Устройство для определения изменения свойств случайных процессов

(Я)4 60615 36 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСНОМУ СВИДЕтеЛьСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 21) 3658914/24-24(71) Киевский ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт инженеров1 ражданской авиации им, 60-летияСССР72) С.Л,Белогородский, А.А.Зеленков, А.П.Зюзин, Н.Г.Зырянова,А.П.Ильин и О,Г.Мирошниченко(53) 621.3 (088.8)56) Авторское свидетельство СССР355617, кл. Й 06 Г 7/38, 1972,Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. -М.: Знергия, 1972, с,212.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содеражщее регистратор, аналого-цифровой преобразователь, информационный вход которого являетсявходом устройства, а управляющийвход подключен к выходу генератораимпульсов, выход аналого-цифровогопреобразователя соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с информационными входами коррелятора и первого элемента И и подключен к выходу блока вычитания, выходпервого элемента ИЛИ соединен синформационным входом блока памяти,выход которого соединен с информационными входами регистра сдвигаи первого сумматора, вход сбросакоторого объединен с входами сбросарегистра сдвига и второго сумматора и подключен к выходу первогосчетчика, выход первого сумматорасоединен с информационным входом второго элемента И и первым входомблока вычитания, второй вход которого объединен с входом первогосчетчика и подключен к выходу регистра сдвига, выход первого эпемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, выход второго элемента ИЛИсоединен с входом квадратора, выход которого соединен с информационным входом второго сумматора,блок управления, содержащий кнопку "Запись", триггер управления,счетчик адреса столбца, элементы И, элементы ИЛИ, счетчик адреса строки, кнопку "Работа", триггер записи, единичный вход которого подключен к кнопке "Работа , анулевой вход объединен с первымвходом первого элемента ИЛИ этогоблока и подключен к кнопке Записьсчетный вход триггера записи объединен с информационным входом счетчика адреса строки и подключен к выхо - ду переполнения счетчика адреса столбца, выход триггера записи соединен с управляющим входом первого .элемента И этого блока, выход первого элемента И соединен с информационным входом счетчика адреса столбца, .информационный выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И этого блока, вход сброса счетчика адреса столбца объединен с входом сброса счетчика адреса строки и подключен к второму входу первого элемента ИЛИ этого блока, выход первого элемента ИЛИ соединен с нулевым1205154 входом триггера управления, счетныйвход которого подкпочен к выходупереполнения счетчика адреса строки, единичный выход триггера управления соединен с вторым входом вто-.рого элемента И и первым входомчетвертого элемента И этого блока,нулевой выход триггера управлениясоединен с вторым входом третьегоэлемента И и первым входом пятогоэлемента И этого блока, второй входпятого элемента И объединен с вторым входом четвертого элемента Иэтого блока и подключен к ичформационному выходу счетчика адреса строки, выходы второго и пятого элементов И блока соединены соответственно с входами второго элемента ИЛИэтого блока, выходы третьего и чет 1вертого элементов И блока соединены соответственно с входами третьего элемента ИЛИ этого блока, выходтретьего элемента ИЛИ соединен спервым адресным входом блока памяти, второй адресный вход которогоподключен к выходу второго элемента ИЛИ блока управления, информационный вход первого элемента И блока управления подключен к вьглодугенератора импульсоз в горой входпервого элемента ИЛИ блока управления подключен к выходу первогосчетчика, управляющий вход первого элемента И подключен к нулевомувыходу триггера управления блокауправления, единичный выход которого соединен с управляющими входамикоррелятора и второго элемента И,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, в не -го введены два ключа, два блокапостоянной памяти, четыре схемысравнения, второй. счетчик, дваэлемента И, блок задания константи мультиплексор, информационные Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для статистической обработки экспериментальных данных при исследовании и испытаниях сложных систем,входы которого подключены соответственно к выходам коррелятора, адресный вход мультиплексора объединенс адресными входами первого и второго блоков постоянной памяти и подключен к вь 1 ходу второго элемента ИЛИблока управления, выход мультиплексора соединен с первыми входами,первой и второй схем сравнения, второй вход второй схемы сравнения подключен к выходу второго блока постоянной памяти, выход второй схемысравнения соединен с первым входомтретьего элемента И, выход которогосоединен с информационным входом второго счетчика, второй вход третьегоэлемента И подключен к выходу первойсхемы сравнения, второй вход которойподключен к выхоцу первого блокапостоянной памяти, информационныевходы первого и второго ключей обьединены и подключены к выходу второго сумматора, управляющие входы первого и второго ключей соответственно подключены к нулевому и единичному выходам триггера управления блока управления, выходы первого и второго ключей подключены соответственно к входам блока деления, выход которого соединен с первыми входамитоетьей и четвертой схем сравнения,второй вход четвертой схемы сравнения подключен к первому вьглоду блока задания констант, выход четвертойсхемы сравнения соединен с первым входом четвертого элемента И, второй входкоторого подключен к выходу третьейсхемы сравнения, выход четвертогоэлемента И соединен с первым инфор-.мационным входом регистратора, второй информационный вход которогоподключен к выходу второго счетчика, второй вход третьей схемы сравнения подключен к второму выходублока задания констант. а также при решении задач автоматического управления и индентификации. Цель изобретения - повышение точности и достоверности определения и 5 лэменения свойств случайных процессов.3 12пульсы генератора 4 импульсов поступают через открытый триггером 41записи элемент И 34 на вход счетчика 33 адреса столбца. Триггер 32управления находится в состоянии,при котором код счетчика 33 адреса столбца поступает на первыйадресный вход блока 3 памяти, акод счетчика 40 адреса строкина второй адресный вход блока 3 памяти, переключая столбцы матрицы,Таким образом, на выходе бпока 3памяти считываются значенияМ;(11)соответствующие первому столбцуматрицы, так как переключение адреса по строкам происходит с приходомкаждого импульса.с генератора 4 импульсов, Коды значений М;(1,) с выхода бпока 3 памяти поступают в регистр 5 сдвига и в сумматор 6,Спустя 11 тяктов в регистре 5 сдвига будут записаны значения первогостолбца матрицы, а в сумматоре 6вычислена оценка Код этой оценки перепишется вприемный регистр блока 7 вычитанияпо его первому входу.В следующие и тактов блока 3 па-,мяти выводится второй столбецМ;(1 ), так кяк счетчик 40 адресастроки переключается импульсом переполнения счетчика 33 адреса столбца в другое состояние. При этом значения х; (1 с;пигают последовательно на выход записанные ранее в регистре 5 сдвига значения х;(1,) , которые поступают на второй вход блока 7 вычитания и на вход первогосчетчика 8. На выходе блока 7 вычитания с кяжцым тактом образуютсякоды чисел , (1., = х, ф,- п(1 которые записываются в блок 3 памятичерез элемент ИЛИ 9 во второй столбец матрицы.Через я тактов в сумматоре 6 будет вычислено значение оценкив( ), которое будет переписано вблок 7 вычитания и т.д,Кроме того, коды чисел.х, Я) свыхода блокя 7 вычитания поступаютна информационный вход элемента И 10,управляющий вход которого подключенк соответствующему выходу триггера 32 управления блока 2, Далееокоды чисел Х;,) через первый вход 05154 Фэлемента ИЛИ 11 поступают на входквадратора 12 и на вход сумматора 13, По истечении и я = ь тактовв сумматоре 13 будет вычисленаоценка дисперсии:б -., е й,11 Д1 О Кроме того, в блок 3 памятиперепишется центрированная матрица значений м; (11)Счетчик 8 предназначен для пересчета 11 тактов, после чего он перег15 полняется и на его выходе возникаетимпульс переполнения, который переписывает содержимое сумматора 13через информационный вход ключа 14в блок 15 деления. Этот импульс 20 также сбрасывает регистр 5 сдвига,сумматоры 6 и 13, триггер 32 управления блока 2 управления через элемент ИЛИ 38 по второму входу и счетчики 33 и 40 блока 2 управления ад - 25 ресом. С этого момента код счетчика 33 адреса столбца поступаетчерез элемент И 36 и элемент ИЛИ 43на второй адресный вход блока 3памяти, переключая столбцы матрицы, ЗО а код счетчика 40 адреса строкичерез элемент И 42 и элемент ИЛИ 39(поступает на адресный вход блока 3памяти, переключая строки матрицы.Таким образом, на выходе блока 3памяти сначала считываются значения Х,(11), соответствующие первойстроке матрицы, затем значениях,(1 и т, д., так как переключение адреса по столбцам происходитот каждого импульса генератора 4.Далее работа происходит аналогичноописанному вьппе с той разницей,что в сумматоре 6 формируются оценкисреднего по времени в каждой реализации (т.е, в каждой строке матрицы ).На выходе блока 7 вычитания получаются коды чисел7( )=х;(1 )-ркоторые переписываются в блок 3 памяти, образуя дважды центрирован 1205154ную матрицу значений, соответствую= щую процессу Е(Ц . Значения Е Ц поступают также на информационный вход коррелятора 16. Так как триггер 32 управления в блоке 2 управления находится в состоянии, при котором высокий потенциал присутствует на одном иэ выходов, а низкий - на другом, то открыт элемент И 17 (элемент И 10 эакрыт 1.%Значения оценок о; с выхода сумматора 6 через элемент И 17 и элемент ИЛИ 11 поступают на квадратор 12 и в сумматор 13, где формируется оценка дисперсии. Корреляционная функция по,И точкам в корреляторе 16 вьчисляется по стандартному алгоритму. Значе ния Е;(1) поступают на информационный вход элемента И 45 коррелятора 16, на управляющем входе которого присутствует высокий потенциалс выхода триггера 32 управления блока 2Таким образом, значения Е;(11) поступают одновременно на регистр 46 сдвига и блоки 47 умножения коррелятора 16. Регистр 46 сдвига осуществляет задержку энаЧений Х;(11) , Таким образом, всумматорах 48 коррелятора 16 накапливается и точек КФ. По истечении ь тактов импульс переполнения счетчика 8 переписывает оценку дисперсии б с выхода сумматоЯра 13 через ключ 18, открытый по своему управляющему входу, в блок 15 деления. Этот импульс также сбрасывает регистр 5 сдвига, сумматоры 6 и 13, а также триггер 32 управления и счетчики 33 и 36 блока 2 управления, В этом случае код счетчика 33 поступает на первый адресный вход блока 3 памяти и на адресный вход мультиплексора 19, на информационный вход которого поступают коды ординат Кф с выхода коррелятора 16.Кроме того, код счетчика 33 поступает на адресные входы первого 22 и второго. 23 блоков постоянной памяти, в первом из которых хранятся коды чисел верхней границы, а во втором - кодЫ чисел нижней границы доверительного интервала (ДИ) Кф, По Мере переключения адреса в мультиплексоре 19 на его выход поступают;коды соответствующих точек оценки Кф из коррелятора 16. Эти коды поступают на первые входы первой 20 и второй 21 схем сравнения, на вторые входы которых поступают коды верхней и нижней ДИ КФ соответственно с выхоцов первого 22 и второго 23 блоков постоянной памяти. Если значение оценки КФ меньше значения верхней границы ДИ КФ., то на выходе первой схемы 20 сравнения появляется высокий потенциал "1. Если, значение оценки КФ больше нижней гранйцы ДИ Кф, то на выходе второй схемы 21 сравнения также возникает высокий потенциал. Выходы обеих схем сравнения подключены к входам элемента И 24. В результате сравнения значений оценки КФ с верхней и нижней границами ДИ на выходе эле Гмента И 24 образуется последовательность "0" и "1", которая поступает на вход счетчика 25. При этом кодсоответствует попаданию ординаты КФ в соответствующий ДИ, код нуля - выход ординаты Кф за верхнюю или нижнюю границу ДИ. Если все И ординат КФ попадают в соответствующий ДИ, то на выходе элемента И 24 возникает последовательность "1", которая подсчитывается счетчиком 25 объема п . Переполнение счетчика отражается на регистраторе 30 и свидетельствует о том, что динамические свойства процесса (КФ)не изменились. Если переполнения счетчика не происходит, то некоторые ординаты КФ вышли за допуск, т.е. произошло изменение свойств процесса. Кроме того, на выходе блока 15 деления образуется код числа О 5 20 25 30 35 40 2 2" 45 50 который поступает на первые входы третьей 26 и четвертой 27 схем сравнения, на вторые входы которых с выхода блока 28 задания констант поступают коды чисел соответственно нижней и верхней границ ДИ. Если оценканаходится внутри ДИ, тона выходе элемента И 2 9 возникает 1 ч то свидетельствует о неизменности комплек са внешних условий и от ража- ется на регистраторе 3 О в необходимой форме.Таким образом, в отличие известного устройства, позволяющего опреде10 Фиг 1 Огп им 1 еи етии ма идией/сдрой ЮгаЮ ий Заказ 8536Подписное ИИПИираж 709 Рог,У 9 12051 пять точечныеоценки случайногосигнала, на основе которых судят об изменении вероятностных свойств наблюдаемого сигнала, предлагаемое устройство путем разложения наблюдаемого 5 неэргодического сигнала на независимые аддитивные составляющие (случайный процесс и случайную величинуи определения с необходимой доверительной вероятностью вероятностных.свойств каждой из них позволяет определить характер изменения вероятностныхсвойств составляющего его случайного процесса, Это повьппает точность и достоверность определенияизменения свойств случайных процессов. Филиал ППП Патент",г.ужгород, ул.Проектна