Цифровой непараметрический анализатор статистического распределения

 

ЦИФРОВОЙ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ , содержащий первый, второй и третий регистры, элемент И, первый вход которого объединен с входом элемента задержки и является входом анализатора , первый выход элемента аадержки подключен к входу сброса первого регистра и единичному входу триггера, выход которого соединен с информационным входом первого регистра , отличающийся тем, что, с целью повышения точности,он содержит первый и второй дискриминаторы , первый, второй и третий сумматоры , блок деления, счетчик, постоянное запоминающее устройство ,блок задания констант, индикатор, элемент ИЛИ и счетчик объема измерений, вход которого соединен с вторым выходом элемента задержки, а выход счетчика объема измерений подключен к первог ту входу первого сумматора,второй вход которого объединен с выходом постоянного запоминающего устройства и подключен к выходу счетчика, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго дискриминаторов , первые входы которых подключены к выходам соответственно третьего и второго регистров, а вторые входы первого и второго дискримина торов объединены и подключены к выходу первого регистра, выход постоянного запоминающего устройства соединен с первыми входами второго сумматора и блока деления, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого объединен с третьим входом первого сумматора и подключен к выходу блока задания констант, выход первого матора соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подto ключен к второму входу блока деления СП tsD выход третьего сумматора соединен с входом индикатора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕОН ИХ

РЕСПУБЛИН

09) (Ию

3 5 ) 0 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3451589/18-24 (22) 14 ° 06,82 .(46) 15.05.84. Бюл. Р 18 (72) A.A.Çåëåíêoâ и О.Г.Мирошниченко (71) Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (53) 681.3(088.8) (56) 1. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. N., "Энергия", 1972, с. 304.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 482755, кл. G 06 F 15/36, 1974 (прототип). (54)(57) ЦИФРОВОЙ НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ

АНАЛИЗАТОР СТАТИСТИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, содержащий первый, второй и третий регистры, элемент И, первый вход которого объединен с входом элемента задержки и является входом анализатора, первый выход элемента задержки подключен к входу сброса первого регистра и единичному входу триггера, выход которого соединен с инФормационным входом первого регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности,он содержит первый и второй дискриминаторы, первый, второй и третий сумматоры, блок деления, счетчик, постоянное запоминающее устройство, блок задания констант, индикатор, элемент

ИЛИ и счетчик объема измерений, вход которого соединен с вторым выходом элемента задержки, а выход счетчика объема измерении подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого объединен с выходом постоянного запоминающего устройства и подключен к выходу счетчика, вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственна первого и второго дискриминаторов, первые входы которых подключены к выходам соответственно третьего и второго регистров, а вторые входы первого и второго дискримина- Я торов объединены и подключены к выходу первого регистра, выход постоянного запоминающего устройства соединен с периими входеми вгорого срм- С матора и блока деления, выход которогс соецинен с первым входом треть- Я

его сумматора, второй вход которого об д н c peTbHM axopoM rrepsoro 1шаеб сумматора и подключен к выходу блока задания констант, выход первого сум- а матора соединен с вторым входом вто- („Д ) рого сумматора, выход которого подключен к второму входу блока деления . выход третьего сумматора соединен с © ( входом индикатора. (Я

1092"(21

Изобретение относится к измерительной и электронной вычислительной тех,нике.и может быть использовано в устройствах для оперативной обработки входных данных при отсутствии сведений об их законе распределения„ а также в устройствах точности функционирования различных систем.

Изнестно устройство, содержащее входное устройство, аналого-цифровой преобразователь, цифровой дискримина-"О тор, генератор импульсов, счетчик, позволяющее определить точечную оценку вероятности (частоту ) попадания измерений в заданный интервал (дифференциальный коридор) 1 )5

Недостатком такогоеустройстна является то, что оно не позволяет определить интервальную оценку истинного значения доли P совокупности, сосредоточенной н заданном допуске 2() в=, ь).

Наиболее близким техническим реше нием к предложенному является устройство, содержащее входной регистр регистр наименьшего числа, регистр размаха, триггеры, элементы задержки, генератор и схемы совпадения, позвоI ляющие определить экстремальные выборочные значения Х,,„., X „, между которыми с доверительйой вероятностью сосредоточено не менее доли Р совокупности неизвестного распределения

Р(х )

A" "1 и у1-и Р +(n-() Р

35 где n — объем выборки. t 23.

Недостатком такого устройства является то, что точность определения доли Р(сосредоточенной н заданном допуске D=(а, Ь ),существенно зависит pg от положения случайного интервала

1Х„„,, Х „j относительно заданного дойуска )га, bg . Выборочные значения

Хг(г,, Х могут выходить за допустймую область Эф, Ь), при этом интервал (Х,.„, X ц„j пересекается с допустимой областью Б либо не имеет с ней общих точек.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой непараметрический анализатор статистического распреде(ления, содержащий первый, второй и (третий регистры, элемент И, первый вход которого объединен с входом эле- 5 мента задержки и является входом анализатора, первый выход элемента задержки подключен к входу сброса первого регистра и единичному входу триггера, выход которого соединен 60 с информационным входом первого регистра, содержит первый и второй дискриминаторы, первый, второй и тре тий сумматоры, блок деления, счетчик„ постоянное запоминающее устройство, 85 блок задания констант, индикатор, элемент ИЛИ и счетчик объема измерений, вход которого соединен с вторым выходом элемента задержки, а выход

"четчика объема измерений подключен к первому входу первого сумматора, (второй вход которого объединен с вхо ,дом постоянного запоминающего устрой ства и подключен к выходу счетчика, вход которого подключен к выходу эле мента ИЛИ, первый и второй нходы ко торого подключены к выходам соотнетст— ненно первого и второго дискриминато рон, первые входы которых подключены к выходам соответственно третьего и второго регистров, а вторые нхо ды первого и второго дискриминаторов объединены и подключены к выходу пер ного регистра, выход постоянного запоминающего устройства соединен первыми входами второго сумматора и блока деления, выход которого соединен с первым входом третьего сумглатора, второй вход которого объединен с третьим входом первого сужлатора и подключен к выходу блока задания констант, выход первого сумматора соединен с вторым входом второго сум матора, выход которого подключен к второму входу блока деления, выход третьего сумматора соединен с входом индикатора.

Принцип работы анализатора осно1 ван на нахождения наибольшего Х, f ((д (( и наименьшего Х . выборочных значеtTl1п ний, при"à,äëåæàùèõ допустимой области 3, и опре,делении с заданной до— нерительной вероятностью доли Р . совокупности распределения 1 (х ) конт ролируемого параметра„ сосредоточенной в интернале

1. (t

: Xm11n nr Xп с(, Пусть число измерений, попавших за пределы допустимой области 4 равно К. На основании известного соотношения Х, P .=1-2---- ——

23+X (- где Х(= X(G. 2 (((.+2 )); 3 = (1 — ().j-êâàí— тиль Х распределения с 2 (4 +2,(степенягли свободы; 4=2m-K 1. Значения (1- -) — кнантилей X — распределения для различных степеней свободы

2(К+2), необходимые для нычисле-:èÿ

P.„, формируются н анализаторе с гомощью ПЗУ, которое может быть реализовано, например, на микросхемах типа К558РР11, П р я м е р. Пусть =0,99, а п=б2 измерений значений контролируемого параметра P - -за пределы допусти(( мой области вышло К=1 измерение. Имеем 1i=1.22.

Х (-3 1б,812

Р

У 2Ь-Х1 2. 12?+1б,812

=0,871

1092521

ВНИИПИ Заказ 3256/33 Тираж 699 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проеткная, 4

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит первый и второй регистры 1 и 2, элемент 3 задержки, триггер 4, регистр 5, счетчик б, элемент И 7, цифровые дискриминаторы

8 и 9, счетчик 10, сумматоры 11, 12, блок 13 задания константы, постоянное запоминающее устройство 14, сумматор 15, блок 16 деления, индикатор

17, элемент ИЛИ 18 (переходное ).

Устройство работает следующим образом.

Входные числа, соответствующие измерениям, поступают в число-импульсном коде сериями, каждое число — серия импульсов. Перед началом работы в регистрах 1 и 2 устанавливаются коды нижней и верхней границы допуска соответственно. Затем приходит первое число на шину "Запись". С первым же иглпульсом серии срабатывает элеглент 3 задержки, который формирует импульс длительностью большей длительности наибольшей серии импульсов. 25

По переднеглу фронту этого импульса на первом выходе элемента 3 возникает короткий импульс, устанавливающий триггер 4 в единичное положение и сбрасывающий регистр 5 в нулевое сос- 30 тояние. Кроме того, по заднему фрон гу M c co второго выхода элемента 3 срабатывает счетчик 10 (счетчик общего объема ). Триггер 4 высоким потенциалом открывает элемент И 7.

В результате чего импульсы серии просчитываются регистром 3. В процессе работы триггер 4 остается в единичном положении. Код числа, зафиксированный регистром 5, поступает на вто-40 рой вход первого 8 и первый вход второго 9 цифровых дискриминаторов, на первом и втором входах которых соответственно присутствуют коды фиксированных чисел с выходов регистров 1 и 2. Цифровые дискриминаторы

8 и 9 осуществляют сравнение кодов чисел. Цифровой дискриминатор 8 осуществляет сравнение кода числа Х, поступившего с регистра 5,с кодом числа а (нижняя граница допуска . В 50 случае, если х(а, на выходе цифровога дискриминатора 8 возникает импульс, поступающий на второй вход счетчи ка 6. На выходе цифрового дискриминатора 9 возникает импульс в случае, 55 если x>b (верхняя граница допуска ), и поступает на первый элемент ИЛИ 18.

Все импульсы, поступающие на входы счетчика б, через элемент ИЛИ 18 суммируются. С приходом следующей .ерии опять сбрасывается регистр 5 и про- изводится запись нового измеренногс значения, которое опять сравнивается со значениями а и Ь. По окончании измерения содержимое счетчика 10 соответствует общему объему измерений и, а содержимое счетчика б соответствует количеству К измерений, вышедших за пределы допуска. Код числа

К поступает на первый вход сумматора 11 и на вход <гЗУ 14. По второму входу сумматора 11 в соответствующий регистр записывается код числа и с выхода счетчика 10, а по третьему входу записывается код с выхода блока 13 задания константы. Кроме того, в регистре первого слагаемого, а также в регистре суммы (выход ) автоматически осуществляется сдвиг влево на один разряд, что означает умножение на два при использовании двоичных кодов. Таким образом, на выходе сумматора 11 образуется код числа

2Ь=2(2n — К-1), который поступает на первый вход сумматора 12. На второй вход этого сумматора поступает код числа 1 3. с выхода ПЗУ 14. В ячейках памяти ПЗУ зафиксированы (1 в - квантили функции X — распределения для различных значений 8 . .На выходе сумглатора 12 образуется код числа

2ii+ X q- у, поступающий на второй вход блока 16 деления, на первый вход которого поступает код числа X q с выхода ПЗУ 14. В результате на выходе образуется код числа

2h+ Х1 который по< тупает во входной регистр по первому входу сумматора 15, во входной регистр которого по второму входу постоянно записывается код "1" с выхода блока 13 задания константы.

Кроме того, во входном регистре по первому входу автоматически осуществляется сдвиг на один разряд влево, что соответствует умножению записанного числа на два. Таким образом, на выходе сумматора 15 образуется код числа = 1 -2, которое отоб1-3

2b+ X ражается на индикаторе 17.

Таким образом, в отличие от прототипа., который позволяет приближенно опрецелять долю P совокупности, сосредоточенную в заданном допуске, предлагаемое устройство позволяет определить долю P с большей точностью,. не зависящей от положения размера выборки.