Устройство для контроля стационарности случайного процесса

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис пользовано для контроля стационарности случайного процесса. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности контроля стационарности случайных процессов с неизвестным законом распределения. Устройство содержит регистры 1, регистр 2 допуска, схемы сравнения 3 и 4, счетчики 5,6 и 7, элементы И 8-16, элементы ИЛИ 17-20, группу элементов И 21, триггеры 22, 23, формирователь импульсов 24 и переключатель 25. Контроль стационарности случайных процессов осуществляется путем проведения сколь угодно большого числа измерений . I ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„80„„1437876 511 4 G 06 F 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ1ЕНИЯ

C ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ и лвтоесномм свидетельством (21) 4241132/24-24 (22) 12.05 ° 87 (46) 15.11 .88. Бюл. N 42 (72) В В. Соколов и 21.А, Давыдов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1200300, кл. G 06 F 15/86, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1191919, кл. G 06 F 15/36, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТАЦИОНАРНОСТИ. СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольвовано для контроля стационарности случайного процесса. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей эа счет обеспечения возможности контроля стационарности случайных процессов с неизвестным законом распределения. Устройство содержит регистры 1, регистр

2 допуска, схемы сравнения 3 и 4, счетчики 5,6 и 7, элементы И 8-16, элементы ИЛИ 1?-20, группу элементов

И 21, триггеры 22, 23, формирователь импульсов 24 и переключатель 25. Контроль стационарности случайных процессов осуществляется путем проведения сколь угодно большого числа измере-, ний. 1 ил.

1437876

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля стациокаркости случайного процесса.

Цель изобретения — расширение функ5 циоыальных возможностей за счет возможности контроля стационарности случайных процессов с неизвестным законом распределения. lG

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство -содержит (N-1) регистров 1 (N — число каналов анализа), регистр 2 допуска, схему 3 сравнения, 15 в первых (N-1) каналах схемы 4 сравнения, в каждом канале вторые счетчики 5 и первые счетчики 6, счетчик

7, в первых N-1 каналах первые 8., вторые 9 и третьи 10 элементы И, 20 первый 11, второй 12, третий 13 и четвертый 14 элементы И, в первых

N-1 каналах четвертые 15 и пятые 16 элементы И, элемент ИЛИ 17„ в каждом канале первые элементы ИЛИ, пер- 25 вый 18 и второй 19 элементы ИЛИ, в первых N-1 каналах вторые 20 элементы ИЛИ, в каждом канале группы 21 элементов И, в каждом канале.„ триггеры 22, триггер 23, формирователь 24 30 импульсов и переключатель 25.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 22 установлены в нулевое состояние, соответствующее подаче разрешающего потенциала на вход соответствующего элемента И 9, с выхода И-го триггера ° разрешающий потенциал подается на вход элемента И 11 . Счетчик 7 уста- gg новлен в состояние "0", в регистр

2 занесено значение максимально допустимой для заданного числа стати стических экспериментов разности теоретических и экспериментальных частот абсолютных попаданий. В счетчики

5 и 6 последнего Ю-го канала анализа заносится код числа проводимьж экспериментов одной серии испытаний. В регистры 1 заносятся интервалы разря" дов гистограммы известного или предполагаемого закона распределения. Если закон распределения амплитуд случайной функции известен, то в i-A cvexчик (1 — 1, 2, .. °, 11-! ) заносятся про-55 изведения значений ординат предполагаемой функции распределения на число съемов чисел или измерений амплитуд случайной функции (значение

И-х счетчиков 5 и 6) Если закон неизвестен, то каждый i-й счетчик 5 устанавливается в состояние 0".

В зависимости от того, известен или неизвестен закон распределения случайных чисел или амплитуд случайной функции, переключатель 25 переводится в соответствующее положение.

Режим 1 (закон известен). Переключатель 25 находится в верхнем положении. Разрешающий потенциал через элемент ИЛИ 19 подается на формирователь импульсов 24, который своим импульсов переводит или подтверждает нулевое состояние триггеров 22 и

23, переписывая содержимое счетчиков

5 в соответствующие каналу счетчи" кк 6.

При поступлении на вход устройства первого числа Х осуществляется его сравнение схемами 4 с содержимыми регистров 1, при этом в случае, если содержимое К-го регистра (К=l, 2,..., N-1) А> будет больше поступившего ка вход устройства числа

Х,<(А„) Х ), то на выходе К-й схемы сравнения формируется разрешающий потенциал.

Тактовые импульсы через открытый элемент И 11 поступают на элементы И 9, при этом в разрядах, где с выхода схемы 4 сравнения подается разрешающий. потенциал, этот сигнал проходит через открытые элементы

И 9, ИЛИ 20, И 15 на вычитающкй вход соответствующего счетчика 6, уменьшая на единицу содержимое счетчиков тех разрядов, где на выходе схемы 4 сравнения имеется разрешающий потенциал. При поступлении на вход устройства второго числа Х р осуществляются процессы, аналогичные укаэанным. Идентичные процессы происходят до тех пор, пока при поступлении некоторого 3-ro числа Х содержимое какого-либо счетчика 6, например 1-ro, не равно кулю. Нулевой код 1-ro счетчика обуславливает появление разрешающего потенциала на инверсном выходе элемента

ИЛИ 17, устанавливающего 1-й триггер 22 в единичное состояние, открывая 1 и элемент И 8 и закрывая 1-й элемент И 9 °

При поступлении ка информационный вход устройства следующего числа Х,< поданный на тактовый вход сигнал проходит через элемент И 11

I 4378 ня входы элементов И 8, 9. В зависимости от состояний триггеров 22 в разрядах, где на выходе схемы 4 сравнения имеется разрешающий потенциал, этот сигнал поступит через эле5 мент И 9 или 8 на вычитающий или суммирующий вход, соответствующий названным схемам 4 сравнения. Так осуществляется вычисление модуля разности между теоретическим значением и числом попаданий в процессе статического эксперимента случайных чисел в N-1 интервалах.

При выполнении заданного числа статических экспериментов в N-м счетчике 6 устанавливается нулевой код, следовательно, с инверсного выхода элемента HJIH 17 N-го разряда подается разрешающий потенциал, устанавливающий 11-триггер 22 в единичное состояние, при котором на вхо ды элементов И 1! и !2 соответственно подаются запрещающий и разрешающий потенциалы. 25

Таким образом, в каждом К-м счетчике находится разность между числом попаданий в К-й интервал случайных чисел в ходе проведения статистического эксперимента и числом, предусмотренным законом распределения.

Если содержимое хотя бы одного счетчика 6 не равно нулю, то с прямого выхода элемента ИЛИ 18 на вход элемента И 12 подается разрешающий потенциал. Сигналы с тактового входа устройства через элемент И 12 поступают на входы элементов И 10 и счетчика 7. Если содержимое 1-го счетчика 6 равно нулю, то с прямого 4О выхода 1-ro элемента ИЛИ 17 нулевой потенциал подается на вход элемента

И 10, загрещая прохождение импульсов на вход счетчика 6.

Таким образом, на вход счетчика 7 45 поступают импульсы до тех пор, пока не равно нулю содержимое всех счетчиков 6, в результате чего содержимое счетчика 7 равно максимальной разности между числом попаданий в каждый из интервалов случайных чисел в ходе проведения данной серии статистического эксперимента и числом, предусмотренным законом распределения. . 55

Если содержимое всех счетчиков 6 равно нулю, то на прямом выходе элемента ИЛИ 18 имеется потенциал, запрещающий дальнейшее прохождение

76 4 через элемент И 12 сигналов тактового входа устройства, на инверсном выходе N-го элемента ИЛИ IS имеется разрешающий потенциал, свидетельствующий об окончании данной серии эксперимента.

В результате проведения первой серии статистического эксперимента устанавливается факт истинности гипотезы о правдоподобии .выбранного закона распределения случайных чисел (амплитуд случайных процессов). Если содержимое счетчика 7 меньше записанного в регистр 2 максимально допустимой для заданного в серии числа статистических экспериментов теоретических и экспериментальных частот абсолютных попаданий, то на первом выходе схемы 3 сравнения имеется разрешающий потенциал, который через элемент И 14 подается на первый вход устройства, в противном Случае разрешающий потенциал со второго выхода схемы 3 сравнения поступает через элемент И 13 на второй выход устройства. Разрешающий потенциал со второго выхода устройства подается также через элемент ИЛИ 19 на вход формирования импульсов 24, который сформированным импульсом установит устройство в исходное состояние. В случае формирования разрешающего потенциала на первом выходе устройство прекращает процесс функционирования, сигнализируя о нестационарности случайного процесса.

Режим 2 (закон неизвестен).

Переключатель 25 находится в нижнем положении. Разрешающий потенциал подается на единичный вход триггера

23, в результате чего элемент И 15 закрывается, а элемент И 16 открывается, обеспечивая поступление импульсов первой серии экспериментов на входы счетчиков 5. В результате проведения первой серии экспериментов в счетчиках 5 имеются числа попаданий (значений амплитуд).в заданный интервал гистограммы. Значения названных чисел принимаются в качестве эталонной функции. Далее процессы функционирования устройства в режиме 2 идентичны работе устройства в режиме 1.

Формула изобретения

Устройство для контроля стацио-: нарности случайного процесса. со1437876 держащее регистр допуска, схему сравнения, счетчик, элемент ИЛИ, четыре элемента И и И каналов анализа, каждый из которых, кроме последнего, содержит схему сравнения, регистр, счетчик, три элемента И, два элемента ИЛИ и триггер, N-й канал анализа содержит счетчик, триггер и элемент ИЛИ.„ выход первого. элемента

И в каждом из И-1 каналов анализа

55 подключен к суммирующему входу счет-чика своего канала, первые входы первого и второго элементов И в каждом из N-l каналов анализа объединены и подключены к выходу схемы сравнения своего канала, первая группа входов схемы сравнения в каждом из И-1 каналов анализа подключена соответственно и группе выходов регистров своего канала, а вторые группы входов схем сравнения всех N-1 каналов анализа объединены и образуют группу информационных входов устройства, прямой и инверсный выходы триггера в каждом из И-! каналов анализа подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И своего канала, третьи входы первого и второго элементов И всех N-l каналов анализа и счетный вход счетчика И-ro канала объединены и подключены к выходу первого элемента И, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента И и является входом тактировапия устройства, второй вход первого элемента И соединен с инверсным выходом триггера N.-го канала анализа, вход триггера каждого канала соединен с инверсным выходом элемента

ИЛИ своего канала, входы которого подключены соответственно к вьгходам счетчика своего канала, прямой выход триггера И-го канала подключен к второму входу второго и первым входам третьего и четвертого элементов И, входы кот6рых являются соответственно первым и вторым выходами устройства, третий вход второго элемента И соединен с прямым выходом элемента ИЛИ, инверсный выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого .элементов И, третьи входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам схемы сравнения, первая группа входов которой соединена соответственно с группой выходов регистра допуска, а вторая группа входов схемы сравнения соединена с группой выходов счетчика, вход которого соединен с первыми входами третьих элементов И И-1 каналов анализа и подключен к выходу второго элемента

И, прямой выход первого элемента ИЛИ в каждом из И-1 каналов анализа соединен с вторым входом третьего элемента И своего канала и с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход второго элемента И в каждом из N-) каналов анализа подключен к первому входу второго элемента ИЛИ своего канала, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И своего канала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности контроля стациопарности случайных процессов с неизвестным законом распределения, в пего введены переключатель, формирователь импульсов, триггер, в каждый канал устройства введены второй счетчик и группа элементов И, а в 1Ч-1 каналов введены четвертый и пятый элементы

11, причем в каждом из И-1 каналов выход четвертого элемента И соединен с первым вхоцом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу переключателя, а выход к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом сброса триггера и первыми входами элементов И групп всех каналов анализа, вторые входы которых соединены соот-. ветственно с разрядными выходами вторых счетчиков своего канала, а выходы — с разрядными входами первых счетчиков своего канала, установочный вход триггера подключен к второму выходу переключателя, вход которого является входом единичного сигнала устройства, инверсный и прямой выходы триггера соединены с первыми входами соответственно четвертого и пятого элементов И N-1 каналов, выходы которых соединены соответственно с вычитающим входом первого и счетным входом второго счетчиков своего- канала, выход второго элемента ИЛИ каждого из (N-!)-каналов соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И своего канала.