Устройство для определения момента разладки случайных процессов

 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для аппаратурного анализа случайных процессов в системах сбора и обработки информации. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей за счет определения момента разладки для многомерных случайных процессов . Для этого в устройство введены ш блоков сортировки, k квадраторов , k реверсивных счетчиков, дешифратор и блок управления. Устройство позволяет перейти к исследованию реализаций многомерных случайных процессов , согласованно учитывая информашло об изменении вероятностных характеристик , содержащихся в поведении отдельных компонент, определять более широкий класс моментов разладки , в частности, не проявляющихся в поведении первых моментных функций (среднего, дисперсии и др.) входных процессов. 6 ил,. 1 табл. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Af (ag 4 С 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3869807/24-24 (22) 19.03.85 (46) 30.09.86. Бюл. У 36 (71) Киевское геофизическое отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (72) Е.И.Каплан и Б.И.Каплан (53) 681.333(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР (940176, кл; С 06 F 15/36, !982.

Авторское свидетельство СССР

9 881767, кл. G 0 . F 15/36, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ MOMEH$A РАЗЛАДКИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для аппаратурного анализа случайных процессов в системах сбора и обработки информации. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей эа счет определения момента разладки для многомерных случайных процессов. Для этого в устройство введены ш блоков сортировки, k квадраторов. k реверсивных счетчиков,,дешифратор и блок управления. Устройство позволяет перейти к исследованию реализаций многомерных случайных процессов, согласованно учитывая информацию об изменении вероятностных характеристик, содержащихся в поведе— нии отдельных компонент, определять более широкий класс моментов разладки, в частности, не проявляющихся в поведении первых моментных функций (среднего, дисперсии и др.) входных процессов, 6 ил. 1 табл.

1260973

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для аппаратурного анализа случайных процессов в системах сбора и обработ- 5 ки информации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем определения момента разладки для многомерных случайнь!х процессов.

В устройстве на выходе сумматора определяются текущие значения индикаторной функции где а «а ... а — разбиение оси

7 Ке значений !-й ком20 поненты процесса; г Г m eee е„„,е =еее, Е, е- " ееРе„,->р .,1 непересекающиеся области фазового

25 пространства R

k=(k,+1)х...x(k„+1), — общее число таких областей,е !! ", " — количество попаданий в область Аее

)е" е п1 значений процесса, наблюдаемых соответственно в левой (!-1

Этим обеспечивается последовательный анализ различия многомерных эмпирических распределений исследуемого проце,сса. Моменту разладки соответствует положение максимума в последовательности S, . Для исключения случайных колебаний в ряду S; его значения сглаживаются и затем принимается решение о наличии экстремума, На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на. фиг. 2 схема блока управления ; на фиг. 3 схема преобразователя кода на фиг. 4 — схема шифратора на фиг. 5— схема интерполятора на фиг, 6 — схема блока определения экстремума.

Устройство для определения момента разладки содержит сумматор 1, интерполятор 2, блок 3 определения экстремума, m блоков сортировки 4, информационные входы 5 устройства, дедешифратор 6, Е квадраторов 7, k реверсивных счетчиков 8, блок 9 управления, управляющие связи 10-13, выход

14 устройства.

Блок 4 состоит из входного регистра 15, мультиплексора 16, шифратора

17, регистра 1Я, группы компараторов

19 и связей 20, 12 и 21.

Блок 9 управления содержит генератор 22 импульсов, счетчики 23 и 24 по модулю R, счетчик 25 адреса, счетчик 26 по модулю L, триггеры 2729, элемент ИЛИ 30, элементы И 31-33, одновибратор 34, элементы 35-39 задержки и вход 40 начальной установки.

Дешифратор кода состоит из регистра 41, группы из (m-1) умножителей 42, сумматора 43 и дешифратора 44.

1!1ифратор 17 содержит инверторы 45 и 46, элементы И-HE 47-49 и элемент

ИЛИ-HE 50.

Интерполятор 2 образуют регистр

51, сумматор 52 и делитель 53 на три.

Блок определения экстремума 3 содержит регистр 54, компаратор 55, двоичный счетчик 56 и регистр 57.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы на вход 40 начальной установки блока 9 управления подается импульс высокого уровня, под действием которого счетчики

23-26 и триггеры 27-29 устанавливаются в нулевое состояние.На инверс-ном выходе триггера 27 устанавливается высокий уровень напряжения и импульсы с выхода генератора 22 через элемент И 32 поступают на С-входь! входных регистров 15 блоков 4 сортировки. По этим сигналам происходит заполнение регистров 15 от- . счетами входного процесса, поступающими на входы устройства 5. После того, как генератор 22 сформирует импульсов, на выходе счетчика 23 появляется высокий уровень, который переводит триггер 27 в единичное состояние, При этом прекращается поступление импульсов на выход элемента И 32, а на выходе элемента И 31 появляются импульсы, которые поступают на С-входы счетчиков 24 и 26 и через элемент И 33 на С-вход счетчика 25 и входы элементов 35 и 36 задержки. С каждым импульсом, поступающим на С-вход, счетчик 25 адреса формирует очередной адрес для мультиплексоров 16 блоков .4, в результате чего на первые входы компараторов 19 поочередно поступают отсчеты, записанные в регистрах 15;

Элемент 35 задержки обеспечивает прохождение импульсов на управляющие входы компараторов 19 с задержкой, необходимой для срабатывания мульти- 5 плексоров 16, выбирающих из регистров 15 очередные значения. Компараторы 19 сравнивают отсчеты компонент процесса, поступающие на их первые входы, с границами интервалов а„,, Ту предварительно записанными в регистрах 18. Таким образом, код на выходах компараторов 19 i-ro блока 4 соответствует положению текущего отсчета i-й компоненты входного процес- <5 са на числовой оси. 1Чифратор 17 i-го блока 4 преобразует поступающий на его входы код в двоичный согласно следующей таблице истинности.

20 т

Л! )<<2 (ДЗ ... П, )ОР ... 02 01!

? 60<<73 4 значения F,,......,,l умноженные на г< содержимое соответствующих ячеек ре- Г гистра 41, в котором хранятся значения (, +1),(k,+!) i1,+1),...,(k,+1)

>(k<+1 } x... x (k„,+1) . На вход дешиАратора 44 поступает двоичный код, отвечавший значению Ь(2,, 3z,..., 1,„)=

Р +Р !k +1)+ +Р Г! (k +1) од нозначно определяющий область А

1< " л< которой принадлежит текущий отсчет многомерного входного процесса . Н а соответствующем выходе дешифрато р а

4 4 появляется сигнал разрешающий работу своего реверсивного счетчика

8 ° Н а С-входы р е в ерсив ных счетчиков

8 поступают сигналы с выхода эл ем ент а 3 6 задержки, который задерживает импульсы н а время, необходимое дл я срабатывания к омп ар а т ор о в 1 9, шифраторов 1 7 и дешифр а т о р а 6 .

О О О ... О О ... О 0

1 О О ... О О ... О

1 1 О ... О О ... 1 0

1 1 1 ... О О ... 1

1 1 1 ... 1 1 ... 1 1

П р и м е ч а н и е: k - количе1 ство границ а,, хранящихся в регистр< ре 18; P, — минимальное целое число, удовлетворяющее соотношению 2 «>!k +l), (таблица соответствует случаю равенства)..

Пример реализации таблицы истинности для М;=4, Р; =3 приведен на фиг. 4.

Коды с шифраторов 17 блоков 4 по- 45 ступают на дешифратор 6, который

1 каждой комбинации двоичных кодов

P.. .., щ ставит в соответствие номер области A < в виде выдачи разрешающего сигнала на один из ре- 50 версивных счетчиков 8, число которых k=(k,+1)x...x(k„+1) равно общему количеству таких областей.

Выходной сигнал дешифратором 6 формируется следующим образом. 55

На первый вход сумматора 43 поступает код В, с выхода первого блока

4, на входы с 2-го по<11-й поступают

Таким образом, для каждого многомерного отсчета, хранящегося в регистрах 15, изменяется содержимое одного из реверсивных счетчиков 8, причем для отсчетов, соответствующих левой части окна, содержимое счетчиков увеличивается на единицу, а для правой части — уменьшается на единицу, Это достигается тем, что после поступления L-го импульса на вход счетчика 26 триггер 29 устанавливается в единичное состояние, изменяя сигнал на входах «+! реверсивных счетчиков 8. После того, как на вход счетчика ?4 поступает R-й импульс, триггер 28 устанавливается в единичное состояние, дальнейшее прохождение импульсов на выход элемента И 33 прекращается (все R отсчетов в регистрах 15 перебраны) и на выходы одновибратора 34 формируется импульс, разрешающий сумматору 1 произвести сложение квадратов содержимых реверсивных счетчиков 8 и получить на выходе величину S;. Элемент 37 задержки обеспечивает срабатывание сумматора I после завершения переходных процессов в устройстве и появления на выходах квадраторов 7 окончательных значений. С выхода элемента 39 задержки на второй вход интерполятора 2 поступает импульс, разрешающий прием информа ции с выхода сумматора 1. На выходе элемента задержки 38 формируется импульс, разрешающий работу блока 3 определения экстремума.

Предустановка блока 9 управления для организации записи очередного отсчета и анализа обновленной выборки ,производится импульсом„ поступающим с выхода однонибрятора 34 на вход

5 счетчика 23 и второй вход элемента ИЛИ 30, в результате чего счетчик

23 устанавливается в единичное, а счетчики 24-26 и триггеры 29-27 — в нулевое состояния. Первый импульс с 10 выхода генератора 2? вызывает появление на выходе счетчика 23 импульса высокого уровня. Следовательно, описанный выше цикл работы устройства повторяется вновь с тем отличием„ что в регистры 15 записывается один новый отсчет входного процесса (происходит сдвиг скользящего окна), Импульсы, обеспечивающие сдвиг регистра 15, поступают также на -входы реверсивных счетчиков 8, вызывая их обнуление перед каждым новым циклом.

Компярятор 55 блока 3 определения экстремума сравнивает каждое новое значение, поступающее на первый вход блока, с содержимым регистра 54, где хранится максимальное из предыдущих значений входного ряда. В случае регистрации экстремума по сигналу компараторя 55 в регистр 54 заносится новое значение, а в регистр 57 — содержимое счетчика 56, осуществляющего подсчет числа обработанных входных значений. В результате в регистре 57 записывается порядковый номер максимального значения в сглаженной последовательности S; соответствующее моменту разладки входного процесса.

Формула изобретения

1. Устройство для определения момента разладки случайных процессов, содержащее сумматор, интерполятор,, блок определения экстремума, информационный вход которого соединен с выходом интерполятора, информационный вход которого подключен к выходу сумматора, отличающееся

Интерполятор 2 обеспечивает сглаживание значений S . На фиг, 5 приведен пример реализации простейшего осреднения по трем точкам. Сумматор

52 выдает через делитель 53 на выход интерполятора 2 текущее среднее значение S;, поступающее в регистр 51

1260Я73 Ь тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения момента разладки для многомерных случайных процессов, в него введены ш блоков сортировки, k квядряторов, k реверсивных счетчиков, дешифратор, блок управления, содержащий счетчик адреса, однавибрятор, счетчик по модулю L, счетчики по модулю В, триггеры, элементы И, элементы задержки, элемент ИЛИ, генератор,импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и входом синхронизации первого счетчика по модулю R выход которого подключен к входу установки в единицу первого триггера, инверсный и прямой выходы которого соединены соответственно с вторым входом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к входам синхронизации второго счетчика по модулю R„ счетчика по модулю L и первому входу третьего элемента И, второй вход которого объединен с инверсным входом одновибратора и соединен с инверсным выходом второго триггера, вход установки в ноль которого объединен с входами установки в ноль первого и третьего триггеров, второго счетчика по модулю н, счетчика по модулю счетчика адреса и подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с входом установки в ноль первого счетчика по модулю R и является входом начальной установки устройства, входы первого и второго элементов задержки объединены с входом синхронизации счетчика адреса и соединены с выходом третьего элемента И, входы третьего, четвертого, пятого элементов задержки, вход установки в единицу первого счетчика по модулю R и второй вход элемента

ИЛИ объединены и подключены к выходу одновибратора, выходы второго счетчика по модулю R и счетчика по модулю соединены соответственно с входами установки в единицу второго и третьего триггеров, выход первого элемента

И подключен к входу синхронизации

1-го блока сортировки, (1=Т-ш), тактовый .вход которого соединен с выходом первого элемента задержки., вход. второго элемента задержки подключен к входам синхронизации реверсивных счетчиков, выходы управления реверсом которйх соединены с прямым выхо7 12609 дом третьего триггера, выход счетчика адреса подключен к адресному входу блока селекции отсчетов, выход третьего элемента задержки соединен с входом синхронизации сумматора j-й

Ф

5 (J=1-k) информационный вход которого подключен к выходу J ãî квадратора, первый и второй входы которого соединены с выходом j-го реверсивного счетчика, вход разрешения счета кото- 10 рого подключен к j-му выходу дешнфратора> i-й вход которого соединен с выходом i -го блока селекции, выходы сброса реверсивных счетчиков подключены к выходу первого элемента

И, вход синхронизации интерполятора подключен к выходу пятого элемента задержки, выход четвертого элемента задержки соединен с входом синхронизации блока определения экстремума, выход блока определения экстремума является выходом устройства, информационный вход l — го блока селекции отсчетов является i -и

73 пнс -ормационным входом устройства.

2, устройство по п. 1, о т л ич а ю m е е с я тем, что блок сортировки содержит входной регистр, мультиплексор, регистр, k компараторов, шифратор, j-й вход шифратора соединен .с выходом j-ro компаратора, первые входы компараторов объединены и подключены к выходу мультиплексора, второй вход -ro компаратора соединен с 3-м выходом регистра, вход синхронизации объединен и подключен к тактовому входу блока сортировки, адресный вход которого соединен с адресным входом мультиплексора, J-й информационный вход ко oporo- roäêãïî÷åí к )-му выходу входного регистра, информационный вход которого соединен с информационным входом блока сортировки, выход шифратора подключен к выходу блока сортировки, вход сйнхронизации которого соединен с входом синхронизации второго регистра.

Фиг.! 1260973

@12. 5

1260973

Редактор Л.Пчелинская Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко.

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5234/51

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

Устройство для определения момента разладки случайных процессов Устройство для определения момента разладки случайных процессов Устройство для определения момента разладки случайных процессов Устройство для определения момента разладки случайных процессов Устройство для определения момента разладки случайных процессов Устройство для определения момента разладки случайных процессов Устройство для определения момента разладки случайных процессов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам оценки мгновенных значений периода узкополосного случайного процесса, и может быть использовано при анализе процессов, представленных в виде аддитивной смеси узкополосного процесса и случайного шума

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке одномерных массивов данных

Изобретение относится к устройствам измерения и контроля узкополосного случайного процесса и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах и системах автоматического управления

Изобретение относится к вычислительной технике

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике

Изобретение относится к вычислительным устройствам для определения статистических характеристик слу- .чайных процессов

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при определении статистических характеристик случайного процесс

Изобретение относится к вычислительной технике, a именно к устройствам для оценки мгновенного значения амплитуды yJкoпoлocнoгo слу ,чайного процесса, и может использоваться в системах автоматического управления и контроля при наличии значительного уровня аддитивного случайного шума

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и может найти применение в устройствах цифровой фильтрации, в перспективных разработках больших и сверхбольших интегральных микросхем

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в электроэнергетике для получения гистограммы отклонений напряжения с целью, повышения точности и надежности работы

Изобретение относится к вычислительной технике и системам управления, может быть применено для построения адаптивных нечетких регуляторов для решения задач управления объектами, математическая модель которых априорно не определена, а цель функционирования выражена в нечетких понятиях

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных обнаружителях сигналов с изменяющейся мощностью в условиях шума

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокационных обнаружителях сигналов с изменяющейся мощностью в условиях шума

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для непрерывного контроля текущих значений и получения гистограммы отклонений напряжения с целью контроля по ГОСТ 13109-87 качества электроэнергии в электрических сетях промышленных предприятий и энергосистем

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при обработке экспериментальных данных, выделении сигналов из шумов, а также при обработке изображений

Изобретение относится к вычислительным устройствам, предназначенным для принятия решений по управлению производственным процессом, и может быть использовано во всех отраслях крупно- и мелкосерийного производства, где продукция на выходе процесса или на отдельных его стадиях изготавливается партиями или непрерывно

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для аппаратурного анализа случайных процессов в системах сбора и обработки информации

Наверх