Коррелометр с аппроксимацией ортогональными функциями лагерра

сумматоров группы, выходы квадраторов соединены с входами четвертого сумматора блока регулировки парамет ров, выход которого подключен к третьему входу второго сумматора блока регулировки параметров.2. Коррелометр по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что первое корректирующее звено содержит двухзвенный апериодический фильтр и дифференциатор, выход которого является выходом звена, управляющим и информационными входами которого являются. соответственно первый и второй входы двухзвенного апериодического звена, выход которого подключен к входу дифференцнатора.3. Коррелометр по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что 1 -е 198547корректирующее звено ( 12) содержит двухзвенный апериодический фильтр,первый и второй дифференциаторы, делитель, инвертор и сумматор, выход которого является выходом звена, информационным входом которого является информационный вход двухзвенного апериодического фильтра, управляющий вход которого объединен с первым входом делителя и является управляющим входом звена, выход двухзвенного апериодического фильтра через первый дифференциатор соединен с входом инвертора, а через второй дифференциатор - с вторым входом делителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом инвертора.Изобретение относится к специализированным,средствам вычислительной техники, предназначенным для аппаратурного определения характеристик случайных процессов. 5Цель изобретения " повышение точности коррелометра.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема коррело" метра с аппроксимацией ортогональны ми функциями Лагерра; на фиг,2 - структурная электрическая схема блока регулировки параметра; на фиг.3 структурная электрическая схема первого корректирующего звена с ре гулируемым параметром; на фиг.4 - структурная электрическая схема 1-го (12) корректирующего звена с регулируемым параметром.Коррелометр содержит фильтр 1 20 Лагерра щ -го порядка в виде последовательно соединенных ячеек 1 к (1 0,1 .,в 1 с регулируемым параметром, причем вход фильтра 1 является входом коррелометра, группу 25 2 из (я+1) блоков 2 умножения (1 = О,1 и, у которых первые входы соединены соответственно с выходами ячеек 1фильтра 1, а вторые - с входом коррелометра, Зо группу 3 из (щ + 1) блоков 3усреднения ( 1 = 0,1. . .в) , входы которых подключены соответственно к выходам блоков 2 умножения группы 2,блок 4 регулировки параметра, у которого первая группа информационных(в+1) входов подключена соответствен.но к выходам блоков 3 усреднения,третья группа(ю +1) входов соединенас входами ячеек 1 фильтра 1 Лагерра,а выход соединен с управляющимивходами всех ячеек фильтра 1 Лагеррадисперсиометр 5, вход которого подключен к входу коррелометра, первыйсумматор 6, и +1) входы которогосоединены соответственно с выходамиблоков 3усреднения группы 3, инвертор 7, вход которого подключен квыходу первого сумматора 6, второйсумматор 8 с коэффициентом передачи1-- по каждому из входов, подключенФ+1ных соответственно к выходам дисперсиометра 5 и инвертора.7, группу 9из (в+1) сумматоров 9, у каждогоиз которых первые входы соединенысоответственно с выходами блоков 3усреднения группы 3, вторые входы -с выходом второго сумматора 8, авыходы являются выходами коррелометра,Блок 4 регулировки параметрасодержит интегратор 10, выход которого является выходом блока 4, пер(И+1) умножителей 12,(3 с = 0,1В)первые входы которых соединены с выходом интегратора 10, второй сумматор 14 и инвертор 14, подключенныевыходами соответственно к первому итретьему входам сумматора 11, третийсумматор 15, выход которого соединенс вторым входом сумматора 11,(в+1)входов сумматора 13 подключены соответственно к выходам умножителей12, четвертый сумматор 1, подключенный выходом к входу инвертора14, вторую группу из (в+1) умножителей 171,у которых первые и вторыевходы образуют соответственно первуюи вторую группы входов блока 4, авыходы подключены соответственно квходам сумматора 16, (в+1) квадраторов 18 к, у которых входы соединены соответственно с входами второй группы блока 4, а выходы - свходами сумматора 13, (о +11 коррек.тирующих звеньев 19с регулируемымпараметром, у которых информационные входы представляют собой третьюгруппу входов блока 4, а управляющие входы подключены к выходу интегратора 10, третью группу 20 из(в+1) умножителей 20, у которыхпервые входы подключены к выходамсоответствующих звеньев 19, авторые входы соединены с первым изтретьей .группы входом блока 4,группу 21 из (абаз +1) усреднителей21, входы которых подключенысоответственно к выходам умножителей20 а выходы - к вторым входамумножителей 12, соединенных своими,третьими входами соответственно свходами второй группы блока 4 регулировки параметра.Первое корректирующее звено 19 ас регулируемым параметром содержитпоследовательно соединенные междусобой двухзвенный апериодическийфильтр 22 с перестраиваемой постоянной времени, информационный иуправляющий входыкоторого являютсясоответственно информационным иуправляющим входами первого корректирующего звена 19, и первый дифференциатор 23, выход которого является выходом первого корректирующего звена 19, где 35(к,ь 1 ы .(сс,ц- весовая функция ячейки фильтраЛагерра; о 8 ь-функция Лагерра-го порядка;К - регулируемый параметр, выраба тываемый блоком 4 регулировки паряметра.Далее сигналы Х(1) с выходовячеек 1 подаются на первые входыблоков 2 умножения первой группы2, где перемножаются с исследуемым 50 сигналом Х(Ц , подаваемым на вторые входы блоков 2умножения.Выходные сигналы блоков 2умножения поступают на соответствующиеблоки 3усреднения первой группы3, вырабатывающие сигналы 55 М -е корректирующее звено 19 (1:= 2,3 в) с регулируемым параметром содержит двухзвенный апериодический фильтр 24, информационный5 и управлякщий входы которого являются соответственно информационными управляющим входами к -го звена,второй дифференциатор 25, выходкоторого подключен к входу числите 10 ля делителя 26, второй вход которого соединен с управляющим входомкорректирующего звена, инвертор 27и сумматор 28, у которого первый и,второй входы подключены соответст 15 венно к выходам делителя 26 и инвертора 27, причем коэффициент передачи по второму входу сумматора ра 1вен 1- , а выход сумматора явля 220 ется выходом-го корректирующегозвена с регулируемым параметром,Вход инвертора 27 соединен с выходомпервого дифференциатора 29,. Коррелометр работает следующим25 образом.Центрированная реализация исследуемого случайного процесса Х(Цпоступает на вход фильтра 1 Лагерраю-го порядка. При этом на выходахЗ 0 ячеек 1 формируются сигналым ,ц 1 (ия 1.132,о- к =хко йхЮ =;С 1(хДк:о 5- корреляционная функция исследуемогопроцесса.С целью обеспечения равенства З-Х(0), Е 13 где О - дисперсия исследуемого про цесса Х ф , которое выражает одно из основных свойств корреляционных Функций, выходные сигналы д блоков3 подаются на сумматор 6, выходной сигнал которого через инвертор 7 поступает на один из входов сумматора 8 с коэффициентом передачипо каждому входу. На другой вход ул+1сумматора 8 поступает сигнал О с выхода дисперсиометра 5. Выходной сигнал сумматора 8 поступает на вторые входы сумматоров 9 первой группы 9, на первые входы которых поступают выходные .сигналыблоков 3 усреднения.Выходной сигналсумматора 9к=Р+Кпринимается в качестве коэффициента разложения корреляционной функции ;Я (г) исследуемого процесса Х(Цв ряд по ортогональным функциям Лагерра.Из Формул (2) и (3 следует ра- венство при любом, что означает справедливость (1) также при любом Ы . Ноот величины параметра Ф существенным образом зависит погрешностьаппроксимации корреляционной Функции к х(2)исследуемого процесса Х(1),Для поиска величины параметра Мобеспечивающего минимальную среднеквадратическую погрешность аппроксимации в коррелометре, применяется блок 4 регулировки параметра,Выходные сигналыблоков 3усреднения (первая группа входныхсигналов блока 4) подаются на первые входы умножителей 17, где ониперемножаются с выходными сигналами сумматоров 9, т.е. с выходнымисигналами Ъ коррелометра, подава"О емыми на вторые входы умножителей17Выходные сигналы умножителей 7подаются на вход сумматора 16, выходной сигнал которого через инвер 5 тор 14 подается на третий входсумматора 11,Выходные сигналы ок коррелометрапоступают также через квадраторы 18 кна входы сумматора 15, выходной20 сигнал которого подается на входсумматора 11,Третья группа входных сигналовблока 4, которыми являются входныесигналы ячеек 1 фильтра 1 Лагерра,25 подается соответственно на информационные входы корректирующих звеньев 9 с регулируемьщ параметром,где формируются сигналы ТЮ-. 1(и,) м ., -"1 КоЬ=0, , ь),причем х,(ЦХЩгде 1(сс,Ф) - весовые Функции корректирующих звеньев19, управляемых сиг.налом обратной связис выхода блока 4.Сигналы 1с выходов кор-.ректирующих звеньев 19 поступаютна первые входы умножителей 20группы 20, на другие входы которыхподается исследуемый процесс Х (1), 45являющийся, очевидно, и входнымсигналом Х ,(. для ячейки 1,фильтра 1 Лагерра.Выходные сигналы умножителей по,ступают на соответствующие входыусреднителей 21, которые вырабатывают сигналы"кЬМхи М"о55гдето,Х(Ч- взаимная корреляционная функция сигналов Х к.(Ци Х(ЦСигналыс выходов усреднителей 21 вместе с входными сигнала-,ми В второй группы и выходным сигналом рс блока 4 поступают на входысоответствующих умножителей 12 ц,где формируются сигналы К, и Ъпроизведений, которые подаются далеена.входы сумматора 3,Выходной сигнал сумматора 13 поступает затем в сумматор 11, которыйформирует сигнал/ фЙ 1Ю 63подаваемый далее на вход интегратора 10, вырабатывающего параметр К- выходной сигнал блока 4 регулировки параметра.Корректирующие звенья 19с регулируемым параметром, входящие в состав блока 4, предназначены для преобразования спектров сигналов Х, поступаюших на входы ячеек 1 фильтра 1 Лагерра,При этом частотная характеристика Н (сс, ц) первого корректирующего бовена 19 определяется выражениемгВгде Ф (ю) - частотная характеристика двухзвенного апериодического фильтра 22 сперестраиваемой постоянной времени К,а частотная характеристика Н(ж,ы) О1 1 в) ( с +1) "го корректирующего звена 9 имеет вид1й(,сд 4 Кф-мй( = Н.(. 1.Спектральные преобразования, реализуемые корректирующими звеньями19, согласованы с частотными характеристиками Й в (М, ы) ячеек 1фильтра 1 Лагерра.Таким образом, блок 4 регулировки параметра М в коррелометре обеспечивает непрерывную минимизациюсредиеквадратической ошибки о с 31)корреляционной функции исследуемого 2 З процесса Х И) , независимой отвида последней."Патент", г.ужгор Проектная Филиал Заказ 7723/49 Тираж 709 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 13035, Москва, Ж, Раьян-ЧтенцКорректор Л. Пилипен Подписное комитета С и открытий ская наб.,