Устройство для статистической обработки информации

О П И С А Н И Е942043ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфеэ СоветскихСфцналистичасиихРеспублик(5 )М. Кл. Ь 06 Г 15/36 3 ЪеударетююВ канает СИР в диам юобретевкй и еткрыткй(72) Авторы изобретения 13,".",;Ордена Ленина институт кибернетики А Украййской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАбОТКИИНФОРМАЦИИ Хтхв:ХЧ,та 1 1. 1Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при исследованиях различных физических явлений для статистической обработки данных,напк. 5 равленной на построение математической модели объекта.ЧИзвестно устройство для статистической обработки информации, которое может быть использовано для получения математической модели объекНайболее близким к предлагаемому является устройство, предназначенное для автоматического определениямодели объекта, содержащее блокуправления, датчики входных и выходных переменных объекта, соединенные с блоками памяти, выходы которых ро подключены к блоку идентификации, и блок контроля идентификации, соединенный своим первым входом и выходом блока идентификации. Построе" 2ние модели объекта сводится к решению систем нормальных уравнений, которая в матричной форме может быть записана в виде где В - вектор коэффициентов модели 1Х - матрица независимых переменных,Х - транспонированная матрица Х;тУ - вектор наблюдений.Коэффициенты модели определяютсяиз (1) согласно выражениюВ=(Х Х) Х(2)с дисперсиями"с; Ь;=СВ,где С - диагональные элементы матХ)-"персия ошибки опыта,В известном устройстве по накопленным в памяти массивам входных3 9 ц Х и выходных У переменных блок иден- тификации определяет коэффициенты В модели в соответствии с выражением ( 2 ). Блок контроля идентификации производит проверку значимости полученной модели, т.е. ее пригодности для оптимизации управления объектом.В общем случае анализ значимости модели включает в себя два этапа. На первом этапе проверяется значимость коэффициентов модели, а на втором - ее адекватность опытным данным. Проверка адекватности модели осуществляется сопоставлением дисперсии ошибки опыта с величинойЙ л.йй;-)адлгде- предсказанное по моделизначение У в 1-ом опыте;И - число опытов;К - число регистрируемых переменных в эксперименте;Й - степень аппроксимирующегополинома 2.В устройстве-прототипе выполняется только проверка значимости коэффициентов модели. Для осуществления проверки адекватности 6 модели экспериментальным данным традиционными методами в известном устройстве потребовалось бы хранить матрицу независимых переменных И и вектор наблюдений У до конца эксперимен та; вычислять и запоминать значения, рассчитанные в соответствии с полученными по выражению2 ) коэффициентами математической модели; проводить вычисления по нахождению дисперсии неадекватности в соответствии с выражением 3 ).Все это потребовало бы в известных устройствах наличия дополнительных вычислительных мощностей или средств и объема оперативной памяти, а кроме того привело бы к непроиз- водительным затратам времени на обра ботку экспериментальных данных.Цель изобретения - упрощение и повышение быстродействия устройства при осуществлении проверки адекватности модели экспериментальным данным.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для статистической обработки информации, содержащее первьй и второй блоки памяти, 5 О 15 ЗО 25 ЗО 35 40 45 50 55 информационные входы которых явля"ются соответственно первым и вторымвходами устройства, первый и второйблоки памяти управляющий вход каждого иэ блоков памяти соединен соответственно с первым и вторым выходами блока управления, а выходкаждого блока памяти подключен ксоответствующему входу блока идентификации, выход которого соединен спервым входом блока контроля идентификации, введены реверсивный счетчик,сумматор-вычитатель, ключ, счетчикс переменным коэффициентом счетаи квадратор, первый вход которогосоединен с выходом второго блокапамяти, а выход соединен с информационным входом ключа, управляоцийвход которого подключен к третьемувыходу блока управления, а выходыключа соединены соответственно ссуммируоцим входом сумматора-выцитателя и информационным входом счетчика с переменным коэффициентомсчета, управляющий вход которогоподключен к четвертому выходу блокауправления, а выход соединен с вычитаоцим входом сумматора-вычитате"ля, выход которого соединен со вторым входом блока контроля идентифи"кации, управляющий вход - с пятымвыходом блока управления непосредственно и через реверсивный счетчикс третьим входом блока контроляидентификации, первый выход которогоявляется выходом устройства и соединен с вторым входом квадратора, авторой выход блока контроля идентификации подключен к входу блока управления, шестой выход которого соединен с четвертым входом блока контроля идентификации, кроме того,блок контроля идентификации состоитиз коммутатора, выход которого черезделитель соединен с первым входомсхемы сравнения, второй вход которойподключен к первому выходу узла хранения констант и уставок и первомувходу коммутатора, второй вход которого является вторым входом блока,а третий вход коммутатора являетсяпервым входом блока и соединен черезрегистр с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходуэлемента И, информационный вход которого соединен с выходом схемы сравнения и является вторым выходом блока,управляющий вход элемента И объединен с четвертым входом коммутатора9420и является четвертым входом блока, при этом вход узла хранения констант и уставок является третьим входом блока, кроме того, блок управления содержит генератор импульсов, выход 5 которого соединен с первыми входами узла регистров сдвига и узла элементов И, второй вход узла регистров сдвига соединен с выходом узла памяти, а выход - с вторым входом узла 10 элементов И, третий вход которого является входом блока, а выход соединен с узлом формирователей импульсов, выходы которого являются соответственно с первого по шестой выходами блока.На фиг. представлена блок-схема устройства, на фиг.2 - схема блока управления; на фиг.3 - схема блока контроля идентификации. 20Устройство содержит датчики 1 входных и выходных переменных объекта управления, блоки 2 памяти, блок 3 идентификации, блок 4 управления, блок 5 контроля идентификации, квад ратор 6, ключ 7, сумматор-вычитатель 8, счетчик 9 с переменным коэффициентом счета, реверсивный счетчик 10, генератор 11 импульсов, узел 12 памяти, узел 13 регистров сдвига, зо блок 14 элементов И, блок 15 формирователей импульсов, регистр 16, коммутатор 17, делитель 18, схема 19 сравнения, узел 20 хранения констант и уставок, элемент И 21 и ключ 22. Устройство работает следующим образом.Входные и выходные переменные объекта управления с помощью датчиков 1 преобразуются во входные и выходные сигналы, которые накапливаются в блоках 2 памяти.3В процессе проведения экспери мента в блоках 2 памяти накапливаются значения независимой переменной Х, вектора наблюдений У. По окончании накопления Х и У считываются из памяти по команде блока 4 управления и подаются на входы 1 О и 11 блока 3 идентификации, в котором рассчитываются коэффициенты Ь. регрессионной мрдели из системы нормальных уравнений 1) и дисперсии Я Ь, характеризующие ошибки в их. определении, Вычисленные значения Ъ и 5 Ц.поступают в блок 5 контроля идентификации, где выполняется проверка их 43 6 значимости. Для этого делителем 18 блока 5 рассцитывается величина1 1(.щ -которая затем сравнивается в схеме 19 с табличными (табулированными ) значениями т, хранимыми в узле 20 хранения констант и уставокВ слу-, чае, еслиЬ 1 Р Ь-т) = ( то коэффициент Ь признается значимым. При выполнении условия 14) на выходе схемы 19 сравнения формируется сигнал, разрешающий поступ" ление значений коэффициентов математической модели исследуемого явления (процесса) на выход устройства, к примеру на печать, В процессе проверки значимости коэффициентов, их значения хранятся в регистре 16. Сигнал на ключ 22, разрешающий считывание коэффициентов модели с регистра 16, поступает с выхода элемента И 21, Сигнал на втором входе элемента И 21, отвечающий уровню сигнала на ее первом входе, формируется блоком 4 управления. По этому же сигналу коммутатор 17 производит подключение выхода блока 3 идентификации ко входу блока 5 контроля идентификации, т,е. осуществляет передачу значений Ь и 5 Ь ) на вход делителя 18.Оценка дисперсии неадекватности Яв предлагаемом устройстве осуществляется блоками 6-9 следующим образом, Одновременно с поступле- нием в блок 3 идентиФикации текущие значения выходной переменной у подаются на вход квадратора 6 и да" лее значения Ч через ключ 7 поступает на суммирующий вход сумматора -. вычитателя 8. Суммирование произво" дится И раз (И - число опытов). В результате в сумматоре-,вычитателек 8 канапливается сумма ,31 . . Пос-, ле И циклов суммирования блок 4 управления выдает сигнал на управляющий вход ключа 7, который под" клюцает выход квадратора 6 ко входу счетчика 9 с переменным коэффициентом счета, Затем с выхода блока 5 коэффициенты Ь после проверки их значимости поступают на второй вход квадратора 6, с выхода которогооно содержит реверсивный счетчик, сумматор-вычитатель, ключ, счетчик с переменным коэффициентом счета и квадратор, первый вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а выход соединен с информационным входом ключа, управляющий вход которого подключен к третьему выходу блока управления, а выходы ключа соединены соответственно с суммирующим входом сумматора-вычитателя и информационным входом счетчика с переменным коэффициентом счета, управляющий вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, а выход соединен с вычитающим входом сумматора-вычитателя, выход которого соединен со вторым входом блока контроля идентификации, управляющий вход - с пятым выходом блока управления не-. посредственно и через реверсивный счетчик - с третьим входом блока контроля идентификации, первый выход которого является выходом устройства и соединен со вторым входом квадратора, а второй выход блока контроля идентификации подключен к входу блока управления, шестой выход которого соединен с четвертым входом блока контроля идентификации а2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок контроля идентификации состоит из комму" татора, выход которого через делител соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой подклю 942043 10чен к первому выходу узла храненияконстант и уставок и первому входу .коммутатора, второй вход которогоявляется вторым входом блока, а тре"тий вход коммутатора является первымвходом блока и соединен через регистрс первым входом ключа, второй входкоторого подключен к выходу элемента И, информационный вход которогоф соединен с выходом схемы сравненияи является вторым выходом блокауправляющий вход элемента И объединенс четвертым входом коммутатора и является четвертым входом блока, приэтом вход узла хранения константи уставок является третьим входомблока,3. Устройство по п.1, о т л и "ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами узла регистров сдвига и узла элементов И, второй вход узла регистров сдвига соединен с выходомузла памяти, а выход - со вторымвходом узла элементов И, третий входкоторого является входом блока, авыход - соединен с узлом формирователей импульсов выходы которого являются соответственно с первого пошестой выходами блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 189238, кл. Э 06 Г 15/00,:1966.ь2. Авторское свидетельство СССРКф 451056, кл. 6 05 В 13/00, 19739420434 Ьг. 7ПИ Заказ 4842/40 Тираж 731 Подписи илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4