Устройство для определения характеристик случайного процесса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА по авт.ев, № 1100628, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит логарифматор , дополнительный делитель кода и умножитель, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого делителя кода и BTopoi-o блока вычитания, а выход умножителя подключен к первому входу дополнительного делителя кода выход которого является дополнительным информационным выходом устройства , второй вход дополнительного Делителя кода соединен с выходом логарифматора, вход которого является входом задания постоянной величины устройства.

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

UIWNIIIM РЕСПУБЛИН ()9) (1)) (5))4 С 06 F 15 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPtHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1100628 (21) 3699544/24-24 (22) 08.02.84 (46) 30.07.85. Бюл. Р 28 (72) В.А.Поляков и P.Ã.Toëïàðåâ (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1100628, кл. G 06 F 15/36, 1984. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА по авт.св. В 1100628, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит лагарифматар, дополнительный делитель кода и умножителей, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого делителя кода и второ о блока вычитания, а выход умножителя подключен к первому входу дополнительного делителя кода, выход которого является дополнительным информационным выходом устрой"тва, второй вход дополнительного делителя кода соединен с выходом логарифматора, вход которого является входом задания "постоянной величины устройства

1170465 вычисляется оценка

< 2825

»х»» 3

max (4) вычисляется оценка л 0,5772

Un X rylOlX л 3

М» » (5) вычисляется оценка л л м„ (1»» е..

55 приведенное значение случайной величины

Изобретение относится к специа= лизированным средствам вычислительной техники и может найти применение при определении статистических ха-, рактеристик случайных величин в тех случаях, когда. процессы описываются определенным классом распределений, причем конкретный вид распределений в пределах этого класса

I заранее неизвестен и может меняться »О во времени.

Цель изобретения — повышение точности аппроксимации неизвестных распределений,случайных величин экспоненциального типа в области больших 15 положительных знач -ний аргумента.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для определения характеристик случайного процесса; на фиг.2 — структурная схема блока 20 определения максимума.

Устройство для определения характеристик случайного процесса содержит. (фиг.1) блок 1 определения максимума, первый усредняющий (некур- 25 сивный) фильтр 2, первый элемент И

3, первый блок 4 вычитания, квадратор 5, генератор 6 импульсов, трехвходовый переключатель 7, регистр

8, второй усредняющий (нерекурсив- З0 ный) фильтр 9, счетчик 10, элемент

1i задержки, второй элемент И 12, второй блок 13 вычитания, первый делитель 14.кода, блок 15 извлечения корня, второй делитель 16 кода, умножитель,17, дополнительный делитель 18 кода, логарифматор 19.

При этом блок 1 определения максимума содержит (фиг.2) регистр 20 буферной памяти, генератор 21 импуль-40 сов, переключатели 22,. регистр,, 23, первый коммутатор 24 счетчик 25 импульсов, схему 26 сравнения, второй коммутатор 27, ключ 28.

Устройство реализует следующий алгоритм работы.

Для описания правых "хвостов" функций распределения всего класса. распределений экспоненциального типа используется общее выражение

Г(х1= »-- ехр(-»j) «» (1)

»х „,0„, „— параметры, определяемые иа опытных данныхл учи, тывающие особенности поведения

"хвоста" конкретного распределения — объем выборки.

С целью определения параметров, У„, »»» Ь . раз производится выборка объемом h членов; в каждой из В выборок после их ранжирования выбираются соответствующие максимальные значения . х., х .»»»»ею 2max вычисляется среднее максималь — »»»»»»о»» ных значений

Х„„,„" — с — Х »»»»л» (2)

»»» 1 с» вычисляется дисперсия максимальных значений!

Устройство работает следующим образом.

»» независимых значений выборки

>qл i =1, ° ...,П поступают на вход (фиг.1) блока 1 определения максимума, являющегося входом устройства.

Это. соответствует (фиг.2) поступлению выборки на вход регистра 20 буферной памяти.

Регистр 20 буферной памяти после заполнения выдает сигнал в генератор 21 импульсов, который по этому сигналу выдает на тактовый вход ре1170

3 гистра 23 пачку из и импульсов.

Под воздействием тактовых импульсов значения выборки из регистра 20 буферной памяти последовательно поступают через информационный вход в регистр 23. Таким образом . в регистре

23 образуется неупорядоченная выборка значений х,, х,,...,х„.

Значения выборки одновременно с записью в регистре 23 через информа- 1О ционные выходы разрядов этого регистра устанавливаются на соответствующих им входах первого коммутатора 24 и переключателей 22, а значение и -го разряда этого регистра устанавлива- 15 ется и на входе ключа 28.

Генератор 21 импульсов, закончив выдачу пачки из 0 тактовых импульсов, по своему выходу выдает пачку из И -1 синхроимпульсов, поступающих 20 на синхровходы первого коммутатора

24, второго коммутатора 27 и на вход счетчика 25 импульсов. Под действием последовательности синхроимпульсов и в такт с ними;начинается процедура 25 ранжирования выборки.

Процедура ранжирования основана на алгоритме попарной перестановки.

При просмотре каждое значение выборки х; сравнивается с соседним значением x. . Пара значений выборки, для которых справедливо неравенство х; х „, меняется местами. Таким об 1 разом, член выборки, имеющий наибольшее значение, уже при первом цикле

35 просмотра займет крайнее место х<„) в ранжированном ряду.

Метод попарной перестановки реализован в блоке 1 определения максимума следующим образом. 40

Первый коммутатор 24 в такт с синхроимпульсами производит последовательно подсоединение информационных выходов каждой соседней пары разрядов регистра 23 к двум входам схе- 45 мы 26 сравнения. B результате,сравнения.каждой пары соседних членов выборки схема 26 сравнения выдает значение 1" при х а х и "1x при

X1.) Xi

if

Работая синхронно с первым коммутатором 24, второй коммутатор 27 последовательно соединяет выход схемы

26 сравнения с входом того переключа-. теля 22, который своими другими двумя55 входами, а также двумя выходами соединен соответственно с информационными выходами и информационными входами

465 4 каждого из пары разрядов регистра 23., содержимое которых анализировалось схемой 26 сравнения.

Переключатель 22 соединяет подключенные к нему информационные выходы сравниваемой пары соседних разрядов к своим выходам таким образом, чтобы при "-1" на входе второго коммутатора 27 содержимое сравниваемых разрядов регистра 23 осталось неизменным, а при "1" — поменялось местами путем переписывания из одного разряда в другой. Затеи переключатель 22 возвращается в нейтральное положение.

В конце цикла просмотра осуществляется однократное попарное сравнение и перестановка всех членов вы- . борки, содержащихся в регистре 23..

При этом максимальное значение х

1 а а! соответствующее первой выборке из я значений, устанавливается в последнем и -м разряде регистра 23.

В этот же момент счетчик 25 импульсов, закончив счет пачки из 0 -1 импульсов, выдает импульс, который поступает на управляющий вход ключа

28 и открывает его, обеспечив поступление значения х на выход ключа

4111m X

28, который одновременно является первым выходом блока 1 определения максимума. Кроме того, импульс с выхода счетчика 25.импульсов поступа-ет также на другой выход блока 1 определения максимума и на вход сбро са счетчика 2S импульсов.

Таким образом (фиг.1), в результате анализа каждой иэ W выборок на первом выходе блока 1 определения максимума выдается значение х,„

3 век () =1,2,...,ю), а на втором выходе появляется импульс.

Значения х r первого выхода бло) tea ка 1 определения максимума последовательно поступают на вход первого фильтра 2 и на информационный вход регистра 8. Первый фильтр 2 работа" ет в режиме усреднения и обеспечивает вычисление среднего максимального значения х,„ в соответствии .с выражением (2). Регистр 8 благодаря поступлению íà его тактовый вход через переключатель 7 импульсов с второго выхода блока 1 определения максимума производит последовательную запись поступающих в него через информационный вход значений х ва4 ЕЮ11 1 111 аК.

1170465

1О

Одновременно импульс с второго выхода блока 1 определения максимума поступает на вход счетчика 10..

Сосчитав е импульсов (это означает, что на выходе первого фильтра 2 .появилось рассчитанное значение х а в регистре 8 .последовательно зайисаны все значения х ), счетчик 10

jr@ox выдает импульс, который поступает на соответствующие входы элемента И

3 и трехвходового переключателя 7,. на вход запуска генератора 6 импульсов, на вход сброса счетчика 10 и на вход элемента 11 задержки. 15

По этому сигналу генератор 6 импульсов выдает пачку из импульсов, которые через переключившийся переключатель 7 поступают на тактовый вход. регистра 8, счйтывая из него записанные значения х . Эти значе-, 1ещ ния последовательно поступают на один иэ входов блока 4 вычитания, на другой вход которого через открытый элемент И 3 с выхода фильтра 25 .2 подается значение х . ОдновременФЖ но это же значение с выхода элемента

И 3 поступает на один иэ входов второго блока 13 вычитания.

В блоке 4 вычитания выполняется ЗО операция х - x, результат кото1ао| еах рой, пройдя квадратор 5 будучи возведенным в квадрат, поступает на вход второго усредняющего фильтра 9, работающего в режиме обычного усред- нения. Во втором фильтре 9 вычисляется дисперсиями „ максимальных зна2 чений в соответствии с выражением (3).

Импульс с выхода счетчика 10, задержанный элементом 11 задержки на 40 время, необходимое для формирования на выходе второго фильтра 9 значения б, открывает второй элемент И 12., К 1

Зйачениеб „через элемент И 12 поступает в блок 15 извлечения корня,отку- 45 да величина „попадает в первый деl литель 14 кода где вычисляется оценл

Ф ка м„ в соответствии с выражением (4) .

Выход первого делителя 14 кодов 50 является выходом устройства, выдающим найденное значение оценки параметра л

Одновременно с выхода первого делителя 14 кода значение а пои ступает,на первый вход умножителя 17 и на вход второго делителя 16 кодов.

В последнем вычисляется величина л

0,5772/ К„, которая поступает на второй блок 13 вычитания, где вычисляется. оценка l1 в соответствии с выражением (5).

Выход второго блока 13 вычитания является вторым выходом устройства, выдающим найденное значение оценки параметра lf„ ..Одновременно найденное значение параметра ц„ с выхода второго блока 13 вычитания постунает на второй вход умножителя 17, который производит операцию умножения л „ ° „ . Значение произведения поступает на один иэ входов дополнительного делителя 18 кода.

Известное значение объема выборки 11 вводится в логарифматор 19 где вычисляется 3g h . Эта величина поступает на второй вход дополнительного делителя 18 кода, где в соответствии с выражением 6) вычисляется величина оценки . ВыЯ ход дополнительного делителя 18 является дополнительным информационным выходом устройства, выдающим найденное значение оценки параметра о„

С выходов устройства значения параметров О „, u„ и п аппроксимирующего распределения, соответствующие конкретному на данный отрезок времени виду функции распределения, экспоненциального типа, поступают на входы других технических устройств для использования.

За ем процесс. повторяется для новых значений выборки .

Таким образом, благодаря введению в прототип новых блоков и новых связей достигается повышение точности аппроксимации неизвестных распределений случайных величин экспоненциального типа в области больших положительных значений аргумента.

1170465

Составитель 3.Сечина

Техред А.Бабииец Корректор Л. Пилипенко

Редактор Е.Копча

Филиал IIIIII "Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4705/46 Тирах 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5