Устройство для определения времени стационарности случайных процессов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 705474 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.05.77 (21) 2484005/18-24 (61)М. Кл.

G 06 O 7/52 с присоединением заявки A

Пюударстааненб камнтат

CCCP ае делам изобретений н атарытнл (2З) Приоритет

Опубликовано 25.12.7Э.Бюллетень № 47 (53) УДК 681.333 (088.8) Дата опубликования описания 28.12.78 (72) Авторы изобретения

B. В. Ионов и В. Н. Кунин

Владимирский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ

СТАЦИОНАРНОСТИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к устройствам для анализа статистических данных, в ° .частности к устройствам для определения характеристик случайных процессов.

Известно устройство для определения времени стационарности случайных процессов путем анализа последовательных выборок определенной длительности из случайного процесса (1).

Такие устройства определяют по выборке анализируемого процесса одну из его характеристик (математическое ожи дание и дисперсию).

Недостатком этих устройств является невысокая достоверность результата, так как стационарность исследуемого процесса может нарушаться по такому параметру, который не анализируется устройством.

Указанный недостаток устранен в устройствах, анализирующих плотность распределения процесса.

Известно наиболее близкое к изобретению устройство для определения вре мени стационарности случайного процес са путем построения по выборкам гисто грамм (2).

Устройство содержит амплитудный

5. анализатор, а также блок регистрации, амплитудный модулятор, ключ, блок случайного включения заданного интервала измерений и блок памяти.

В результате нескольких измерительных циклов в блоке памяти устройства накапливаются данные соответствующего числа гистограмм, причем первую гистограмму получают в результате обработки всех измерительных циклов, вторую гистрограмму — в результате;обработкивсех циклов, кроме бдного, и т. д. !

Оптимальная длительность реализации для выявления стационарности слу«а- чайного процесса равна интервалу одного измерения, умноженному на количество измерительных циклов для той гистограммы, начиная с которой оценки статистических характеристик отличаются на 05474 величину, не превышающую заданную; погрешность.

Недостатком известного устройства является низкая точность определения времени стационарности. Эта точность

:равна цлительности одного измеритель ного цикла, которая может быть значительной. Кроме того, известное устройство не позволяет получать результат в реальном времени, а само устройство является весьма сложным.

Цель изобретения — повышение точности при опрецелении времени стационарности случайных процессов при работе в реальном времени.

Эта цель достигается тем, что в устройство введены блок центрирования и нормирования, блок разнесенных по частоте фильтров и блок умножения, выход которого соединен с входом амплитудного анализатора, входы блока умножения подключены к соответствующим выходам блока разнесенных по частоте фильтров, вход которого соецинен с выходом блока центрирования и нормирования, вход которого является входом устройства.

Структурная схема устройства изображена на чертеже.

Оно содержит блок 1 центрирования и нормирования (входного случайного процесса, блок 2 разнесенных по частоте фильтров, блок 3 умножения (выходных сигналов фильтров) и амплитудный анализатор 4.

Исследуемый случайный процесс (1) поступает на вход блока 1 центрирования и нормирования, на выходе которого образуется процесс ® Ь)-и

6g

Величина М g u Gg — соответственно математическое ожицание и среднеквадратичное отклонение исследуемого процесса, полученные в предположении о его стационарности из статистических наблюдений или из теоретической моделй процесса.

Если лроиесс f ($), реево как и (H) стационарный, то отклики выходных сигналов блока 2 разнесенных по частоте фильтров не коррелированы между собой.

В этом случае амплитуца сигнала на выходе блока 3 умножения мала и не превышает заданный в амплитудном анализаторе 4 порог+, который для нормирован,ного и центрированного процесса не зависит от 9,g ив т. е. -А < О ц;) (А, где А О..

При нарушении стационарности исслецуемого процесса по любому его параметру выходные сигналы блока 2 фильтров окажутся коррелированными. Значения

5 коэффициентов корреляции 1 (Х „X ) к определяются для -нормированного и цент))ированного процесса функцией спектральной корреляции (в некоторых литературны источниках ее называют просто спектром

10 нестационарного процесса).,В этом случае амплитуда напряжения Q ($) на выходе блока 3 умножения возрастает. и превышает порог+A. Анализатор 4 в реальном времени выдает сигнал о на15 рушении стационарности анализируемого процесса. Таким образом временем стационарности случайного процесса является интервал наблюдения, для которого 0(+) j (Д . Это означает, 20 что на иптервалах времени между двумя соседними сигналами с амплитудного айализатора 4 входной процесс является стационарным. В результате время стационарности процесса оказывается опре25 деленным в реальном времени с высокой точностью. По времени существования сигнала на амплитудном анализаторе можно судить о длительности возмущения, нарушившего стационарность процесса.

Формула изобретения

35 1

Устроиство для определения времени стационарности случайных процессов, содержащее амплитудный анализатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

40 целью повышения точности в устройств во введены блок центрирования и нормирования, блок разнесенных по частоте фильтров и блок умножения, выход которого соединен с входом амплитудного

45 анализатора, входы .блока умножения подключены к соответствующим выходам блока разнесенных по частоте фильтров, вход которого соединен с выходом блока центрирования и нормирования, вход

50 которого является входом устройства

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 453699, кл, G 06 Г 15/36, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 318032, кл. G 06 F 15/36, 1972 (прототип) .

Составитель В. Жовинский

Редактор Б. Герцен Техред Jf, Алферова Корректор M. 11емчик

Заказ 8033/53 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР, IIo делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4