Детерминированно-вероятностный интегратор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнк Соцналнстнческни Республнк(61) Допол (22) Заявл ительиое к авт, сеид-ву 1 М. Кл 310008/18-24 но 0401,76 ( ением заявки М 6 06 3 1/02 с присое осударственныи комнте 1 СССР по делам изобретений и открытийковано 15,0.6.7 юллетень Но 22сания 15,06.79 пу Да публикования о) Авторы изобретения Милевс Л, Беличко, Ю. А. Брюхомицкий и В. Д. Калмыков аявите Таганрогский 1 й иту отехни ДЕТЕРМИНИРОВАННО-ВГРОЯТНОС НТЕГРАТ р 5 отношени ности входо 1Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти применение при построении детерми- нированнО-вероятностных цифровых интегрирующих машин и структур.Известен детерминированный цифровой интегратор, выполняющий опе а - цию численного интегрирования по Стилтьесу (1. Недостатком этого интегратора является невысокая точйость интегрирования на больших интервалах.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является детерминированно-вероятностныйинтегратор, содержащий блок подинтегральной Функции, вход которогоподключен ко входу детерминированного приращения подинтегральной рункции интегратора, выход блокаподинтегральной функции соединен спервыми входами блока детерминированных приращений интеграла, блокавероятностной коррекции интеграла,блока вероятностных приращений интеграла, второй вход которого объединен со вторым входом блока вероятой коррекции интеграла, первымм блока вероятностного преобра. зования приращения переменной интегрирования и подключен ко входу случайных чисел интегратора, третий входблока вероятностных приращений интеграла объединен с третьим входом блока вероятностной коррекции интеграла и соединен со входом вероятностныхприращений переменной интегрирования, вход вероятностных приращенийподинтегральной функции интегратораподключен к четвертым входам блокавероятностных приращений интегралаи блока вероятностной коррекцииинтеграла, выход которого соединенс первым входом блока полных прира.щенийинтеграла, второй вход которого соединен с выходом блока детерминированных приращений интеграла,второи вход которого подключен ковходу детерминировайных приращенийпеременной интегрирования интегратора, выход блока вероятностных приращений интеграла является вероятностным выходом интегратора, а выход блока полных приращений интеграла является детерминированнымвыходом интегратора (2,Интегратор реализует со яч 2(х,)=У (х;)чУ (Х,.)У (х,)о 2 у (х,1)+,Недостатком этого интегратора является резкое снижение точности интегрирования при увеличении интервала, вызванное возрастанием весаимпульсОв в вероятностной последовательности приращений второй разности интеграла при одновременйом уменьшении числа этих импульсов.Целью изобретения является увеличение точности интегратора и егоупрощение,Поставленная цель достигаетсятем, что второй вход блока вероятностного преобразования приращенияпеременной интегрирования соединен со 40входом детерминированнйх приращенийпеременной интегрирования интегратора, выход блока вероятностного пре-образования приращения переменнойинтегрирования подключен к первомуду лока второй разности перемен 45ной интегрирования, второй вход которого соединен со входом вероятностных приращений переменной интегри"рования, а выход блока второй раз.носсти переменной интегрирования под 50 ключен к пятому входу блока вероятностной коррекции интеграла.Структурная схема интегратораприведена на фиг. 1,Интегратор содержит последовательно соединенные блок 1 подинтегральной функции, блок 2 детерминированных приращений интеграла и блок3 полных приращений интеграла, Вхорблока 1 соединен со входом 4 детерминированных приращений подинтегральной функции интегратора, а второйвход блока 2 - со входом 5 детерминированных приращений переменной интегрирования интегратора. Выход блока3 является детерминированным выходомб интегратора. Блок 7 вероятностнойкоррекции интеграла первым входомподключен к выходу блока 1, вторымвходом в . ко входу 8 случайных чиселинтегратора, третьим входомко входу 9 вероятностных приращений переменной интегрирования, четвертымвходом - ко входу 10 вероятностныхприращений подинтегральной функцииинтегратора, а выходом - ко второмувходу блока 3. Блок 11 вероятностныхприращений интеграла первым входомсоединен с выходом блока 1, вторымвходом " со входом 8 интегратора,третьим и четвертым входами - со входами 9 и 10и интегратора соответственно, а выходом - с вероятностным выходом 12 интинтегратора. Блок 13 вероятностного преобразования приращений переменной интегрирования соединенпоследовательно с блоком 14 второйразности переменной интегрирования.Первый вход блока 13 подключенко входу 8 интегратора, второйвход - ко входу 5 интегратора, второй вход блока 14 соединен со входом9 интегратора, а выход - с пятымвходом блока 7. В основу алгоритма предлагаемогоинтегратора положены выражения (1),7 уд) и (,;(4)В блоке 13 приращение У (х;), сравниваясь со случайными числамир(, в соответствии с методом Монте-Карло, преобразуется в вероятностную последовательностьо (у.,) что соответствует л, 5 ал(ф. 1) фгоритма (5) . Блок 14 выполняет алгебраическое сложение последовательности ,(, поступающей на второй вход со входа 9 интегратора, и последовательности( , поступающей на первый вход этого блока,с выхода блока 13. Результатом суммирования является последовательность второй разности ) ( /и. б алго 2ритма (5)/. В блоке 7 подинтегральная функция 1 р(л) преобразуется в вероятностную последовательность(1) и умножается на последовательфность 1 поступающую с выходаЪ 1блока 14 на пятый вход блока 7 (и, 7 ) . .В блоке 7, кроме того, накапливается значение остатка подинтегральной Функции, текущее значение которого интегрируется методом Монте-Карло с последующим умножением на последовательность,;(п. 4 ), Полученные слагаемые вероятностной коррекции интеграла суммируются в последовательность),(1) (и. 8 ) и поступают с выхода блока 7 на второй вход блока 3. В блоке 11 находится текущее значение подинтегральной функции Ур 1 Х ), равное сумме величин 1 (Х) и Од(4),Эта величина также интегрируетсяметодом Монте-Карло с умножением напоследовательность ;(1) . В результате образуется последовательностьвероятностных приращений интеграла)(п 3 ) . На этом работа вероятностного канала в данном шаге инте. грирования заканчивается.Ф точках Х=Х; (= 0,1,2 и )изменения аргумента вычисляется зна" ,.чение полного приращения интеграла.Блок 2 вычисляет детерминированноеприращение интегралачЕф(Х;) (п. 2 ),которое поступает на первый входблока 3. Блок 3 суммирует приращение2 (х,) с вероятностной коррекциейн"Ь 2 .Е );Ц)накопленной в счетчикеэтого блока. В результате образуетсяполное приращение интеграла 2(Х )6 1 Ф 1(п. 9 ) . В блоке 1 формируетсязначение подинтегральной функции У (к,)в,соответствии с п. 1 алгоритма (5) .РПоступившее на вход интегратора приращениепеременной интегрированиячУ,(х;) запоминается в блоках 2 и13, а вычисленное значение подинтегральной функции у (х,) запоминаетсяв блоках 1, 7 и 11Далее, на каждомшаге интегрирования рабочий цикл ин"тегратора повторяется.Устранение цепи вычисления второйразности переменной интегрированияпозволяет повысить точность интегратора и упростить его.Детерминированно-вероятностный интегратор, содержащий блок подинтегральной Функции, вход которого подключен ко входу детерминированных приращений подинтегральной функции интегратора, выход блока подинтегральной Функции соединен с первыми входами блока детерминированных приращений интеграла, блока вероятностной коррекции интеграла, блока вероятностных приращений интеграла, второй вход которого объединен со вторым входом блока вероятностной коррекции интеграла, первым входом блока вероятностного преобразования приращения переменной интегрирования и подключен ко входу случайных чисел интегратора, третий вход блока вероятностных приращений интеграла объединен с третьим входом блока вероятностной коррекции интеграла и соединен со входом вероятностных приращений перемен. ной интегрирования, вход вероятност-. ных приращений подинтегральной функции интегратора подключен к четвертым входам блэка вероятностных приращений интеграла и блока вероятностной коррекции интеграла, выход которого соединен с первым входом блока полных приращений интеграла, второи вход"которого соединен с выходом блока детерминированных приращений интеграла, второй вход которого подключен ко входу детерминированных приращений переменной интегрирования интегратора, выход блока вероят- ностных приращений интеграла является вероятностным выходом интегратора, а выход блока полных приращений интеграла является детерминированным выходом интегратора, о т л и ч а"ю"щи й с я тем, что, с целью повышения точности интегратора и упрощения, второй вход блока вероятностного преобразования приращения переменной интегрирования соединен со входом детерминированных приращений переменной интегрирования интегратора, выход блока вероятностного преобразования приращений переменной интегрирования подключен к первому входу блока второй разности переменной интегрирования, второй вход которого соединен со входомвероятностных приращений переменнойинтегрирования, а выход блока второйразности переменной интегрированияподключен к пятому входу блока вероятностной коррекции интеграла,5 10 (г 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изооретения Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 418864, кл. Я 06 3 1/02, 1972.2. Авторское свидетельство СССР 9 428412, кл. 6 06 Э 1/02, 1973.667974 Заказ 3469/44 Тираж 779 ЦНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРа ская наб, дписное ал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В, Брюхомицкийанто Н. Каменская Тех М. Келеме Ко екто В. Синицка