Устройство для вычисления средних значений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических Реслублик (») 485455 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено11.04.74 (21) 2015231/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) ОпубликованЫ5.09.75 Бюллетень ¹» (51) M. Кл.

606т 15/36

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР аа деном иэааретений н открытий (бЗ) УДК

681.325 (088.8) (45) Дата опубликования описания 3О О1 76 (72) Авторы изобретения В. И. Жулев, Ю. Д. Матюхин и Г. А. Садовский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ т

К,„= Z —, si g n (х; -х,, ) (2) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в статистических анализаторах и специализированных измерительных устройствах.

Известное устройство для определения средних значений, реализующее один из алгоритмов стохастической аппроксимации, содержит аналого-цифровой преобразователь, генератор импульсов, счетчики, схему сравнения кодов, элементы И и ИЛИ.

11ель изобретения — упростить устройство и повысить помехоустойчивость вычислений.

Для этого в устройство введены третий счетчик и цифровой нуль-орган, входы ко- 15 торого соединены с выходами второго и третьего счетчиков, выход цифрового нульоргана подключен к входу реверсивного счетчика и к шине сброса второго счетчика,. выходы триггера подключены к элементу ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход соединен с выходом первого счетчика, а выход элемента И подключен к третьему счетчику.

В основу работы предлагаемого уст- 2б ройства положен модернизированный Фабианом алгоритм стохастической аппроксимации Роббинса Монро, согласно которому оценка среднего искомой величины определяется по следующему рекуррентному соотношению

Х =Х„<«nsiyn(xn-x„,), (<) где m — величина первого шага.

Переходя от рекуррентного соотношения к непрерывной сумме членов ряда, алгоритм (1) можно представить в виде

Известно, что сумма (2) сходится с вероятностью единица к математическому ожиданию. Для ускорения сходимости накладывают условие Кестена, которое закшочается в том, что если разность (Х -Х j т) 3 не изменила знака, то следующий (14 1, ).ЫИ шаг делается с тем же весом в)

Изобретение заключается в структурной реализации алгоритма стохастической аппроксимации (2) с учетом условия Кестена.

На чертеже дана структурная с,хема предлагаемого устройства.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, схему 2 сравнения кодов, реверсивный счетчик 3, триггер 4, генератор импульсов 5, счетчики 6,7 и 8, цифровой нуль-орган 9, элемент задержки 10, элемент И 11 и элемент ИЛИ 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все счетчики обнулены за исключением счетчика 7, в который записана "1". Триггер 4 находится в таком состоянии, при котором реверсивный счетчик 3 работает в режиме сложения.

С началом работы на выходах аналого-цифрового преобразователя 1 хранится код, соответствующий первому значению Х1 исследуемого случайного процесса, а генератор импульсов 5 начинает вырабатывать последовательность импульсов, которые поступают на счетчики 6 и 8, Вследствие того, что в счетчике 7 в исходном состоянии записана единица, то с приходом первого импульса в счетчик 8 срабатывает цифровой нуль-орган 9, так как коды счетчиков 7 и 8 становятся равными. Цифровой нуль-орган вырабатывает сигнал, поступающий на шину сброса счетчика 8 в нулевое состояние и на счетный аход счетчика 3. Таким образом, в течение первого шага цифровой нуль-орган выдает сигналы на каждый импульс генератора импульсов 5 до тех пор, пока не заполнится полностью счетчик 6, емкость которого равна/И .

При этом в реверсивном счетчике за время первого шага запишется то же число N .

Импульсом переполнения счетчика 6 включается схема сравнения кодов 2, работаюшая таким образом, что при включении она выдает импульс по одному из вЫ.ходов, соответствующему знаку разности содержимого реверсивного счетчика 3 и преобразователя 1.Если Х1) f71, тэ сигнал

1 со с.хемы 2 не изменит состояние триггера 4 и в счетчике 7 останется число 1", т.е. второй шаг будет просачиваться с тем же весом Ф (условие Кестена). Если

X > <, то триггер 4 опрокидывается, счетчик 3 ставится в режим вычитания.

При этом перепадом напряжения, снима5 время, необходимое для сравнения кодов и переключения триггера 4 и счетчика 7, 10

55 емым с триггера 4, через схемы ИЛИ 12 и И 11 в счетчике 7 записывается число" 2".

Тем же импульсом переполнения счетчика 6, задержанным элементом .задержки 10 на дается команда преобразователя 1 на следующее измерения, в результате чего на его выходах появляется код значения Х1.

Предположим, что в результате просчета первого шага Xl(f5, т.е. триггер 4 изменил свое состояние и в счетчике 7 записалось число "2". В течение второго шага цифровой нуль-орган выдает сигнал на каждый второй импульс генератора импульсов. B итоге на счетчик 3 поступит 1/2 импульсов. После переполнения счет чика 6 осуществляется сравнение значения Х2 с содержимым реверсивного счетчика и в зависимости от знака рафности в счетчике 7 либо остается число 2", либо записывается число "3". В последнем случае при третьем шаге на счетчик 3 поступит Ф/3 импульсов. Дальнейшая работа схемы происходит аналогично.

После того как генератор импульсов выдаст 1 бЮ импульсов, он прекращает свою работу. В результате в реверсивном счетчике 3 накапливается сумма, характеризующая среднее значение исследуемого процесса.

Предмет изобретения

Устройство для вычисления средних значений, содержащее соединенный с входом устройства аналого-цифровой преобразователь и реверсивный счетчик, выходы которых подключены к соответствующим входам с.хемы сравнения кодов, выходами соединенной через триггер с управляющи- . ми аходами реверсивного счетчика, генератор импульсов, подключенный к первому и второму счетчикам, причем выход первого счетчика подключен к управляющему входу схемы сравнения кодов и через элемент задержки — к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, элементИЛИи элемент И, отличающее с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения помехоустойчивости, в него введены третий счетчик и цифровой нуль-орган, входы которого соединены с выходами второго и третьего счетчиков, выход цифрового нуль-органа подключен к выходу реверсивного счетчика и к шине сброса второго счетчика, вы485455

Составитель И.Шелипова

Редактор Г.фадеева Техред H.Õàíååâà «РР« ор Т.Фисенко

И . W)068

Заказ .33

Тираж 679

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Прсдприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24.ходЫ триггера подключены к выходам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, а выход элемента И подключен ко входу третьего счетчика.