Устройство для статистической обработки информации

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикс присоединением заяв сударственный комитетоввта Министров СССРпо делам иэооретенийи открытий 3) Приоритет3) Опубликовано 15.05) Дата опубликован 76,Бюллетень 3 К 681.323. .519,2 (088,8) описания 08.12,7 2) Автор изобретени В оболев 1) Заявитель ЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИИНФОРМАЦИИ 4) УСТРОЙ 2 их чен словных ционных строй- етричеИзобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для накопления статистической информации и последующей обработки этой информации с целью получения оценок ее статистических характеристик.Известно устройство для статистической обработки информации, содержащее блок согласования, последовательно соединенные блок записи и считывания, блок первичной обработки информации, вычислительный блок и регистратор, другой выход блока записи и считывания соединен через блок памяти с блоком управления, выходы которого подключены соответственно к управляющим входам блока первичной обработки информации и вычислительного блюл Известное устройство предназн получения оценок условных и безу дисперсий, дисперсионных и корреля функций случайных процессов,Указанные оценки в известном стве вычисляются методом непараского оценивания предварительно ц р рованных процессов,При решении широкого круга задач статистического исследования технологическихпроцессов и особенно задач идентификациисложных многомерных объектов управлениявозникает необходимость определения степени влияния каждого из входных воздействий х( Ф, ), ф= 1, 2 т) на выхо дную переменную ч (1) (оценка чистых зависимостей).Определение чистой зависимости междуслучайными процессами на входе и выходеобъектов может базироваться на частных 5 корреляционных и дисперсионных функцияхслучайных функций.В известном устройстве и ближайшаналогах отсутствует возможность оценкичастныхкорреляционных и дисперсионных 0 функций случайных функций.Целью данного изобретения является раоширение функциональных возможностей уст- ройства, т.е. получение возможности вычисления частных корреляционных и дисперси онных функций случайных функций.Эта цель достигается тем, что устройство содержит блок линейного преобразования, подключенный входом к блоку согласования, соединенному входом с другим выходом блока записи и считывания. 5Предлагаемое устройство поясняется возможным вариантом технической реализации, блок-схема которого представлена на фиг.1. На фиг. 2 приведена блок-схема одного из вариантов блока первичной обработки инфор- Ю мациир на фиг, 3 - блок-схема вычислительного блока.Блок 1 записи и считывания (см.фиг.1) совместно с подключенным к его выходу блоком 2 первичной обработки информации 15 составляет устройство накопления и первичной обработки информации, выходы которого соединены со входами вычислительного блока 3, и через блок 4 памяти - с блоком управления 5. Выходы блока управле- О ния 5 соединены с блоками 2 и 3, Выход блока 3 связан сэ вхэдэм регистратора 6, а выход блока 1 записи и считывания через блок согласования 7 и блок 8 нелинейного преобразования соединен со входом блока 2.Блок первичной обработки информации (см.фиг.2) состоит из блоков согласования 9, 10, амплитудных селекторов 11, 12 и матрицы 13 интегралов. Вычислительный блок (см.фиг,3) включает в себя блок умножения 14, блок накопления 15, коммутатор 16, блок суммирования 17, блок деления 18, квадратор 19, блок умножения 20, элок памяти 21 и блок суммирования 22.Программа работы устройства подразделяется на три этапа: накопление исходнойинформации считывание накопленной информации с носителей и первичная обработка 4 Осчитанной информации; вычисление оценокстатистических характеристик случайныхпроцессов,На этапе накопления исходной информации случайные процессы, подлежащие обра- ,цботке, подаются на блок 1, представляющийсобой типовое многоканальное устройствозаписи и считывания на магнитной ленте,обеспечивающее возможность введения изменяемого при считывании временного сдви- д га реализаций слу.чайных процессов, Блок 1 осуществляет запись исходных реализаций случайных процессов.При работе устройства на втором и третьем этапах при вычислении условных и Ь 5 безусловных математических ожиданий и дисперсий, а также корреляционных и дисперсионных функций случайных процессов, блок согласования 7 и блок нелинейного преобразования 8 при этом отключаются. 60 На втором этапе работы исходная информация из блока 1 поступает в блок 2 первичной обработки информации. При считывании исходной информации в каналах считывания процессов, например Х (т,) и У ( )(для простоты обозначим их,х (1) и у (т,)вводятся временные запаздывания С и С,обеспечивающие временной сдвиг исходныхреализаций величиныБлок 2 имеет два канала (по числу обрабатываемых реализаций). В каждом последовательно соединены входное устройство с амплитудным селектором, выход которого подключен к матрице 13 интеграторов.В блоках согласования 9 и 10, каждыйиз которых, в свою очередь, состоит изинтеграторов средних значений и сумматора, построенных на усилителях постояннсго тока, осуществляется центрирование методом скользящей средней исходных реализаций считываемых процессов. Текущиеоценки математических ожиданий случайных процессов, определяемые во входныхустройствах, поступают на входные интеграторы блока 4 памяти для усреднения текущих оценок математических ожиданий навсем интервале наблюдения и запоминанияих с целью последующих вычислений.Центрированные реализации процессовподвергаются в усилителях блоков согласования 9 и 10 "сжатиюф так, что на входах амплитудных селекторов действуют сигналы,. динамический диапазон которых +10В. Коэффициенты усиленияусилителя сигнала Х ( 1) и Кусилителя сигнала упри этом фиксируются,Амплитудные селекторы 11 и 12 преобразуют сигналы, поступающие на их вхсды, в импульсы напряжения, длительностькоторых пропорциональна времени пребывания сигналов в пределах коридоров амплитудных селекторов. Эти импульсы поступают на входы матрицы 13,Каждый интегратор матрицы имеет типовую диодную ячейку фИф со строчным истолбцевым входами и накопитель импульсов со входом для счетных импульсов, поступающих с генератора счетных импульсовблока управления 5, Строчные входы интеграторов, расположенных в одной и той жестроке матрицы, подключены к входной шине строки соответствующего канала амплитудногэ селектора сигнала Х ( 1), а столбцевые входы интеграторов, расположенных водноименном столбце матрицы интеграторов, подключены к входной шине столбца,связанной с соответствующим выходом амплитудного селектора сигнала У (1 ).дорови 1 приведенной шкалы. Блок 14усиливает напряжение, пропорциональное Р 1 .Напряжение с выхода блока 14 поступает вблок суммирования 17, где оно накапливается так, что в момент подключения коммутатора к выходу интегратора десятой строки и десятого столбца матрицы в суммирующем устройстве накапливается сумма, про 1 О 1 Опорциональная величине Е д у; х ч,.1 1 1На выходе накопителя в это время напря1 О 1 Ожение пропорционально сумме 2 Е у" = й,у 1 1(которое блоком деления 18 преооразуетсяв напряжение, соответствующее 11, Блокумножения 20 осуществляет перемножениенапряжений, действующих на его входах, и 15выдает в регистратор 6 через блок 21 значение корреляционной функции, соответствующее выбранному аргументу Х,В случае необходимости устройство вычисляет дисперсии процессов х (т,) и у ( ), 20Вычисление дисперсии ВЧ Жосуществляется аналогичным путем при обходе коммутатором интеграторов матрицы вдольстолбцов,Для вычисления последующих ординат дисперсионных и корреляционной функции после приведения всех узлов устройства в исходное состояние осуществляется повторноесчитывание исходной информации и накопление в матрице интеграторов частостей 1) ,30соответствующих реализациям процессов(У(1+Х) и ХИ(7. ) смещенным один относительно другого по времени на новыйинтервал временного запаздывания.35При необходимости вычисления автодисперсионных Ст (Х) ( 6 У(Х) и автокорреляционных И 1 УУй) функций блок 1 записи и считывания выдает при считыванииинформации в первый и второй блоки согласования одноименные сигналы,Описываемое устройство позволяет получать оценки частных дисперсионных икорреляционных функций, которые для выходного процесса Уи взаимнокорреляционных входных процессов, например,Х,(1) и Х(1), определяются в соотвечствии с выражениями:оо о -- , 1 .уУо и + Х )х Я +Х ) У Х,( , 1 а Д 1 50-М 14 П+с )Ц Х С) =Х й)- Х,3 Х 1Из приведенных соотношений видно, что вычисления частных корреляционных и дисперсионных функций отличаются от вычислений соответствующих корреляционных и дисперсионных функций тем, что исходные реализации У (Ф) и Хц необходимо цен рировать относительйо соответствующих условных математических ожиданий. Эта процедура выполняется на этапе предварительной обработки информации.Вычислению частных корреляционных и дисперсионных функций предшествует вычисление регрессий МУ 1 х, и ММ,1 х. ) ( которое проводится последовательно, одно за другим, аналогично вычислению регрес сии М У/х, рассмотренному выше. Результаты вычислений фиксируются регис ратором 6 и используются для настройки блока 8 нелинейного преобразования,В режиме вычисления частных дисперсионных и корреляционных функций включа. - ются блок согласования 7, построенный аналогично блокам 9, 10 и нелинейный блок 8, представляющий собой два идентичных канала с общим входом.При этом на этапе считывания накопленной информации на блоки 9 и 10 блокапервичной обработки информации поступают сигналы Х, И+7) и у (1+7 ), а на блок 7 подается сигнал.Х (Ф ), который после обработки поступает в блок 8 нелинейного преобу 1разования. Первый и второй каналы блока 8 воспроизводят соответственно зависимостиМУЬу 1) и М Х,ц Х уСигналы с выхода блбка 8 поступают на вторые входыбпоков 9 и 10 и используются для центрирования реализаций х,1 Я+ С )и у Я+7 ), которые затем поступают в амплитудные селекторы 11 и 12. В матрицы интеграторов после считывания реализаций накапливаются частости 1 используемые на третьем этапе для вычисления частных корреляционных и дисперсионных функций в соответствии с приведенными соотношениями и с описанной последовательностью.Ф о р м у л а изобретениягде оУИ) =УЙ)-МУ ХТ; 1 ОЮ(о700 Я) - Я У.ХУх, 1 ф 1 11 Устр(;:".;.ство для статистической обработки информации, содержащее блок согласования, = следовательно соединенные блок записи и считывания, блок первичной обработки информации, вычислительный блок и регистратор, другой выход блока записи и считывания соединен через блок памяти с525101 10 блоком управления, выходы которого подключены соответственно к управляющимвходам блока первичной обработки информации и вычислительного блока, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Уиг,1 Уиг.З Составитель В,Жовинскийдактор Москаленко Техред А. Бог: . Корректор Д. Мельниченко раж 864 Подписноео комитета Совета Министров ССизобретений и открытийРаушская набд, 4/5 иал ППП фПатентф, г,Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 5104/ 113035 Государственно по делам Москва, Жфункциональных возможностей устройства, он содержит блок нелинейного преобразования, подключенный входом к блоку согласования, соединенному входом с другим выходом блока записи и считывания,