Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса

 

О П И С А H — È--%ИЗОБРЕТЕНИЯ

gi) 46736

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.12.73 (21) 1984305/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.75. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 06.08.75 (51) М. Кл. б 06g 7/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР ро делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3(088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Волков, В. В. Мотов и В. К. Семенычев

Куйбышевским политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ИЗМЕНЧИВОСТИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение-относится к областй вычислительной техники и может быть использовано для измерения статистических харакгеристик случайных процессов, представленных в аналоговой форме.

Известно устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса, содержащее сумматор, первый вход которого подключен ко входу устройства, умножитель, первый вход которого соединен со входом устройства,. а второй с выходом сумматора, усредняющий фильтр, вход которого подклю.чен к выходу умножителя.

Однако известное устройство обладает. погрешностью от смещенности, требует. априорного знания закона распределения исследуемого процесса и обеспечения положительности значений реализации случайного процесса.

Целью изобретения является повышение точности определения.

Постоянная цель достигается тем, что устройство содержит линейный преобразователь, выход которого соединен со вторым входом сумматора, блок управления, вход которого подключен к выходу усредняющего фильтра, а выход — к управляющему входу линейного преобразователя, инвертор, выход которого соединен с третьим входом сумматора и с входом линейного преобразователя, и и последовательно соединенных между входом устрой2 ства и входом инвертора фильтров нижних частот.

Блок-схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Устройство состоит из и фильтров 1 нижних частот, инвертора 2, которые последовательно подключены к входной клемме, линейного преобразователя 3 с регулируемым коэффициентом преобразования, сумматора 4, умножите10 ля 5, выход которого через усредняющий фильтр 6 и блок управления 7 подключен к управляющему входу линейного преобразователя 3. Первый вход умножителя 5 подключен к входной клемме, а второй — к выходу сум15 матора 4, первый вход которого подключен ко входной клемме, а второй и третий подключены к выходу инвертора 2, причем . второй вход — через линейный преобразователь 3 с регулируемым коэффициентом преобразова20 ния.

При подаче на вход устройства нецентрированного случайного процесса X(t) сигнал на выходе сумматора 4 будет равен

Y (t) = а, Х(/) — h () X(t — с) дт— — K (t (:) X(t ) (,), 467362

15 х Jл(t)x(t — )h()d

35 „+ т„

2 2.+" (()р() о хи+ 1

1 -+- x J h () p (-.) df о

В идеальном случае ность от смещенности

К=х2. Оценим погреш1 + "Ай h() рх (т) d п

Тсм—

К h()p()d (1+ ) о

1 + х* Й() р, (z) а б и т

3 где Й()= . (— ) е — импульсная характеристика, фильтра, составленного из п фильтров 1 нижних частот с передаточными функциями к(р) =

a) — коэффициент преобр азования сумматора

4; К вЂ” значение регулируемого коэффициента преобразования линейного преобразователя 3.

На выходе умножителя 5 получим

Z(t) = а,а, .Х (t) — (1 + К) )< где а2 — коэффициент преобразования умножителя 5.

Блок управления 7 под действием входного сигнала будет изменять коэффициент преобразования К линейного преобразователя 3 до тех пор, пока этот сигнал, являющийся оценкой математического ожидания сигнала с умножителя 5, не станет равным нулю. В установившемся режиме будем иметь т, = а у б(, (о, + т„— (1 — К) Р, X (т -)- а .(Д () p () dh) ) =- О.

К независимо от коэффициентов преобразования а) и а2 сумматора 4 и умножителя 5 равно

4

При любой нормированной автокорреляционыой функциц (()„(z) чем больше n — число применяемых фильтров 1 нижних частот, тем в большем диапазоне изменения т (от 0 до, по крайней мере, т — — ) д„(т)(Кт) и тем меньше о величина j Й(т)Е„(т)бт будет отличаться от нуля. Выбор необходимого числа и фильтров нижних частот с любыми постоянными времени позволяет или снизить погрешность от смещенности (до 0 при и — )-оо) или уменьшить длительность реализации (до тк при n oo), не увеличивая погрешности от смещенности.

Пример. Пусть имеет случайный процесс т с д(т) =1- < > и пусть =0,1, а максимальное значение коэффициента изменчивости случайного процесса равно х=1. Тогда при

n=1, бэсм=0,16; при n=2, 7сÄ=0,015, при

n=3, усом=0,0016.

Результаты измерения могут быть получены в виде показаний стрелочного прибора или в виде электрического сигнала (например, при использовании последовательно включенных источника эталонного постоянного напряжения и второго линейного преобразователя с регулируемым тем же блоком управления 7 коэффициентом преобразования) .

Предмет изобретения

Устройство для определения коэффициента изменчивости случайного процесса содержащее сумматор, первый вход которого подключен ко входу устройства, умножитель, первый вход которого соединен со входом устройства, а второй — с выходом сумматора, усредняющий фильтр, вход которого подключен к выходу умножителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, устройство содержит линейный преобразователь, выход которого соединен со вторым входом сумматора, блок управления, вход которого подключен к выходу усредняющего фильтра, а выход — к управляющему входу линейного преобразователя, инвентор, выход которого соединен с третьим входом сумматора и с входом линейного преобразователя, и и последовательно соединенных между входом устройства и входом инвертора фильтров нижних частот, Редактор B. Нанкина

Составитель А. Карасов

Техред Л. Миронова

Корректор Л. Котова

Заказ 1810/9 Изд. № 1364 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Г осударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр Сапунова, 2