Устройство для определения стационарности случайных процессов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения типа распределения. Работа устройства основана на сравнении спектральных интенсивностей квадрата входного сигнала и свертки спектра входного си гнал а, различие которых свидетельствует о нарушении стационарности или отличии процесса от гауссовского. Устройство содержит блоки преобразования Фурье, 1компаратор, блоки оперативной памяти, блок сравнения, квадратор, блок задания начальных условий, блок вьтчисления свертки, синхронизатор. 2 ил. ю ел to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5!) 4 G 06 Г 15/36

ВСЕ(ил «

„.13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° ъаащрр E

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ (21) 3848569/24-24 (22) 28.0! .85 (46) 15. 08. 86. Бюл. Ф 30 (72) В.Р,Пуздрин и В.Д.Гладунов (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1067513, кл, G 06 G 7/52, 1982. (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СТАЦИОНАРНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет

„„80„„1251109 А 1 определения типа распределения. Работа устройства основана на сравнении спектральных интенсивностей квадрата входного сигнала н свертки спектра входного сигнала, различие ко" торых свидетельствует о нарушении стационарности или отличии процесса от гауссовского. Устройство содержит блоки преобразования Фурье, компаратор, блоки оперативной памяти, блок сравнения, квадратор, блок задания начальных условий, блок вычисления свертки, синхронизатор ° 2 ил.

11 1 251!

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и моRpT 6blTb использовано для исследования случайных процессов, например для решения задач технической диагностики .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем определения момента нарушения стационарности исследуемого случай- 1О ного процесса и момента отклонения его функции распределения вероятностей от нормальной за счет определения типа распределения.

На фиг,! приведена функциональ- 15 ная схема устройства; на фиг.2 схема узла сравнения.

Устройство содержит блок 1 преобразования Фурье, квадратор 2, блок

3 вычисления свертки, блок 4 преобра- 2О зования Фурье, синхронизатор 5, узел

6 сравнения, блок 7 задания начальных условий, блок 8 анализа гипотезы, блоки 9 и 10 оперативной памяти, блок 11 вычисления суммы квадратов разностей и блок 12 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Одна из реализаций исследуемого случайного процесса поступает на 30 вход первого блока 1 преобразования

Фурье и одновременно на вход кнадратора 2, н котором осушествляется квадратичное преобразование случайного процесса. С выхода квадратора

2 сигнал, пропорциональный квадрату исследуемorо случайного процесса, поступает на вход второго блока 4 преобразования Фурье.

В каждом из блоков 1 и 4 осущест-- б вляется дискретизация входных процессов по сигналам, формируемым синхронизатором 5, на интервале анализа, также формируемом сонхронизатором 5.

В каждом блоке 1 и 4 осуществля45 ется преобразование входных процессов в цифровую форму, вычисление оценок спектров мощности, нормировка каждой из спектральных составляющих относительно средней за интервал

53 анализа мощности соответствующего входного процесса, запись нормированных значений спектральных составляющих в выходные оперативные запоминающие устройства, синхронизированная сигналами синхронизатора.

Спектральный анализ поступающих на входы блоков 1 и 4 сигналон осущестнляется н полосе частот, определяемой шириной спектра случайного процесса после квадратичного преобразованияя.

Полученный в блоке 4 массив спектральных составляющих спектра мощности случайного процесса, подвергнутого квадратичному преобразованию, по командам синхронизатора 5 записывается по информационным входам в блок 10 оперативной памяти. Полученный массив составляющих спектра мощности случайного процесса поступает на вход блока 3, в котором осуществляется автосвертка поступившего спектра и вычисление массива спектральных составляющих нового спектра. Полученный таким образом спектр. определяет спектр мощности квадрата исследуемого процесса лишь в том случае, если исследуемый случайный процесс является стационарным и гауссовским .

Функционирование. блока 3 и моменты передачи результатов вычисленных значений спектральных отсчетов в блок

9 оперативной памяти синхронизированы сигналами синхронизатора 5.

По командам синхронизатора 5 осуществляется упорядоченная поспедонательная выборка значетний спектральных составляющих из блоков 9 и 1 0 оперативной памяти и передача их н блок 11, в котором производится вычисление квадрата модуля разности значений соответствующих спектральных составляющих и накопление суммы квадратов разностей для всех спек ральных составляющих.

Вычисленное значение этой суммы поступает На блок 12, где производится его сравнение с пороговым значением, поступающим из блока 7 задания начальных условий, Величина порогового значения определяется на этапе обучения исходя из требуемого значения вероятности ошибочного принятия решения с нарушением стационарности исследуемого случайного процесса или отклонения его функции распрецеления вероятностей от нормальной.

Выходной сигнал блока 12 поступает в блок 8 анализа гипотезы, где осуществляется выбор одной из двух гипотез: исследуемый процесс стациои а рный и г а ус сов ский, если сумма срецнеквадратических отклонений меньше порогового значения, или исследуемый процесс нестационарный и

1 251 (или) нег ауссовский, если сумма среднеквадратических отклонений больше порогового значения. Работа устройства на последующих интервалах анализа протекает аналогично. 5

Формул а из о бр с т ения устройство для определения стацио.нарности случайных процессов, содержащее квадратор, блок сравнения, блок задания начальных условий, блок анализа гипотезы, выполненный в в ..— де компаратора, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход- является выходом устройства, о т-15 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения типа распределения, в устройство дополнительно введены два блока преобразования Фурье, блок вычисления суммы квадратов разностей, два блока оперативной памяти, блок вычисления свертки, сихнронизатор, причем информационный вход первого блока преобразования Фурье, объединенный с входом квадратора, является входом устройства, выход квадратора соединен

109 4 с информационным входом второго блока преобразования Фурье, входы синхро низации первого и второго блоков преобразования Фурье соединены с первым и BTopbtM выходами синхронизатора, выход первого блока преобразования

Фурье соединен с информационным входом блока вычисления свертки, синхронизирующий вход которого соединен с третьим выходом синхронизатора, а выход соединен с информационным входом первorо блока onеративной памяти, вход синхронизации которого подключен к четвертому выходу синхронизатора, а выход подключен к первому входу блока вычисления суммы квадратов разностей, выход второго блока преобразования Фурье соединен с информационным входом второго блока оперативной памяти, вход синхронизации которого соединен с пятым выходом синхронизатора, а выход - с вторым входом блока вычисления суммы квадратов разностей, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания начальных условий.

Составитель В.Орлов

Редактор И.Рыбченко Техред М.Ходанич Корректор А. Обручар

Заказ 4413/47 Тираж б71 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4