Устройство для обнаружения момента изменения свойств случайного процесса

(22) Заявлено 21,03,80 (21) 2899991/18-24 (51) М. Кд,3 С 06 Г 15/36 с присоединением заявки 1 Е 3 Ъаударстеанный квинтет СССР аа делан нзебретеннй и аткрытнй(71) Заявите 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ МОМЕНТА ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕСС и о Изобретение относится к специализированным устройствам вычислительной техники для обнаружения момента изменения свойств случайного процесса с целью исключения режима разладки иэ статистической обработки непре 5 рывных сигналов с реальных объектов в телеметрических системах, системах автоматики, связи, радиоэлектроники, физики и др.Известно устройство для определения момента изменения свойств нормального шума с экспоненциальной корреляционной функцией, известные параметры которой могут принимать две15 пары значений 1 1 1, содержащее блок задержки, блок определения разности, квадраторы, сумматор, усредняющий блок и элемент сравнения.Наиболее близким решением по техни-.Е ческой сущности и достигаемому результату является устройство для обнаружения момента изменения свойств случайного процесса, содержащее блок управпения, первыи.,выход которого подключен к первому входу аналого-цифровогопреобразователя, второй вход которогоявляется входом устройства, блок умножения; сумматор, два регистра сдви-,га 2.Недостатками известных устройствявляются невозможность обнаружен ямомента изменения математическогожидания случайного сигнала, а такжесложность и энергоемкость применяемого оборудования,Целью изобретения является расширение функциональных возможностейизвестного устройства, а именно определение момента изменения свойствслучайного процесса, характеризуемых математическим ожиданием и корреляционной функцией,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены пятьрегистров, три регистра сдвига,три элемента ИЛИ, два элемента И,элемент задержки и пусковая кнопка, 888133 430 при этом первый вход первого регистра объединен с первым входом второго регистра и подключен к первому выходу блока управления, выход первого регистра сдвига соединен с 3 первым входом первого регистра сдвига и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с первым входом второго регистра сдвига и подключен к выходу 1 О второго регистра сдвига, первый вход и выход третьего регистра сдвига объединены и подключены к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сум матора, первый выход которого подключен к первому входу четвертого регистра сдвига, первый выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которо" го объединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и подключен к второму выходу четвертого регистра сдвига, выход второго регистра соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый выход блока умножения подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого регистра сдвига; первый вход которого подключен к второму выходу сумматора, третий выход которого соедииен с первыми входами первого и второго элементов И, выход которого подключен к первому входу блока управления, выходы третьего, четвертого и пятого регистров подключены соответственно к четвертому, пятому и шестому входам40 второго элемента ИЛИ, седьмой вход которого соединен с выходом первого регистра, второй вход которого объединен с вторыми входами четвертого и пятого регистров сдвига и подключен к второму выходу блока управления, третьи входы первого регистра, четвертого и пятого регистров сдвига объединены и подключены к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого 0 соединен с вторыми входами второго регистра и первого регистра сдвига, с четвертым входом пятого регистра и с вторым входом третьего регистра сдвига, третий вход которого объеди- Ы нен с третьими входами второго регистра и первого регистра сдвига, с пятым входом пятого регистра сдвига и подключен к пятому выходу блока управления, шестой выход которого подключенк четвертому входу четвертого регистра сдвига, седьмой выход блока управления соединен с пятым входом четвертого регистра сдвига; шестой входкоторого объединен с третьим входомтретьего регистра сдвига и подключенк восьмому выходу блока управления,девятый выход которого соединен стретьим входом второго регистра сдвига и с седьмым входом четвертого регистра сдвига, восьмой вход которого подключен к второму выходу блокаумножения, вход третьего регистрасоединен с десятым выходом блока управления, одиннадцатый выход которого подключен к первому входу пятогорегистра, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И,второй вход которого подключен к двенадцатому выходу блока управления,тринадцатый выход блока управленияподключен к второму входу второго эле.мента И, к третьему входу пятого регистра и к входу четвертого регистра, четвертые входы первого и второго регистров объединены и подключенык выходу аналого-циАрового преобразователя, выход пусковой кнопки соединен с вторым входом блока управления и через элемент задержки с пятымвходом первого регистра, блокуправления содержит генератор импульсов, элемент И, триггер и двенадцать последовательно соединенных элементов задержки, при этом выход генератора импульсов подключен к первомувходу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера,единичный вход которого является вторым входом блока, нулевой вход триггера является первым входом блока,выход элемента И является первым выходом блока управления .а выходы элементов задержки подключены .к выходамсоответственно с второго по тринадцатый блоки управления. На Лиг. 1 изображена блок-схема устройства для обнаружения момента изменения свойств случайного процесса; на Фиг. 2 - блок-схема блока управления.Устройство для обнаружения момента изменения свойств случайного процесса содержит блок 1 управления, аналого-цифровой преобразователь 2, первый 3, второй 4, третий 5, чет 888133 8образом, чтобы обнуление регистра3 происходило в промежутке между импульсами с первого и второго выходовблока 1 (один раз при запуске).Определение Ьфпроиллюстрируем на примере определения Д( . Поступившее число Х 6 является (И+1)-мдля 66 г и Х (,И) -м для ЬС 6. По импульсам с второго и третьего выходовблока 1 число Квыбирается из регистра 3 и через элемент ИЛИ 18 по"ступает на сумматор 15, В это жевремя на другой вход элемента ИЛИ 18и с него на сумматор 15 поступают значения (-С 14 Х 4-С 1) и (-О;2 Х Сд)вычисленные в предыдущем цикле и запомненные в регистре 12. Числа складываются на сумматоре и по тем жеимпульсам с второго и третьего вйходов блока 1 выражения (- Ц М 4-С+ 145запоминаются в регистре 11.По импульсам с четвертого и пятого выходов блока 1 число Х выбирается из регистра 4 и через элементИЛИ 19 поступает на вход блока 16,на другой вход которого в то же время из циклического регистра 8 черезэлемент ИЛИ 17 поступают значения -Ол (1 =1,2),Числа перемножаются, полученныевыражения - а Х через элементИЛИ 18 поступают на сумматор, гдескладываются с одновременно поступающими из циклического регистра 10через элемент ИЛИ 18 числами - Сл =1,2). Полученные выражения(- С 1 чзапоминаются в регистре 12 доследующего цикла ( определения д 1), )По импульсам с шестого и седьмого выходов блока 1 выражения(Х -5О)(4 С,1),(л =1,2), хранящиеся врегистре 11 через элементы ИЛИ 19,17 поступают на разные входы блокаумножения, где перемножаются самина себя и запоминаются в том же регистре 11. По импульсам с восьмого и девятого выходов блока 1 выраженияХ -О Хд-С.-) из регистра 112поступают через элемент ИЛИ 19 навыход блока 16, на другой вход которого поступают числа А, (л =1,2из циклического регистра 9 через элемент ИЛИ 17. Числа перемножаютсяи через элемент ИЛИ 18 поступаютна сумматор 15, где вычитаются.По импульсу с десятого выходаблока 1 из регистра 5 через элементИЛИ 18 на сумматор 15 поступает число Е, которое складывается с нахо 5 10 15 20 25 ЗО Ъ 35 40 45 50 55 дящимся там выражением, те. получаем на сумматоре А 2 (ХХ 4-С 2 ). ЕПо импульсу с одиннадцатого выхода блока 1 Ь.ф складывается с выра-фжением .Б Ь 9., которое поступает на1 фсумматор с регистра 7 через элементИЛИ 17 и полученное выражение .2 ас.отправляется на запоминание в регистр 7. По импульсу с двенадцатоговыхода блока управления на элементеИ 13 анализируется знакА,;:лВ случае отрицательного знака содержимое регистра 7 обнуляется. Поимпульсу с тринадуатого выхода блока управлениями= Й Слс регистра 7через элемент ИЛИ 18 поступает насумматор 15, где из него вычитается пороговое значение решающейфункции фО , хранящееся в регистре6 и поступающее на сумматор черезэлемент ИЛИ 18, Если Сбфо, топроизводится выборка очередного числа Х 6 , и весь цикл работы устройства повторяется. Если же ф Ъфо,то это является сигналом о н=ступлении момента разладки о с запаздываниемС 1 П, Указанный анализ производится на элементе И 14, и приф )(фо сигнал с элемента И 4 поцепи обратной связи производит останов блока 1 и, следовательно,всего устройства,Блок 1 устройства для обнаружения момента изменения свойств случайного процесса работает следующимобразом.Импульс от кнопки 21 ставит триггер 24 в положение, разрешающее прохождение тактовых импульсов с генератора 22 .через элемент И 23. Свыхода элемента И 23-импульсы попадают на вход последовательно вклю.ченных элементов 25-36 задержки.Выходы элементов 25-36 вместе с выходом элемента И 23 образуют выходы всего блока 1. Поступающий по цепи обратной связи с элемента, И 4сигнал перебрасывает триггер 24 вположение, снимающее разрешающий уровень с элемента И 23, т.е. производит останов блока 1 и, следовательно, всего устройства.Таким образом, задавая векторы6 и 9, а также время запаздывания Г 5 спи последовательно наблюдаятекущие значения сигнала Х ф 1, оп- ределяется момент изменения свойств случайного процесса в темпе поступления сигналов ( с запаздыванием 1 оп)т.е. предлагаемое устройствоаппозволяет расширить функциональные возможности известного устройства,Формула изобретения1 О1. Устройство для обнаружения момен- . та изменения свойств случайного процесса, содержащее блок управления, первый выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого является входом устройства, блок умножения, сумматор, два регистра сдвига, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения момента изменения математического ожидания и корреляционной функции В него Введены пять регист 25 ров, три регистра сдвига, три элемента ИЛИ, два элемента И, элемент задержки и пусковая кнопка, при этом первый вход первого регистра объединен с первым входом второго регистра и подключен к первому выходу блока управления, выход первого регистра сдвига соединен с первым входом первого регистра сдвига и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с первым входом второго регистра сдвига и подключен к выходу второго регистра сдвига, первый вход и выход третьего регистра сдвига объединены и под 46 ключены к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сумматора, первый выход которого подключен к первому входу четвертого регистра сдвига, первый выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и подключен к второму выходу четвертого регистра сдвига, выход второго регистра соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый И выход блока умножения подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом пятого регистра сдвига, первый вход которого подключен к второму выходу сумматора, третий выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход которого подключен к первому входу блока управления, выходы третьего, четвертого и пятого регистров подключены соответственно к четвертому, ,пятому и шестому входам второго элемента ИЛИ, седьмой вход которого соединен с выходом первого регистра, второй вход которого объединен с вторыми входами четвертого и пятого регистров сдвига и подключен к второму выходу блока управления, третьи входы первого регистра, четвертого и пятого регистров сдвига объединены и подключены к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого соединен с вторыми, входами второго регистра и первого регистра сдвига, с четвертым входом пятого регистра и с вторьм входом третьего регистра сдвига, третий вход которого объединен с третьими входами втР- рого регистра и первого регистра сдвига, с пятым входом пятого регистра сдвига и подключен к пятому выходу блока управления, шестой выход которого подключен к четвертому входу четвертого регистра сдвига, седьмой выход блока управления соединен с пятым входом четвертого регистра сдвига, шестой вход которого объединен с третьим входом третьего регистра сдвига и подключен к восьмому выходу блока управления, девятый выход которого соединен с трвгьим входом второго регистра сдвига и с седьмым входом четвертого регистра сдвига восьмой вход которого подключен к второму выходу блока умножения, вход третьего регистра соединен с десятым выходом блока управления, одиннадцатый выход которого подключен к первому входу пятого регистра, Второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого подключен к двенадцатому выходу блокауправления, тринадцатый выход блока управления подключен к второму входу второго элемента И, к третьему входу пятого регистра и к входу четвертого регистра, четвертые входы первого и второго регистров объединены и подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, выход пусковой кнопки12 33 10 11 8881соединен с вторым входом блока управления и через элемент задержки с пятым входом первого регистра.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок уп равления содержит генератор импульсов, элемент И, триггер и двенадцать последовательно соединенных эле.- ментов задержки, при этом выход генератора импульсов Йодключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, единичный вход которого является вторым входом блока, нулевой вход триггера является первым входомблока, выход элемента И является первым выходом блока управления, а выходы элементов задержки подключенык выходам соответственно с второгопо тринадцатый блоки управления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 324633, кл. С 06 Г 15/34, 1970.2. Авторское свидетельство СССРВ 355617, кл. 6 06 Г 15/34, 19691 прототип).888133 Составитель Л.ГригорьяРедактор Г.Петрова Техред 3, Фанта ктор Н.Швыдка Подпис ТиражГосудар елам изобр Москва, иал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 10726 14 ВНИИПИ по 1130венного к етений иЖ, Раув итета СССРкрытийкая наб., д,