Устройство для вычисления производной взаимоструктурной функции

 

Изобретение относится к области измерения характеристик случайных процессов и предназначено для определения производной взаимоструктурной функции текущих стационарных случайных процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами, а также случайных импульсных последовательностей в реальном масштабе времени. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности определения производной взаимоструктурной функции процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами в реальном масштабе времени. Информация о производной взаимоструктурной функции дает возможность вычислять значение взаимоструктурной функции в неравноотстоящих узлах - адаптация по временному аргументу, что в свою очередь позволяет повысить эффективность структурного анализа. Кроме того, информация о значении взаимоструктурной функции и ее производной используется при построении фазовых портретов взаимоструктурной функции, используемых при идентификации случайных процессов по виду взаимоструктурной функции . Все это приводит к уменьшению времени анализа и числа одновременно обрабатываемых каналов, что в свою очередь приводит к упрощению аппаратуры . 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) цц С Об Р 15/336

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3750851/24-24, 3750852/24-24 (22) 06.06,84 (46) 07.02.87, Вюл. 11 - 5 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В,Куйбышева (72) С.А.Прохоров и С,Г.Иванов (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 1257663, кл. G 06 F !5/336, !984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПРОИЗВОДНОЙ ВЗАИИОСТРУКТУРНОЙ ФУНКЦИИ (57) Изобретение относится к области измерения характеристик случайных процессов и предназначено для определения производной взаимоструктурной функции текущих стационарных случайных процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами, а также случайных импульсных последовательностей в реальном масштабе времени.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет возможности определения производной взаимоструктурной функции процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами в реальном масштабе времени.

Информация о производной взаимоструктурной функции дает возможность вычислять значение взаимоструктурной функции в неравноотстоящих узлах— адаптация по временному аргументу, что в свою очередь позволяет повысить эффективность структурного анализа. Кроме того, информация о значении взаимоструктурной функции и ее производной используется при построении фазовых портретов взаимоструктурной функции, используемых при идентификации случайных процессов по виду взаимоструктурной функции. Все это приводит к уменьшению времени анализа и числа одновременно обрабатываемых каналов, что в свою очередь приводит к упрощению аппаратуры. 3 ил.

1288 муле

Изобретение. относится к области измерения характеристик случайных процессов и предназначено для определения в реальном масштабе времени производной взаимоструктурной функции текущих стационарных случайных процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства за счет возможности определения производной вэаимоструктурной функции гроцессов, представленных неравноотстоящими отсчетами.

На фиг.l представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная схема блока коммутации; на фиг.3 — таблица, поясняющая работу устройства, Устройство содержит (фиг.l) второй вход l синхронизации, распределитель 2 импульсов, п накапливающих сумматоров 3 третьей группы, и регистров 4 второй группы,п накапливающих сумматоров S второй групС„() 21ш

° ° °

MJJ1ygt+7+Ap-zest)3+ y(t+ 4

Ь- О

7l S 2 и, и регистров 6 первой группы, ïåðвый вход 7 синхронизации, группу элементов И 8, группу сумматоров 9, второй вход 10 задания текущей разности

5 процессов, группу элементов И-НЕ ll, группу блоков 12 умножения, первый вход 13 задания текущей разности процессов, вторую группу блоков 14 деле.ния, первый вход IS задания текущего временного интервала, группу блоков

16 коммутации, второй вход 17 задания текущего временного интервала, первую группу из m накапливающих сумматоров 18, m счетчиков 19 группы, m блоков 20 деления первой группы, Блок коммутации содержит (фиг.2) первый вход 21, m ключей 22, второй вход 23, третий вход 24, дешифратор

25, m элементов И 26.

Производная взаимоструктурной функции определяется согласно фор 5 с (",) = и{(x(t) — у(с))

М (х()- +7+Ь)3 -Гх()-y(e+ >J 3

-x(t:)JI ((a+ +a)-ó(å+")33 и где — аргумент структурной функции;

Ь вЂ” шаг приращения.

Устройство может работать в следующих режимах: вычисление производной взаимоструктурной функции входного процесса с регулярной дискретизацией и вычисление производной взаимоструктурной функции входного процесса, представленного неравноотстоящими отсчетами.

Устройство работает следующим образом.

На вход 1 устройства поступают синхроимпульсы первого входного процесса, по которым осуществляется обнуление соответствующих сумматоров

3, регистров 4 и 6, п сумматоров 5.

Таким образом, в сумматорах 3 и 5 происходит суммирование в соответствии с принципом циркуляционной организации памяти.

На вход 10 устройства поступает текущая разность между первым и вторым входным процессом: ху = j x,, У1 °

На вход 17 устройства поступает текущий интервал времени между текущими значениями первого и второго входного процесса:

<)g = г-1 °

На вход 7 устройства поступают синхроимпульсы второго входного процесса, которые затем поступают на управляющие входы сумматоров 9 через элементы И 8, тем самым разрешая суммирование в сумматорах 9 информации, поступающей с выходов сумматоров 3 и регистров 4. Если в регистре 4 содержится информация, состоящая из всех нулей, то на выходах элементов И-НЕ

11 формируется сигнал, запрещающий прохождение синхроимпульса второго входного процесса через элемент И 8, и тем самым в соответствующем сумматоре 9 запрещено суммирование. После суммирования в сумматорах 9 и последующему умножению этой информации на текущую разность значений второго входного процесса, по этому же синх!

288715

25 „= 0; г х!!

P = у — х

Г !,! !

О, ! !,г

P = у — х г(ъ !

35 с !г = у! х!!

Х, = y< — х, (уг -х!) + (у, — х,). роимпульсу второго входного процесса происходит разрешение прохождения информации через блоки 16 коммутации, обнуление всех сумматоров 9 и разрешение перезаписи информации с сумматоров 5 и 3 в регистры 6 и 4 соответственно.

На вход 13 устройства поступает текущая разность между значениями второго входного процесса У1, = !У;„— У °

На вход 15 устройства поступает текущий интервал времени между текущими значениями второго входного процесса

1 ч )

В общем случае входные процессы представлены неравноотстоящими отсчетами времени. Суммирование текущих разностей между входными процессами в сумматорах 3 и суммирование текущих интервалов времени в сумматорах 5 осуществляется в соответствии с принципом циркуляционной органиэации памяти.

С приходом первой разности значений у! -х„ между первым и вторым входными процессами х() и y(t) на вход

10 она суммируется со значениями сумматоров 3, но так как они предварительно обнулены, то в сумматорах

3 получаются следующие суммы:

=у — х +О=у -х!.! 1 !

Учитывая, что на входы 13 и 15 ничего не подается и регистры 6 об- . нулены, по этому же синхроимпульсу второго входного процесса у(t), поступающему на первые входы блоков 16 коммутации, каждый блок 16 выдает информацию, находящуюся на втором входе блоков 16 коммутации, на определенный выход первой группы и далее на определенный сумматор 18, номер которого соответствует коду временного интервала, находящегося на третьем входе указанного блока 16 коммутации. Одновременно на выход с таким же номером второй группы указанного блока 16 подается сигнал, который поступает далее на вход соответствующего счетчика 19 и изменяет его содержимое +1. Так как на втором и третьем входе в данном случае "0" то в сумматор 18 записывается "0", 5 а в счетчик 19О добавляется +1, На вход 17 устройства поступает интервал времени t -t, который затем поступает на входы сумматоров 5. После этого по синхроимпульсу второго входного процесса происходит обнуление сумматоров 9 и происходит перезапись информации с сумматоров 3 и 5 в регистры 4 и 6 соответственно, С приходом второй текущей разности х -у на вход 10 устройства на г вход 1 устройства поступает синхроимпульс первого входного процесса

x(t) и посредством распределителя 2 импульсов обнуляет второй канал устройства: соответствующие сумматоры 3 и 5 и регистры 4 и 6 (фиг.l, 3), Текущая разность х г-у, суммируется в сумматорах 3:

В регистрах записано

Суммирование в сумматорах 9 не происходит, так как оно происходит по синхроимпульсам второго входного процесса. На вход 17 устройства поступает интервал времени

Суммирование текущих интервалов времени в сумматорах 5 происходит аналогичным образом как и в сумматорах 3.

По синхроимпульсу второго входного процесса y(t) происходит суммирование в сумматорах 9, если информация в соответствующих регистрах не

t! t! нулевая . В результате этого в первом сумматоре 9 получается следующая сумма:

Эта сумма поступает на второй вход первого блока 12 умножения, на первый вход которого поступает теку l ZS87 l щая разность значений второго входного процесса у -у . На выходе блоЯ < ка умножения получится следующий результат: ((у -х,) + (у< -х<)) (у -у, ) .., Этот результат умножения поступает далее на второй вход блока 14 pe— ления, на первый вход которого посту- 10 пает текущий интервал времени второго входного процесса t -t . На выходе первого блока 14 деления получают .

)+(-х ) (Таким образом, в каждом из ш сумматоров 18 накапливается С„. (<.)

У1Ц» между соответствующими отсчетами времени входных процессов, а в каждом счетчике 19 — количество таких

/\

C„., (<.). Каждому сумматору 18 соот— х,<<» ремени мю ду отсчетами. Блоки 20 деления делят содержимое сумматоров !8 на содержимое счетчиков 19„ КН oe1p 3o осуществляя усреднение результата. После прихода последней пары текущих ЗО значений процессов и текущих значений времени на выходах блоков 20 деления получаются искомые ординаты оценки производной взаимоструктурной функ- ии входных процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами.

В первом режиме на вход 10 устройства подается текущая разность входных процессов, а на вход 17 текущие интервалы времени. Причем процессы 40 дискретизируются через равные интервалы времени. Синхроимпульсы дискретизации второго входного процесса подаются на вход 7 устройства. При этом в блоках 20 деления получаются 45 искомые усредненные ординаты оценки производной взаимоструктурной функ-" ции для процессов с регулярным шагом дискретизации.

Блок 16 коммутации работает следу- 50 ющим образом (фиг.2).

На первый вход 21 блока 16 коммутации поступает код с соответствующего блока 14 деления. Этот код поступает на информационные входы всех ключей 22. Одновременно с этим на третий вход 24 блока 16 коммутации поступает код, соответствующий временной задержке с соответствующих

5 6 регистров 6. Этот код дешифрируется дешифратором 25 в сигнал на его определенном входе. Этот сигнал подается на первый вход соответствующего элемента И 26. С приходом синхросигнала второго входного процесса на первый вход 21 блока 16 коммутации и далее на первые входы элементов И 26 срабатывает тот элемент И 26, на первом входе которого присутствует сигнал с дешифратора 25. На выходе этого элемента И 26 формируется сигнал, поступающий на соответствующий выход второй группы блока 16 коммутации и разрешающий прохождение информационного сигнала через соответствующий ключ 22 на соответствующий выход первой группы блока 16 коммутации. формула изобретения

Устройство для вычисления производной взаимоструктурной функции, содержащее распределитель импульсов, группу из и блоков коммутации, группу из п счетчиков, первую группу из п накапливающих сумматоров, первую группу из п блоков деления, втору.о группу накапливающих .сумматоров, первую группу регистров, вторую группу из и блоков деления, группу из п блоков умножения, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих блоков деления второй группы, выходы которых соединены с первым информационным входом соответствующих блоков коммутации группы, выходы первой группы которых объединены и подключены к счетному входу соответствующих счетчиков группы, выходы второй группы блоков коммутации группы объединены и подключены к информационному входу соответствующих накапливающих сумматоров первой группы, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего блока деления первой группы, выходы блоков деления первой группы являются выходами первой группы устройства, выход каждого счетчика группы соединен с вторым входом соответствующ<его блока деления первой группы и является выходом второй группы устройства, первые входы блоков умножения группы объединены и являются первым входом задания текущей разности процесса устройства, вторые входы блоков деления второй группы объединены и яв-: ляются первым входом задания текуще1288715 го временного интервала устройства, о т л и ч а ю щ е е с я гем, что, с целью расширения функциональных воэможностей эа счет возможности определения производной взаимоструктурной функции процессов, представленных неравноотстоящими отсчетами, в него введены третья группа накапливающих сумматоров, группа сумматоров, вторая группа регистров, группа иэ и f0 элементов И-НЕ и группа из п элементов И, первые входы которых объединены, соединены с объединенными входами разрешения записи регистров первой группы, с объединенными уп- f5 равляющими входами коммутаторов группы, с объединенными входами разрешения записи регистров второй группы, с входами установки нуля сумматоров группы и являются первым входом синх- 20 ронизации устройства, второй вход каждого элемента И группы соединен с выходом соответствующего элемента

И-HE группы, вход каждого иэ которых объединен с первым информационным входом соответствующего сумматора группы и подключен к выходу соответствующего регистра второй группы, каждый и-й выход (п =1,2,...N, натуральное число) распределителя им- З0 пульсов соединен соответственно с первыми информационными входами с п-го по первый накапливающих сумматоров второй и третьей групп.и регистров первой и второй групп распределителя импульсов вход являетсявторым входом синхронизации устройства, вторые входы накапливающих сумматоров третьей группы объединены и являются вторым входом задания текущей разности процессов устройства, выход каждого накапливающего сумматора третьей группы подключен к второму информационному входу регистра второй группы и к второму информационному входу сумматора группы соответственно, управляющий вход каждого сумматора группы соединен с выходом соответствующего элемента И группы, выход каждого сумматора группы соединен с вторым входом соответствующего блока умножения группы, вторые входы накапливающих сумматоров второй группы объединены и являются вторым входом задания текущего . временного интервала устройства, выход каждого накапливающего сумматора второй группы соединен с вторым информационным входом соответствующего регистра первой группы, выход каждого из которых соединен с вторым информационным входом соответст,— вующего блока коммутации груп пы.

12887) 5

1288715

1288715

-Ъ

4< ь 2 О э ч м

h. са М

Э

С»

М ° <

<а»

< w !

1 »

Фэ М

1 ь 3

%» ь ь ь в ,»» ч,д Ч < ф<О I чд ч.Э ° Э !

Ф\!

Ф» °

,!

1 !ъ

Ьд ъ.

<.» » 1!

< =, О с

4 Ф

1 щ ь м! ь

С»

g с».

«»< Щ

<» «» М ь <»

1 . з

<<»

ЧФ !

Ч» .»

Ь»

Ъ

1 LI ь| с с»

<ф Ф<

«р<ч ф ч ° ! .» с

О w ь "ь

1Ь Ь фа

<

» с4».» 7

< ФЪ » Ф<

) <Ф Ф

W Ф,Э э

1

Ч<

3 w 1( ь ък .»!О -ъ, и <Ъ 3 !

4<

О4 Э

<1 ф ь ьь ь

Ъ »« »И г с ъ, <ЪО« 4

= О

<е» Фе» с

МТ

Ь< ф ь е„

<»< ъ ь ь

:7 ъT

<. ь

Щ <», ъ» ь»» < ь ъ. ъ» ъ

О с

=й»!

<е» .г» ч ь ь ((. Ф

<,< <»» <Ч ф ( фь ф ьч

<» ь с

Ф

Ъ (!

Ъ .Ф

«<» ъ

1» 1

О7

«»ч.<» ч

»д<<МЧЭ

Составитель Е.Ефимова

Техред,В.Кадар

Корректор

О.Луговая

Редактор Н.Бобкова

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

Заказ 758 ТиРаж 6 1Э Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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