Устройство для оценки производной корреляционной функции случайного процесса

 

Изобретение относится к специальным устройствам измерительной и .вычислительной техники и может быть использовано для статической обработки случайных процессов, например I .-, - 5iJ . для получения оценки второй нормированной производной кор реляционной функции стационарного процесса в нулевой момент времени. Цель изобретения - повьшение точности устройства. Устройство содержит два фильтра нижних частот 1 и 2, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, весовой сумматор 3, квадратор 7, блок 8 усреднения, усилитель 9, блок 10 индикации, два дополнительных усилителя 5 и 6 и генератор 11 тактовых импульсов. Повышение точности устройства достигается за счет введения в него двух усилителей с изменяющимся знаком коэффициента усиления и генератора тактовых импульсов. 1 ил. с о со С5 ел 00 ОО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1361583 А 1 (51)4 G 06 G 7 19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4105355/24-24 (22) 21.05.86 (46) 23.12.87, Бюл, У 47 (72) С.П.Нежнов, А.Ф.Гришков, В.А.Писков, А.В.Маргелов и А.В.Писков (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1164743, кл. G 06 G 7/19, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к специальным устройствам измерительной и ,вычислительной техники и может быть .использовано для статической обработки случайных процессов, например

1 (3 для получения оценки второй нормированной производной корреляционной функции стационарного процесса в нулевой момент времени. Цель изобретения — повышение точности устройства.

Устройство содержит два фильтра нижних частот 1 и 2, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, весовой сумматор 3, квадратор 7, блок

8 усреднения, усилитель 9, блок 10 индикации, два дополнительных усилителя 5 и 6 и генератор 11 тактовых импульсов. Повышение точности устройства достигается за счет введения в него двух усилителей с изменяющимся знаком коэффициента усиления и генератора тактовых импульсов. 1 ил.

1361583

Изобретение относится к специализированным средствам измерительной и вычислительной техники, предназначенным для статической обработки слу5 чайных процессов, и может быть использовано в устройствах для получения оценки второй нормированной производной корреляционной функции стационарного процесса в нулевой момент времени.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже показана структурная схема устройства. 15

Устройство содержит два соединенных фильтра 1 и 2 нижних частот, передаточные функции которых И(р) — 1/(1+Т ), весовой сумматор 3 с коэффициентами передачи соответственно 20 по первому, третьему, второму и четвертому входам — 1, -Т в, 1, 1, усилитель 4 с регулируемым коэффициентом усиления, дополнительные усилители 5 и 6, квадратор 7, блок 8 усреднения, 25 усилитель 9, блок 10 индикации и генератор 11 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства ста- 30 ционарного случайного сигнала x(t) в первый момент времени, когда усилители 5 и 6 работают как повторители, на выходе весового сумматора 3 имеют сигнал

-С)Т

Ц = (х(г-г )е (" — ) dj + J Т Т

+ x(t) (1-Т d(t)) ) x(t), 40 где Т вЂ” постоянная времени фильтров

1и2, ot(t) — коэффициент усиления усилителя 4, а на выходе усилителя 6 и на входе

45 блока 8 усреднения имеют сигнал . л

) п

U = (fx(t л)е т — — )d j

Т Т

+ х() Г1-Т ())+х(с)) +,„. (2)

Во второй момент времени, когда усилители 5 и 6 работают как инверторы, на выходе весового сумматора

3 имеется сигнал

55 в г 1 т " 2

U = х(-".)е (— — -) d j +

Т2 о

+ х(t) Г1-Тв)) (t))I-х(t), (3) а на выходе усилителя 6 и входе блока 8 усреднения сигнал

1 и

U =- 5x(t-i)e (—" — — )d2 +

У Т2 Т

+ x(t)P(1-Т g(t)) -x(t)) — Z„, (4)

Усилители 5 и 6 и генератор 11 осуществляют принцип временного разделения сигналов и формируют на входе блока 8 усреднения переменный сигнал, имеющий форму меандра, амплитуда положительнык сигналов равна П„, а от)) рицательных — U z.

В результате на выходе блока 8 усреднения имеется сигнал

U, =МК(и+и), где К = 1/2 — коэффициент передачи блока 8 усреднения.

Произведя подстановки, получают

Ij

=R R (л)е т (— — -) Ж в Т2 Т о

+ R„(0) — ot (t) T2 R (0) . (6) и принимается в качестве искомой оценки второй нормированной производной корреляционной функции R„(")/

/К„(0) в нуле.

Представим корреляционную функцию исследуемого процесса x(t) моделью в виде ряда Тейлора:

R)jì() =К х(0) (1+-А ", +-А Г ), (8)

rpe А,=R„(i)/R„(0), A,=R„(")/2 Кх(0).

Оценки параметров А„ и А, обеспечивающие близость модели и корреляционной функции процесса в заданной локальной области "0, являются соответственно значениями первой и второй нормированных производных корреляционной функции Е „(i)/"=0. .В устройстве в качестве критерия близости принят минимум взвешенной среднеквадратической погрешности

Усилитель 9 обеспечивает изменение коэффициента усиления dj (t) усилителя 4 с регулируемым коэффициентом усиления до равенства нулю выходного сигнала V8,(t) блока 8 усреднения.

Значение выходного сигнала усилителя

9 в установившемся режиме описывается выражением и () = -- †- т — ) ) Р,,jc)e (вЂ, — — )d + R„(R)} (7) 1361583

OD I

e = S 1R„(;)-R„(0) (1+A ", +A )) -„е d".

Вид весовой функции †„ е = — и

Т

5 величина параметра Т обеспечивают реализуемость устройства, требуемую область аппроксимации и определяют точность оценки.

Условия минимума погрешности записываются следующим образом:

) SR „(1 ) -R„(0) (1 А," .0А, +А ". ) )е Ы=О; (10)

2 — 1(К (1)-R„(0) (1+А " +

Зь

2 о

+A ".1)) e d = О.

20

Выражая из (!О) А, и подставляя в (11), получают соотношение для определения 2А =К „ (".)/R„(0)/"R =О в следующем виде:

CO 0 .л 2 л

„(i) е т (". — ) d " +R „(0) о

2A R„(0)T = О; (12)

Сопоставляя выражения (12) и (7) видим, что коэффициент усиления (A(t)

)усилителя 4 с регулируемым коэффициентом усиления численно равен значению параметра 2А0 и является оценкой 35 нормированной второй производной корреляционной функции R „() в точке = О. Установившиеся значения

0((i:) индицируются блоком 10 индикации. 40

Формула изобретения

Устройство для оценки производной корреляционной функции случайного процесса, содержащее два последовательно соединенных фильтра нижних частот, усилитель с регулируемь(м коэффициентом усиления, весовой сумматор, квадратор, блок усреднения,усилитель и блок индикации, вход которого соединен с выходом усилителя, вход первого фильтра нижних частот соединен с первым входом весового сумматора, с информационным входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и является информационным входом устройства, выход второго фильтра нижних частот соединен с вторым входом весового сумматора, выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с третьим входом весового сумматора, выход блока усреднения соединен с входом усилителя, выход которого соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два дополнительных усилителя и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом задания знака коэффициента усиления обоих дополнительных усилителей, информационный вход первого из которых соединен с входом первого фильтра нижних частот, а выход соединен с четвертым входом весового сумматора, выход которого через квадратор соединен с информационным входом второго дополнительного усилителя, выход которого соединен с входом блока усреднения.

1 361583

Составитель Е.Ефимова

Редактор И.Николайчук Техред А.Кравчук Корректор 0.Кравцова

Заказ 6293/50 Тираж 671 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