Устройство для оценки отношения корреляционных моментов второго и первого порядков

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения х тношения корреляционных моментов второго и первого порядков двух эргодических стационарных и стационарносвязанньЬс центрированных случайных процессов x(t) и y(t). Цель изобретения - повьшение точности устройства, которое достигается новой организацией связ ей между известными блоками, введением двух дополнительных фильтров нижних частот и использованием весовых коэффициентов в сумматорах. Измеряемый параметр является характеристикой формы взаимокорреляционной функции двух стационарных и стационарносвязанных центрированных сигналов, используется при диагностике, ресурсных испьгганиях механических объектов, т.к. характеризует параметры их импульсной характеристики. 1 ил. i (Л N9 4 4 Од 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1244678 д11 4 G 06 G 7/19

А1

ЗС "(;() < .1".-. 1.3 Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

13,",, 13

ВЫБЛМ0 П;1А

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь )

4h

Дав

Cb

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3810774/24-24 (22) 06.11.84 (46) 15.07.86. Бюл. У 26 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.. В.В.Куйбышева (72) В.К.Семенычев и И.А.Бокша (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 679995, кл. G 06 С 7/19, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ОТНОШЕНИЯ

КОРРЕЛЯЦИОННЫХ МОМЕНТОВ.ВТОРОГО И

ПЕРВОГО ПОРЯДКОВ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения .отношения корреля:ционных моментов второго и первого порядков двух эргодических стационарных и стационарносвязанных центрироо ванных случайных процессов x(t) и

Ю

y(t). Цель изобретения — повышение . точности устройства, которое достигается новой организацией связей между известными блоками, введением двух дополнительных фильтров нижних частот и использованием весовых коэффициентов в сумматорах. Измеряемый параметр является характеристикой формы взаимокорреляционной функции двух .стационарных и стационарносвязанных центрированных сигналов, используется при диагностике, ресурсных испытаниях механических объектов, т,к. ха,рактеризует параметры их импульсной характеристики. 1 ил.

1 124

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и предназначено для измерения отношения корреляционных моментов второго и первого порядков двух эргодических стационарных и стационарносвязанных центрированных слуо о чайных процессов x(t) и y(t) 1 с1 (.

К вЂ” =-Т

" цк(1 — ЮО где р„„() — нормированная взаимокорреляционная функция процессов.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

Параметр (t . является самостоятельной характеристикой форм взаимокорреляционной функции р„„1 ) . Кроме того, если у(С)= (h(u)x(t — u)du, т.е. яе о ляется выходом линейного звена с импульсной характеристикой h(U) то подставляя, производя замену переменных, можно показать, что

М2 (h) MО(h) М (х)

К = +

И, (h) H„(h) И,(х) где 11ц(11) = U h(U)dU — моменты имя пульсной характеристики;

«:ст

M(x) = 1 (. К ((,) d i — момент коррес )( о ляционной функции 1C „((.) входного проа цесса х().

Таким образом, имеется воэможность оценивать. параметр линейного звена, что весьма важно при диагностике, ресурсных испытаниях, идентификации, в частности, механического оборудования.

Если диагностируемый обьект имеет нулевой коэффицнент передачи при частоте (»= О, то Мь(Ь) = О и получаем, что

К/М,В) = О = M2(h)/М,(Ь), т.е. для идентификации не нужно значение характеристик входного процесса т

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит первый 1, третий 2, пятый 3, второй 4, четвертый

5 и шестой 6 фильтры нижних частот, первый сумматор 7, второй сумматор

8, блок 9 вычитания, ключ 10, блок

4678

11 умножения, интегратор 12, широтноимпульсный модулятор 13 и блок 14 регистрации.

Фильтры 1-6 имеют передаточные функции W(P) = 1/(1 + Т ) (где Т—

; постоянная времени) ° Фильтры 1,2,3 образуют фильтр с импульсной характеристикой h (t) = p Ф е ь, p = 1/Т и передаточной функцией W< (Р) = 1/(1 +

+ Т ) ; фильтры 4,5,6 и сумматор 7 образуют импульсную характеристику

h,(t) = (е о" (1,5 — 3 i +p Р, и пере1 5

>0 даточную функцию W (P)

+Т

3 1 (1 + Т )2 (1 + Т )э ф P е

4,5 и сумматор 8 — импульсную характеристику Ь ((,) = II е (1,5 -pi) и передаточную функцию W (Р)

1 л 1+Т (1+Т)

Первьй вход сумматора 7 имеет весовой коэффициент 1,5, второй вход— коэффициент -3, третий вход — коэффициент 1, первый вход сумматора 8 имеет весовой коэффициент 1,5, второй вход — коэффициент -1, третий вход " коэффициент -О,5.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на входы устройства центрированных случайных процессов о о

x(t) и y(t) на выходе фильтра 3 име-: ется сигнал Е„(й) = h ((,)x(t — („)dC„ о на выходе сумматора 7 Z (t)

g.

h (t )y(t — t(. )d (,, на выходе сум«

- OO

CKT матора 8 Z>(t) h (i )y(t ". i )dI3 ь о — y(t) . На выходе блока 11 умножения о0

"О получаем: г,(т)а=г,(tl IL,(t)-,.(11,(tlat ).,(",lt(t-" ) (С, ° о

Сф оо о

)t,(",,l8(t ",),(с,- t,(tl )ttb.,(t, ti(t-C,)É вЂ” alt)) о .6 з 1244678 4 где h(t) — коммутирующая функция клю импульсов широтно-импульсного моду— ча 10, равная 4 во время > замкнуто- лятора 13, .-"> — постоянная). Интегра.1 го ключа и равная -А во время Т вЂ” >. тор 12 оценивает математическое ожиоткрытого ключа (здесь Т,„ — период дание сигнала Z., (t):

«Jf )k„„>7>A»>">()($> А»,>i, ° «> «>,>с>1мч> > >>, о первого порядков, содержащее первый, второй, третий и четвертый фильтры нижних частот, входы первого и второго из которых являются первым и вторым информационными входами устройства соответственно, первый и второй сумматоры, причем выход второго фильтра нижних частот соединен с первым входом второго сумматора, блок вычитания, интегратор, широтно-импульсный модулятор, ключ, блок умножения и блок регистрации, вход которого соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, подключенным к управляющему входу ключа, выход которого соединен с инвертирующим входом блока вычитания, выход которого подключен к первому входу блока ум!

Формула изобретения

Устройство для оценки отношения корреляционных моментов второго и

55 где М вЂ” оператор математического ожидания;

h(t) — среднее значение коммутирующей функции ключа 10;

К,>1,(i) — M(y(t)х

»x(t-i)) — взаимокорреляционная функция.

В установившемся режиме сигнал на входе широтно-импульсного модулятора

13 равен нулю, т.е. h(t) = К за счет изменения скважности модулятора. Тогда

4Ю OO н,«««к„„>«» " $н,>«>«„„>«>4«д

Ц1) о о н««Ф«к„„«» "«$н >i»«>"«»,"« о о

Произведенный выбор весовых коэффициентов в импульсных характеристи30 ках h (i ) h (>.) hz(!.) приводит к тому, что \

H (>.)= -pÔ>, е р ; Н, (t)=p > е . 35

Тогда после перехода к нормированным корреляционным функциям К„„(i)

= 6„6„p»(7) K (i) = 6„6„рц„(i) получим, что h, определяемое блоком 14 регистрации, является при достаточно боль40 ших Р и времени интегрирования оценкой отношения корреляционных моментов второго и первого порядков:

К

h(t) f K =

Т

Результаты измерений могут быть получены как в аналогичной форме в виде электрического сигнала, так и s цифровой форме, ножения, выход интегратора соединен с входом широтно-импульсного модулятора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены пятый и шестой фильтры нижних частот, причем выход первого фильтра нижних частот через последовательно соединенные третий и пятый фильтры нижних частот подключен к второму входу блока умножения, выход которого соединен с входом интегратора, выход второго фильтра нижних частот соединен с первым входом первого сумматора и через четвертый фильтр нижних частот соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров соответственно и с входом шестого фильтра нижних частот, выход которого соединен с третьим входом первого сумматора, выход которого подключен к неинвертируемому входу блока вычитания, третий вход второго сумматора является вторым информационным входом устройства, выход второ-го сумматора соединен с информационным входом ключа.

124467<3

Составитель Е.Ефимова

Редактор М.Циткина Техред И.Ходанич Корректор,А..Обручар

«г

Заказ 3919/52 Тираж 671 Подписное

ВННН0Н Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4