризующий заданную относительную погрешность определения среднего значения. Полученное произведение д" бх=ЛМ является заданной абсолютной погрешностью - "приведенной погрешностью" относительно фактического среднеквадратического отклонениялсигнала 6 х, что позволяет обеспечить работоспособность адаптивного устройства даже при очень малых значениях Йх.Предлагаемое адаптивное устройство обладает существенными техни.ко-экономическими достоинствами, Известное устройство обеспечивает измерения оценки М с заданной погрешностью в диапазоне изменения величины Мх, ограниченном снизу величиной пороговго уровня, при малых величинах истинного значения Мх (в том числе и равных или близких нулю) становится невозможным определение искомого среднего значения вследствйе задания величины погрешности относительно самой искомой оценки Мх и введения порогового уровня для формирования управляющих воздействий Я . Это способствует увеличению быстродействия устройства, но ограничивает динамический диапазон определения оценки среднего значения.В предлагаемом техническом решении этот недостаток устранен введением квадратора, осуществляющего нелинейную операцию квадратирования. В результате этого полоса частот сигнала расширяется и соответст.венно уменьшается интервал коррекции, В результате автоматическойкорректирдвки постоянных усредненияв адаптивном устройстве начинаетвыполняться условие согласованиячастотных характеристик тракта измерения с частотными свойствамиисследуемого сигнала, которые априорно неизвестны.Таким образом, изобретение позволяет расширить динамический диапазон работы адаптивного устройстваи, кроме того, дополнительно сфор мировать оценку дисперсии исследуемого сигнала и осуществлять центрирование его, что необходимо припоследующем анализе вероятностныххарактеристик случайного процессав измерительно-вычислительных комплексах, в состав которых может вхо- дить предлагаемое адаптивное устройство.Следовательно, общий технико-эко номический эффект предлагаемоготехнического решения состоит какиз улучшения технических параметровадаптивного устройства и измеренияМх в 5-10 раз меньшего уровня, таки из расширения областей его приме-,нения.Предлагаемое устройство можетбыть применено для оперативной обработки случайных процессов в условиях апРиорной неопределенности о диапазоне изменения среднего. значениясигнала, что характерно для многихтехнических и медицинских экспериментов. Кроме того, адаптивное устройство может быть входным блоком для ап О паратуры широкого назначения.НИИП иражили ал