Устройство для параметрической оценки закона распределения

 

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике, в частности ft устройствам,- предназначенным для аппаратурного измерения вероятностных характеристик случайных процессов, и позволяет выбирать тип распределения и определять его параметры . Цель изобретения - повьшение точности устройства. Устройство содержит входной усилитель 1, блок 2 вычисления моментов, блок 5 определения типа распределения, анализатор функции распределения 3, блок 4 вычисления процентилей, блок 6 определения параметров распределения, блок 7 памяти, синхронизатор 8, блок 9 проверки согласия. Исследуемьш слу- . чайный сигнал поступает на вход устройства и после нормирования и центрирования у :;илителем. происходит вычисление процентилей и моментов распределения , на основании которых определяются его параметры и тип. После этого с помощью анализатора. функции распределения, блоков памяти и проверки согласия происходит определение качества аппроксш ации эмпирического закона распределения выбранной теоретической кривой. 3 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (51)4 С 06 F 15 36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3972489/24-24 (22) 19.09.85 (46) 15.01.87. Бюл. У- 2 (72) В.С.Бордюженко, В.В.Замчевский и Т.А.Житник (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 995097, кл. G 06 F 15/36, 1983.

Виксна А.Ж., Элтс М.А. Стохастическое функциональное преобразование.

Рига. Зинайне, 1984, с. 127.

Авторское свидетельство СССР

1024935, кл. G 06 F 15/36, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ

ОЦЕНКИ ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измери-, тельной и вычислительной технике, в частности fc устройствам,.предназначенным для аппаратурного измерения вероятностных характеристик случайных процессов, и позволяет выбирать тип распределения и определять его пара„„SU„„1283796 А 1 метры, Цель изобретения — повышение точности устройства. Устройство со-. держит входной усилитель 1, блок 2 вычисления моментов, блок 5 определения типа распределения, анализатор функции распределения 3, блок 4 вычисления процентилей, блок 6 определения параметров распределения, блок

7 памяти, синхронизатор 8, блок 9 проверки согласия. Исследуемый слу.— чайный сигнал поступает на вход устройства и после н6рмирования и центрирования усилителем происходит вычисление процентилей и моментов распределения, на основании которых определяются его параметры и тип.

После этого с помощью анализатора. функции распределения, блоков памяти и проверки согласия происходит определение качества аппроксимации эмпирического закона распределения выбранной теоретической кривой. 3 ил.

1283796

Изобретение относится к измерительной и вычислительой технике, в частности к устройствам, предназначенным для аппаратурного измерения вероятностных характеристик случайных процессов, и позволяет выбирать тип распределения и определить его параметры.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная схема блока вычисления процентилей; на фиг.3 — алгоритм работы блока вычисления процентилеи.

f5

Устройство содержит усилитель 1, блок 2 вычисления моментов, анализатор 3 функции распределения, блок 4 вычисления процентилей, блок 5 определения типа распределения, блок 6

20 определения параметров распределения, блок 7 памяти, синхронизатор 8 и блок 9 проверки согласия.

Блок вычисления процентилей (фиг. 2) 25 содержит аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 10, группу регистров 11, элемент сравнения 12, регистр 13, группу триггеров 14, коммутатор 15, дешифратор 16, 30

Блок 4 вычисления процентилей Х л

Х, 1, можно реализовать на основе

Ъ универсального метода, заключающегося в том, что выборка случайного сигнала

X(t) объемом N располагается в поряд- 35 ке возрастания ее элементов Х <Х 4

< Х„. Тогда искомые процентили распределения Х,, соответствующие тому, что вероятность Р(Х(й) (Х «,) = с,, 0<а;<

< 1, можно принять равными Х, -му 40 элементу выборки случайного сигнала, сигнала, где 1 — целая часть от N-ы;.

Для определения процентилей распределения используется метод сорти- 45 ровки бинарными вставками.

Блок 5 определения типа распределения содержит последовательно соединенные регистр и дешифратор кода.

Блок 6 определения параметров рас- 50 пределения состоит из последовательно соединенных регистра и двух дешифра" торов. 3

Блок 7 памяти содержит К= ЕХ, эле =1 ментов памяти (групп ячеек памяти), где Х вЂ” количество секций блокд 7 памяти, равное количеству типов распределений, предлагаемых для сопоставления с распределением исследуемого сигнала; а 1; — количество комбинаций параметров j-го типа распределения.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый входной случайный сигнал нормируется и центрируется усилителем 1 ° Отнормированный и центрированный сигнал поступает на входы блока 2 вычисления моментов, блока 4 вычисления процентилей и анализатора

3 функции распределения ° Блок 4 вычисления процентилей измеряет величии и л ны Х,, Хс... Х з, которые определяют параметры закона распределения опорной случайной величины блока 2 вычисления моментов и позволяет опредед Л

9 лить 1, 15 при заданном объеме вы1 борки с минимальной погрешностью.

Определение параметров распределения исследуемого сигнала происходит следующим образом.

Сигнал с выхода усилителя 1 поступает на вход АЦП 10, являющегося входом блока 4 вычисления процентилей.

В исходный момент времени происходит начальная установка блока 4 вычисления процентилей, при которой S принимает значение "0 (S — порядковый номер элемента выборки), i — значение ш (i — текущее значение номера разряда регистра 13, 1+i

По тактовому сигналу, i-й разряд регистра 13 принимает значение "1".

При этом на выходе регистра 13 появляется адрес Р-го элемента выборки, равный 1000...0, который через коммутатор 15 разрешает поступление Хр-го элемента выборки на вход элемента сравнения 12, на другой вход которой поступает последующий элемент выборки с АЦП 10. Если в результате сравнения (фиг.3, алгоритм работы блока вычисления процентилей) Х цп Х, то на выходе элемента сравнения 12 остается нулевой потенциал, а при приходе на тактовый вход регистра 13 следующего таКтирующего сигнала -й разряд регистра 13 обнуляется, а (i-1)-й разряд принимает значение "1 . В противном случае, если Х цп>+Xp на выходе элемента сравнения формируется единичный потенциал, и при поступлении тактового сигнала ча вход регистра 13 (i-i) é разряд его принимает значение "1", а

i-й разряд регистра 13 сохраняет единичное значение.

1283796

5 !

О

После этого принимает значение

i+1 à P принимает значение р.2 . (блок в алгоритме работы блока и вычисления процентилей). Вышеописанный цикл работы группы блоков (регистр

13, коммутатор 15, элемент сравнения

12, группа 11 регистров) повторяется

m-1 раз до тех пор, пока i не станет равно m (фиг.3, алгоритм работы блока вычисления процентилей). При этом код, сформированный в регистре 13, является адресом регистра в группе регистров 11, в который необходимо занести Х и . Для этого необходимо содержимое регистров группы 11, адреса которых меньше содержимого регистра t3 сдвинуть на один регистр влево (фиг.3, алгоритм работы блока

I вычисления процентилей) и S принимает значение S+1.

Вышеописанный цикл формирования упорядоченного ряда элементов Х„ повторяется N раз, после чего в группе 11 регистров сформируется ряд со следующим расположением элементов выборки

11 » 1Ы ° s 1K s г1» 22» ° s 2 Р »

N где N — минимальный положительный

11 элемент;

N — максимальный положительный

1К элемент;

N 1 — максимальный отрицательный элемент;

N — минимальный отрицательный

2 Р элемент.

Расположение элементов в полученном ряду обусловлено тем, что отрицательные числа в двоичной системе представляются в дополнительном коде. и

Для определения Х1, необходимо окончательно упорядочить ряд, Для этого в группе 11 регистров происходит потактный сдвиг влево содержимого регистров до тех пор, пока крайний левый регистр не займет элемент выборки с единичным значением знакового разряда, что соответствует элементу

М (блоки 12,13 алгоритма работы блока вычисления процентилей).

После окончания сортировки, в N» .

:.с N 0,5, N cEz ячейках группы 11 регистров, где N †- объем выборки, находятся цифровые коды искомых процентик л лей Х 1, Хo,s., Х®2, поступающие с выходов указанных регистров на вход блока 6 определения параметров распределения, На вход блока 6 определения параметров распределения, поступают в цифровом виде оценки процентилей исследуемого распределения. Сигналы л Л

Х 1, Хдq 1 2 записываются соответственно в C1 — о ), ((Ч+1) -К), 1(К+1)-р) разряды регистра, где q — количество разрядов для представления процентилей в цифровом виде. Затем эта информация считывается и подается на второй дешифратор кода. В результате работы которого определяется код параметров распределения, соответствующии 101» Хо 5» Хд2 ° формула изобретения

Устройство для параметрической оценки закона распределения, содержащее усилитель, блок вычисления моментов, блок определения типа распределения, блок памяти, блок проверки согласия, синхронизатор, причем вход и первый выход усилителя являются ин25 формационным входом и выходом центри" рованного процесса устройства соответственно, второй выход усилителя соединен с информационными входами анализатора функции распределения и

30 блока вычисления моментов, выход которого соединен с входом блока определения типа распределения, выход которого соединен с входом адреса типа распределения блока памяти и является выходом кода типа распределения устройства, выход анализатора функции распределения соединен с информационным входом блока проверки согласия, первый и второй выходы синхронизатора соединены соответственно с входами разрешения считывания блока памяти и блока проверки согласия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок вычисления процентилей и блок определения параметров распределения, содержащий регистр и два дешифратора, входы которых соединены с выходом регистра, выход первого дешифратора соединен с входом задания параметра опорной случайной величины блока вычисления моментов, выход второго дешифратора соединен с входом адреса параметров блока памяти н является выходом параметра распределения устройства, выход блока памяти соединен с входом задания границ интервалов анализатора шункции распределения, третий, четвертый выходы

12837 синхронизатора соединены соответст.венно с входом запуска анализатора функции распределения, входом разрешения считывания блока вычисления мо.ментов, выход блока проверки согласия 5 является выходом значения параметров качества аппроксимации устройства, блок вычисления процентилей содержит аналого-nH@poaoA преобразователь, группу из N (N — объем выборки, целое число) регистров, регистр, группу ,из m (m — разрядность регистров группы) триггеров, коммутатор, элемент сравнения и дешифратор, причем информационный вход аналого-цифрового пре- 5 образователя соединен с вторым выходом усилителя, а выход соединен с информационным входом регистров группы и первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выхо- 0 дом коммутатора, а выход Больше-рав96 6

;но" соединен с входом разрешения сдвига регистра и входами разрешения записи триггеров группы, выход регистра соединен с управляющим входом коммутатора, входом дешифратора и тактовыми входами триггеров группы, выходы которых соединены с соответствующими входами разрешения перезаписи регистров группы, выходы которых соединены с группой информационных входов коммутатора, выход дешифратора соединен с входами разрешения считывания регистров группы, выходы К-го

К-ent (N ), < — значение процентиля, 1 -го (t.=ent(N 0,5)) и p-ro(P=

=ent(N <>)) регистров группы соединеI ны с входом регистра блока определения параметров распределения, тактовый вход регистра блока вычисления процентилей соединен с пятым выходом синхронизатора.

1- В3796

Составитель В.Орлов

Техред И.По тович Корректор 1:.Пожо

Редактор В.Ковтун

Заказ 7444/ 9 Тираж б70 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