Устройство для определения законов распределения случайных процессов

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК4 С 06 С 7/52 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСН ВИДЕТЕЛЬСТВ ллин,о СССР 1981. ЛЕНИЯ ЗА ЫХ ПРО ре ки тение относится к областиной техники и может бытьо для определения эакотва.ил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Казанский ордена ТрудовогоКрасного Знамени и ордена Дружбынародов авиационный институтим. А.Н,Туполева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЦЕССОВ(57) Иэобревычислительиспользован нов распределения случайных процессов в радиофизике, радиотехнике адап тивных системах и в других областях, имеющих связь со случайными процес-. сами и позволяет повысить точность определения законов распределения за счет разделения совокупности реализаций исследуемого случайного про цесса на М подсовокупностей, описываемых смесями нормальных плотностей и функций распределения. Для этого в устройство вводят блок оценки максимального и минимального значений сигнала, блок синхронизации, пеключатель и блок определения оце:. -математических ожиданий компонент е си, соединенные соответств.ющимразом с остальными узлами устроч 1265814Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для определения законов распределения случайных процессов в радиофизике, радиотехнике, адаптивных 5системах и в других областях, имеющих связь со случайными процессами,и является усовершенствованием устройства по авт. св. 9 1064284,Цель изобретения - повышение точности определения законов распределения случайных процессов,35 На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемого устройства,Устройство для определения зако 5нов распределения случайных процессов содержит блок 1 генератороввспомогательных нормальных случайных процессов (ГНСП), группу перемножителей 2, - 2, группу интегра 20торов 3, - 3, решающий блок 4, группу счетчиков 5 - 5, группу элементов И 61 - 6, группу перемножителей 7 - 7, сумматор 8, индикатор9 плотности распределения, интегратор 10, индикатор 11 функции распределения, счетчик 12 нормирования результатов, генератор 13 импульсовфильтр 14 низкой частоты, элементИ 15, элемент 16 задержки, перемно 30житель 17, дополнительный интегратор 18, индикатор 19 характеристической функции, генератор 20 экспоненциального напряжения, блок 21синхронизации, переключатель 22,блок 23 оценки максимального и минимального значений сигнала и блок24 определения оценки математических ожиданий компонент смеси. При1этом вход переключателя 22 является Овходом устройства, первый вход переключателя 22 соединен с входомблока 23 оценки максимального и минимального значений сигнала, первый и второй выходы которого соответственно подключены к входамблока 24 определения оценки математических ожиданий компоненты смеси, каждый выход которогосоответственно соединен с входами 50фильтра 14 низкой частоты и блокагенераторов вспомогательных нормальных случайных процессов, выходы которого соединены с первыми входами перемножителей 2- 2 первой 55группы, выходы которых через интеграторы 3 - Зн группы соединены соответственно с входами решающего блока 4, выходы которого подключены соот - ветственно к выходам счетчиков 5 5 группы, выходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов И Ь, - 6 группы, вторые входы которых соединены с выходом генератора 13 импульсов, с вторым входом элемента И 15, с выходом счетчика 12 нормирования результатов и с входом запуска блока 21 синхронизации, первый и второй выходы которого соответственно соединены с входом счетчика 12 нормирования результатов и с управляющим входом переключателя 22, соединенным с управляющим входом блока 23 оценки максимального и минимального значений сигнала, выходы элементов И 6- 6 группы подключены соответственно к первым входам перемножителей 7, 7 второй группы, а вход счетчика 12 нормирования результатов соединен с вторыми входами перемножителей 2, - 2первой группы, входом блока генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов и с вторым выходом переключателя 22, первые входы перемножителей 7, - 7 щ второй группы соединены с входами сумматора 8, выход которого подключен к входу индикатора 9 плотности распределения, через интегратор 10 - к входу индикатора 11 функции распределения и к первому входу перемножителя 17, выход которого через дополнительный интегратор 18 соединен с входом индикатора 19 характеристической функции, второй вход перемножителя 17 соединен с выходом генератора 20 экспоненциального напряжения, выход генератора 13 импульсов соединен с входом фильтра 14 низкой частоты и первым входом элемента И 15, выход которого через элемент 16 задерФжки соединен с входами запуска Индикатора 9 плотности распределения, индикатора 11 Функции распределения, индикатора 19 характеристической функции и генератора 20, при этом блок 24 определения оценки математических ожиданий компонент смеси содержит вычитатель 25, делитель 32 и Я каналов оценки, каждый из которых содержит первый и второй источники 26, и 30, эталонного напряжения, компаратор 27;, первый ключ 28 элемент ИЛИ 29 второй ключ 31, перемножитель 33 сумматор 34, и третий ключ 35; (х = 1, Б) выход которогоявляется выходом соответствующего канала и соответствующим выходом блока 24 определения оценки математических ожиданий компонент смеси, а информационный вход каждого третье го ключа 35, соединен с выходом сумматора 34 второй и первый входы которого. соответственно соединены с первым входом вычитателя 25 и с выходом перемножителя 33 , первый 1 О и второй входы которого соответственно соединены с выходами второго ключа 31; и делителя 32, второй и первый входы которого соответственно соединены с выходом первого ключа 15 28; и выходом вычитателя 25, соединенного с первым входом компаратора 27 к второму входу которого подключен первый источник 26; эталонного напряжения, выход компаратора 27, 20 соединен с управляющим входом первого ключа 28; и с вторым входом элемента ИЛИ 29 выход которого соединен с управляющими входами второго ключа 31;, третьего ключа 35; и 25 для каналов 2 И с вторым входом элемента ИЛИ 29 предыдущего канала, информациончые входы первого ключа 28, и второго ключа 31; соответственно соединены с вторым и 30 первым выходом второго источника 30 эталонного напряжения, второй и первый входы вычитателя 25 являются входами блока 24 определения оценки математических ожиданий компонент смеси.Устройство работает следующимобразом,Б начальньй момент блок 21 синхронизации вырабатывает импульс дпительностью Т, определяемый параметрами блока и устанавливаемьй постоянно, Этот импульс, воздействуя на переключатель 22, переключает его,подключив вход устройства к входу 45блока 23 оценки максимального и минимального значений сигнала, где определяются максимальное и минимальноезначения напряжения, которые затемпоступают в вычислитель 25, где определяется ьх = х, - х. Вслучае попадания в промежуток междунапряжениями Н, и 11 соседнихпервых источников 26, и 26, эталонного напряжения, компаратор 27; 55открывает первый ключ 28, черезИЛИ 29второй ключ 31; и третийключ 35;, а также через элементы ИЛИ 29, - 29; вторые и третьиключи 31, - 31 35; - 35;, .Через первый ключ 28и второй ключ131, напряжение П , из второго1источника 30 эталонного напряжения поступает на перемножитель 331и на делитель 32, в котором опредеЬхляются 0 ш =, где М = ЦйПеремножитель 33; и сумматор 34,определяет ш, = Ы + ш , являющееся искомым матожиданием вспомогательных нормальных случайных процессов, которое через ключ 351поступает на блок 1 генераторов вспомогательных нормальных случайныхпроцессов и на фильтр 14 низ:ой частоты. Аналогично работают каналыоценки с номерами 1 - ( - ), Ключ 35, запрещает подключение к блоку 24 определения оценки математических ожиданий компонент смеси напряжения хиз сумматоров 34 - 348 Ф которое в против-1 Фном случае будет истолковано какхиинПо окончании времени Т блок 21 синхронизации переключает посредством переключателя 22 вход устройства, подключив его к входам счетчика 12 нормирования результата, перемножителей 2 - 2 я и блока генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов. Одновременно блок 21 синхронизации выработает короткий импульс, который воздействуя на счетчик 12 нормирования результата, устанавливает его в 0". Начинается этап анализа параметров случайных процессов.Из реализации исследуемого процесса и из реализаций блока 1 генераторов вспомогательных нормальных случайных процессов при помощи первой группы перемножителей 2 - 2 чи интеграторв 3 - 3 формируются сигналы сходства.С максимальной вероятностью наибольший сигнал будет накоплен в ин теграторе того канала, реализация генератора вспомогательного нормально случайного процесса в котором соответствует или наиболее сходна реализации исследуемого сигнала. После окончания реализации исследуемого сигнала накопленные в интеграторах 3- Зи сигналы поступают на входы решающего устройства 4; где сигналы сравниваются между собой7 12658 где Я, - область интегрирования И, 8(ч) - плотность распределения и характеристическая функция гауссовских компонент смеси; о- вероятности этих компонент. При поступлении запускающего импульса с выхода элемента 16 задержки, генератор 20 вырабатывает напряжение ехр(дчС), которое в перемножителе 17 перемножается с выходным сигна О1 КломЧ И (С) сумматора 8. Вып=1ходной сигнал перемножителя 17 интегрируется в интеграторе 18, а с 15 его выхода сигнал подается на вход индикатора 19 характеристической функции, который запускается выходным сигналом элемента 16 задержки. 20 25 После окончания этапа анализа импульс переполнения запускает блок 21 синхронизации, процесс анализа статистических характеристик сигнала повторяется. формула изобретения Устройство для определения законов распределения случайных процессов по авт. св. Ф 1064284, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит блок оценки максимального и минимального значений сигнала, блок синхро 35 низации, переключатель и блок определения оценки математических ожиданий компонент смеси, содержащий вычитатель, делитель и И каналов оценки, каждый из которых содержит первый и второй источники эталонного напряжения, компаратор, первый, второй и третий ключи, элемент ИЛИ, перемножитель, сумматор, при этом выход Вычитателя подключен к первому . 45 входу делителя и первым входом компараторов всех каналов оценки, вторые входы компараторов соединены соответственно с выходамц первых источников эталонного напряжения, выход компаратора в каждом канале оценки соединен с управляющим входом первого ключа и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соеди(нен с управляющими входами второгои третьего ключей, информационныйвход второго ключа соединен с первымвыходом второго источника эталонногонапряжения своего канала, второйвыход которого соединен с информационным входом первого ключа, выходвторого ключа в каждом канале подключен к первому входу перемножителя своего канала,а выход перемножителя соединен с первым входом сумматора, выход которого подключенк информационному входу третьегоключа своего канала, выходы первых ключей всехканалов объединены и подключены к второму входуделителя, выход которого подключенк вторым входам умножителей всехканалов, выход элемента ИЛИ каждогоканала подключен к второму входуэлемента ИЛИ предыдущего капала,вторые входы умножителей всех; аналовобъединены с первым входом вычитателя и подключены к первому информационному выходу блока оценки максимального и минимального значенийсигнала, выходы третьих ключей всехканалов подключены соответственнок выходам фильтра низкой частоты иблока генераторов вспомогательныхнормальных случайных процессов, второй вход вычитателя соединен с вторым информационным выходом блокаоценки максимального и минимальногозначений сигнала, информационныйвход которого соединен с первым выходом переключателя, вход которогоявляется входЬм устройства, а второйвыход соединен с входом счетчиканормирования результата, выход которого подключен к входу запуска блока синхронизации, первый выход которого соедичен с входом установкисчетчика нормирования результата, авторой выход - управляющим входомпереключателя и синхрониэирующим входом блока оценки максимального и минимального значений сигнала., Москва, Ж-Э 5, Ра 668/49 ВНИИПИ Подписн комитета ССака открытии кая наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие жгород,ектна Составитель Э.Сечинаедактор А.Ворович Техред В,Кадар Корректор Л,Пилипен