Устройство для контроля достоверности информации

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лн 898488(Щ М. Кп. С 08 С 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.Кукушкин 71 ) За яв и тел КОНТРОЛ, 1 ФОРМАЦИ УСТРОЙСТВО ДЛЯОСТОВЕРНОСТИ те ен в оп т в н О И О Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительнойхнике и может быть использовано винформационно-измерительных системахдля оперативной верификации поступающей инФормации,Известны устройства для оценкидостоверности результатов измерений,решающие задачу оценки достоверностирезультатов измеренийИзвестно устройство, содержащееэлемент задержки, вход которого соединен со входом устройства и с перым входом блока определения абсолютои разности, выход элемента задержки подключен ко второму вхоцу блокаопределения абсолютной разности, выход которого через последовательносоединенные сумматор и блок нормирования подключен к первым входам блока сравнения и элемента И, выходкоторого соединен с соответствующимвходом элемента ИЛ , а второй входподключен к выходу блока сравнения,выход элемента ИЛИ подключен к выходу устройства 11,Устройство позволяет установитьфакт наличия или отсутствия в исследуемом нестационарном случайном процессе низкочастотной сосавллющай(тренда). В большинстве случаев низкочастотная составляющая представляет собой полезный сигнал, в то врем как высокочастотная составляющая слу чайного процесса характеризует помеху. Недостаток устройства заключ относительно невысокой точности ределения оценок достоверности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ус ройство, содержащее элемент задержки, вход которого соединен со входом устройства и с первым вхоцом блока определения абсолютной разности, выход элемента задержки подключен ко второму входу блока определения абсолютной разности, выход которого через последовательно соединенные сумматор и блок нормирования подключен к первым входам блока сравнения и элемента И, выход которого соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, а второй вход подключен к выходу блока сравнения, выход элемента ИЛИ подключен к выходу устройства, параллельные цепи, каждый из которых содержит элементы задержки, блок вычитания, блок абсолютной разности, блок нормирования, блок сравнения, элемент И, элемент ЗАПРЕТ, в каждой35 из которых вход первого элемента задержки соединен с выходом блока вычитания предыдущей параллельной цепи и с первым входом блока вычитания соответствующей параллельной цепи, выход которого подключен к первому входу блока определения абсолютной разности и через второй элемент задержки ко второму входу блока определения абсолютной разности, выход которого через последовательно соединенные сумматор и блок нормирования соединен со нхо ф дами соответствующих блоков сравнения и элемента И, выход которого подключен ко Входу элемента ИЛИ, выход блока сравнения подключен к первым входам соответствующих элементов 15 ЗАПРЕТ, выходы которых. соединены со вторыми входами элементов И. Устройство позволяет определить среднеквадратичную погрешность восстановления результатов измерений и степень по О линома, описывающего на установленном интервале анализа поведение информационного параметра 2) .Недостаток устройства заключается в ухудшении характеристик точности определения среднеквадратичной погрешности измерений при нелинейном тренде, описываемых полиномами высокой степени, что связано с уменьшением эффективности определяемых оценок среднеквадратичного отклонения при повышении порядка разностного оператора (номера ветви обработки входного сигнала).Целью изобретения является повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что н устройство для контроля достоВерности информации, содержащее первый элемент ИЛИ и К каналов обработки информации, первый из которых 40 состоит из первого элемента задержки, вход которого объединен с первым входом первого блока определения абсолютной разности и подключен ко входу устройства, выход первого элемен та задержки соединен со вторым входом первого блока определения абсо-. лютной разности, выход которого через последовательно соединенные сумматор и блок нормирования соединен с первыми входами первого элемента И и первого блока сравнения, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, каждый из последующих (К) каналов обработки инФормации состоит из первого эле мента задержки, вход и выход которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания, выход .которого соединен непосредственно с первым и через второй 4 О элемент задержки со вторыми входами первого блока определения абсолютной разности, выход которого через последовательно соединенные первый сумматор и блок нормирования с пер ными входами первого элемента И ипервого блока сравнения, выход первого блока сравнения соединен с первымвходом элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен со нторым входом первого элемента И, вход первого элементазадержки второго канала обработкиинформации подключен ко входу устройства, вход первого элемента задержки каждого из последующих (К)каналов обработки информации соединен с выходом блока вычитания предыдущего канала обработки информации, второй вход первого блока сравнения каждой из К каналов обработкисоединен с выходом блока нормированияпоследующего канала обработки информации, второй вход элемента ЗАПРЕТкаждого из (К) каналов обработкиинформации соединен с выходом перного блока сравнения предыдущего канала обработки информации, выходы первых элементов И всех К каналов обработки информации соединены с соответствующими входами первого элементаИЛИ, выход которого соединен с первым выходом устройства, введены второйэлемент ИЛИ, (К+1) -й канал обработки.информации, состоящий из блока вычитания, блока определения абсолютнойразности и элементов задержки, выходпервого элемента задержки соединенс первым входом блока вычитания, выход которого непосредственно и черезвторой элемент задержки соединен соответственно с первым и вторым входами блока определения абсолютной разности, вход первого элемента задержки объединен со вторым входом блокавычитания и подключен к выходу блока вычитания К-того канала обработки информации, н каждый иэ К каналов обработки информации введенывторой блок определения абсолютнойразности, второй сумматор, второйблок сравнения, кнадратор, блоки определения вероятности, второй элемент И и третин элемент задержки,вход которого объединен с первымивходами первого и второго блоковопределения абсолютной разности, второй вход второго блока определенияабсолютной разности соединен с выходом третьего элемента задержки,выход второго блока определения абсолютной разности соединен с первымвходом второго сумматора, второйвХод которого соединен с выходомпервого блока определения абсолютнойразности, выход второго сумматорачерез последовательно соединенныепервый блок определения вероятностии кнадратор соединен с первым входомвторого блока сравнения, второй входкоторого соединен с выходом второгоблока определения вероятности, выходвторого блока сравнения соединен спервым входом второго элемента И,второй вход которого соединен с выходом первого блока, вход второго блока определения вероятности каждогоиз К каналов обработки информации сое соединен с выходом первого блока определения разности последующего канала обработки информации, выход второго элемента И каждого из К каналов обработки информации соединен ссоответствующим входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединенсо вторым выходом устройства.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит (К+1) каналов обработки информации, которыесодержат элементы 1-3 задержки,блоки 4 и 5 определения абсолютной раз-; 15ности, блоки б вычитания, сумматоры 7,8,блоки 9 и 10 определения вероятности,блок 11 нормирования,квадратор 12,блоки 13 и 14 сравнения, элемент ЗАПРЕТ 15,элементы И 16, 17, кроме того, устройство содержит элементы ИЛИ 18, 19,вход 20 и выходы 21, 22,В основу работы предлагаемогоустройства положен следующий алгоритмоценки достоверности результатов измерений. Его основу составляет применение к исследуемому случайномупроцессу восстановленных результатовизмерений у(с) разностного оператораЬ У(с) к-го порядка.ЗОУ(с) =Г (ц +х (с), (1)где 1(, - информационный параметрпредставляемый на установленном интервале анализа номиномом с -ной степени+а (6)с+аоИ)где х(с) - случайный процесс, характеризующий влияние помехи.При формировании разностного сигнала первого порядка ь "У=У, -У 40случайный процесс У(с) с дисперсиейпреобразуется в случайныйпроцесс а "У(с) с дисперсией 2 6 .При каждом последующем применениик исследуемому процессу разностного 45оператора в блоках б вычитанияЬЬ Ъс= )( )= (с ( (") )Ь(Ь(=6 Ч(=(4(")К К-( 50Ь))= ( =( (ц а фдисперсия случайного процесса удваивается, а закон распределения значений преобразованного случайного процесса В соответствии с центральнойпредельной теоремой стремится по мере увеличения порядка разности к нормальному закону. При этом, если время задержки , много меньше времени изменения информационного параметра ,), то операция определения 60разности между значениями случайногопроцесса по отношению к функции Гпредставляет собой операцию численного дифференцирования. В соответствии с этим при каждом применении раз ностного оператора степень полинома, описывающего тренд преобразованного случайного процесса, ьу(с) понижается на единицу(ф) ф(Ц ИВ результате определения абсолютных разностей к-го порядка в блоках 5, их усреднения .в сумматоре 8 и нормирования в блоке 11 нормирования коэффициентом, учитывающим увеличение дисперсии нри преобразовании процессов, определяют оценки среднеквадратичного отклонения по формуле6Я(чу) /а у(Й (2)При этом, если в процессе преобразований тренд не исключен, оценки среднеквадратичного отклонения совпадать не будут.Совпадение в блоках 14 сравнения при установленных доверительных интервалах оценок среднеквадратичного отклонения свидетельствует о том, что тренд исключен, а значения совпавших оценок представляют собой среднеквадратичное отклонение шумового процесса.Следовательно, значение совпавших оценок может быть использовано для оценки достоверности полученных результатов измерений. При этом с увеличением порядка разности К эффективность статистики (2), как оценки среднехвадратичного отклонения процесса У(С), уменьшается. Поэтому оценки среднеквадратичного отклонения шума б (с) в виде впервые совпавших оценок статистики (2), совпавших на (и)-1)-ом и(-ом,шаге применения разностного оператора, более эффективны, чем оценки, полученные на основе совпадения значений на и)-ом и (и)+1)-ом шаге. Характеристики несмещенности оценок среднеквадратичного отклонения шума наоборот улучшаются при увеличении порядка разности.С помощью вновь введенных в устройство блоков реализуется алгоритм контроля эффективности и несмещенности оценок достоверности, основанный на формировании последовательности случайных процессов и сравнении их интегральных законов распределения в. соответствии со следующими соотношениями.Сравниваемые случайные процессы видаЧ,фУ)ь у (м+ у( бу(с УМсИнтегральные законыМ 6 Ь Ч( )1+1) (с.У)и (м)Предлагаемое устройство позволяет за счет введения дополнительного критерия оценки исключения тренда из восстановленных результатов измерений повысить достоверность определения степени полинома, описывающего поведение информационного параметра, и достоверность оценок среднеквадратичного отклонения, что повы шает точность устройства. Одновременно в предлагаемом устройстве в отличие от известного обеспечивается возможность текуцего контроля определения оценок среднеквадратичной 20 погрешности результатов измерений. Формула изобретения местно с информацией о номере ветвиобработки, начиная с которого совпадают оценки статистик, сравниваемыев блоках 14 сравнения для контролядостоверности определения среднеквадратичной погрешности восстановления результатов измерения. Устройство для контроля достоверности информации, содержацее первыйэлемент ИЛИ и К каналов обработкиинформации, первый из которых состоит из первого элемента задержки,вход которого объединен с первым входом первого блока определения абсолютной разности и подключен ко входуустройства, выход первого элемента задержки соединен со вторым входом 35первого блока определения абсолютнойразности, выход которого через последовательно соединенные первый сумматор и блок нормирования соединен спервыми входами первого элемента И 4 Ои первого блока сравнения, выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, каждый из последующих (К) каналов обработки информации состоит из первого элемента 45задержки, вход и выход которого соединены соответственно с первым и вторымвходами блока вычитания, выход которого соединен непосредственно с первым и через второй элемент задержкисо вторыми входами первого блокаопределения абсолютной разности, выход которого через последовательносоединенные первый сумматор и блокнормирования с первыми входами первого элемента И и первого блока сравнения, выход первого блока сравнениясоединен с первым входом элементаЗАПРЕТ, выход которого соединен совторым входом первого элемента И,вход первого элемента задержки второ Ого канала обработки информации подключен ко входу устройства, вход первого элемента задержки каждого из последуюцих (К) каналов обработки информации соединен с выходом блока 65 вычитания предыдущего канала обработки информации, второй вход первогоблока сравнения каждого из К каналов обработки соединен с выходом блока нормирования последующего каналаобработки информации, второй входэлемента ЗАПРЕТ каждого из (К) каналов обработки информации соединен сс выходом первого блока сравненияпредыдущего канала обработки информации, выходы первых элементов Ивсех К каналов обработки информациисоединены с соответствуюцими входамипервого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом устройства, о т л и ч а в щ е е с я тем, чтос целью повышения точности устройства, в него введены второй элементИЛИ, (К+1) и канал обработки информации, состоящий из блока вычитания,блока определения абсолютной разности и элементов задержки, выход первого элемента задержки соединен с первым входом блока вычитания, выходкоторого непосредственно и через второй элемент задержки соединен соответственно с первым и вторым входамиблока определения абсолютной разности,вход первого элемента задержки объединен со вторым входом блока вычитанияи подключен к выходу блока вычитанияК-того канала обработки информации,в каждый из К каналов обработки информации введены второй блок определения абсолютной разности, второйсумматор, второй блок сравнения, квадратор, блоки определения вероятности,второй элемент И и третий элементзадержки, вход которого объединенс первыми входами первого и второгоблоков определения абсолютной разности, второй вход второго блока определения абсолютси разности соединен с выходом третьего элемента задерхки, выход второго блока определения абсолютной разности соединен спервым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходомпервого блока определения абсолютной разности, выход второго сумматорачерез последовательно соединенныепервый блок определения вероятностии квадратор соединен с первым входом второго блока сравнения, второйвход которого соединен с выходом второго блока определения вероятности,выход второго блока сравнения соединен с первым входом второго элементаИ, второй вход которого соединен свыходом первого блока сравнения,вход второго блока определения вероятности каждого из К каналов обработки информации соединен с выходомпервого блока определения разностипоследующего канала обработки информации, выход второго элемента И каждого из К каналов обработки информации соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ, выход ко898488 г каз 11955/68 Тираж 638 Подписно ИИП илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 торого соединен со вторым выходомустройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 739618, кл. С 08 С 25/00, 1977,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2749381,кл. 6 08 С 25/00,1979, (прототип).