Генератор случайных процессов

 

ОП HCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВХ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 201178 (21)2685193/18-24 р )м. кл.

G 06 F, 7/58

G 07 С 15/00 с присоединением за»вки Нов

Государственный комитет

СССР

9 во де»ам изобретений и открытий (23) йриоритет—

Опубликовано 23,02.81.Ьюллетень Ж 7 (53) УДК 681 ° 325 (088.8) Дата опублнновани» описани» 250281 (72) Автор изобретения

А. Г. Снвгурова

/JAN

Северо-Западный заочный политехнический ннсУМтут--—

I (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЦХ ПРОЦЕССОВ"

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для формирования случайных процессов с заданной й-мерной плотностью вероятности.

Известен генератор случайных про-. цессов, содержащий блок функциональных преобразователей, задающиХ законы распределения цепи, вариаторы, резис- тор и т. д. (1) .

Однако это увеличивает время перестройки и его габариты. наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является .генератор случайных процессов, содержа- тз щий генератор линейно изменяющегося напряжения, функциональный преобразователь, блок сравнения, интегратор, датчик случайных чисел 12 .

26

Недостатком этого устройстве является малая статистическая точность

Формируеьых случайных процессов, так как моделируемые процессы задайтся лишь одномерными функциями распаде- 2 ления, а одномерной Функции. распреде" ления в общем случае соответствует множество N-мерных распределений.

Цель изобретения — повышение статистической точности моделируеьвюх 30 процессов эа счет задания их М-мерной плотности вероятности.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор случайных процессов, содержащий датчик равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединей с первым входом умножителя, генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения и с входом интегратора, выход которого соединен с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с вйходом первого блока сравнения, второй вход которого является входом генератора, введены блок памяти, наборное поле, ключ, переключатель, второй блок сравнения и ячейка памяти, выход которой подключен к второму входу умножителя, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к первому входу ключа, второй вход которого объединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого является выходом генератора, объединено выходом блока памяти и подключен к входу генератора линейно изменяющегося напряжения, к третьему входу клю-. 807284 ча, к входу датчика равномерно распределенных случайных чисел и к первому и второму входам переключателя, третий вход которого соединен с выходом интегратора, а первый и второй выходы переключателя подключены соответственно к второму входу второго

5 блока сравнения и к входу ячейки памяти, выход ключа соединен с входом блока памяти, выходы которого через наборное поле подключены к группе входов интерполятора соответственно.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого генератора.

Генератор состоит из блока 1 памяти последовательного действия на (N-1)-ую запоминающую ячейку N-1, выход которого подключен к (М-1)-му входу наборного поля 2, выполненного на потенциометрах, М выходов наборного поля 2 соединены с М входами интерполятора 3 (например, электроннолучевой трубки типа "политрон"}, подключенного своим выходом к входу интегратора 4, выход которого соединен через переключатель 5 с первым входом блока б сравнения, второй вход которого соединен с выходом умножителя 7, подключенного своим пер-: вым входом к выходу датчика 8 равно- .мерных случайных чисел, а вторым входом к выходу ячейки 9 памяти, вход З0 которой соединен с вторым выходом переключателя 5. Выход блока б сравнения подключен к первому управляющему входу ключа 10, соединяющего вход блока 1 памяти и выход генератора M

11 линейно изменяющегося напряжения,, который, играя роль блока развертки, соединен также с входом интерполятора 3 и первым входом блока 12 сравнения, на первый вход которого поступает постоянное напряжение (установка).

Выход блока 12 сравнения соединен с управляющими входами переключателя

5, датчика 8 равномерных случайных чисел, а также управляющим входом

"сброс на нуль" интегратора 4. Выход блока 1 памяти соединен с вторым управляющим входом ключа 10 и переключателя 5, а также управляющим входом генератора 11 линейно меняющегося на- о пряжения.

Работа устройства основывается на следующей предпосылке: если промоделированы первые N-1 значения реализации случайного -процесса х<,...хы, H то в качестве й-ro значения берется верхнйй предел интегрирования в момент совпадения. очередного члена вЫборки равномерного на интервале (0,1) случайного числа r и величины @} интеграла (1)

65 где f (х„,...,х ) — заданная М-мерная плотность вероятности моделируемого случайного процесса;

f „ (х,...,х, „) — частная N 1 мерная плотность заданной Й-мерной плотности; х,...,х „ — промоделированные значения реализации случайного процесса;

xN — моделируемое значение реализации случайного процесса.

Перед работой.в запоминающем устройстве 1 записано й-1 произвольное значение напряжений хо,...,x . Пео реключатель 5 замыкает цепь йнтегратор 4-элемент 9 памяти. Ключ 10 размыкает цепь генератор 11 линейно меняющегося напряжения — блок 1 памяти. На второй вход блока 12 сравнения подано постоянное напряжение.

На потенциометрах наборного поля 2 записаны значения заданной плотности вероятности f(x„,...,х ) в различных сечениях х4 Const., х = Const, xN = Const

Работа устройства начинается запуском генератора 11 линейно меняющего-. ся напряжения, сигнал с выхода которого, пропорциональный значению х переменной и играющий роль развертки, поступает на вход интерполятора

3 и первый вход блока 12 сравнения.

Одновременно из блока 1 памяти на (N-1) вход блока коэффициентов подается й-1 сигналов хо,...,хо „, с выхода которого на Й управляющие входы (функциональные пластины) .интерполятора 3 поступают сигналы, пропорциональные М значениям заданной плотности вероятности сечения х = хо х2 = х,..., х 1= х . Тогда с

О выхода интерполятора 3 снимается сигнал, пропорциональный Г(х,...,x„), при меняющемся последнем аргументе, который далее интегрируется интегратором 4 и, следуя через переключатель

5, запоминается ячейкой 9. В тот Момент, когда сигнал с генератора 11 линейно меняющегося напряжения доф стигает своего наибольшего возможного значения, блок 12 сравнения, выдает сигнал, поступающий на управляющие входы генератора линейно меняющегося напряжения датчика равномерных случайных чисел, переключателя

5 и на вход "сброс на нуль" интегратора 4. По этому сигналу запускается вновь генератор 11 линейно меняющегося напряжения. Переключатель 5 заьыкает цепь интегратора 4-блок 6 сравнения. Датчик 8 равномерного 807284 случайного числа выдает очередной

:сигнал, который умножается умножителем 7 на значение напряжения, хранящееся в ячейке 9. С выхода умножителя 7 сигнал поступает на второй вход . блока 6 сравнения, на первый вход которого в это время с выхода интегратора 4 поступает сигнал, пропорциональный "" f (х о,..., х g) dxg .

В момент совпадения сигналов первого и второго входа блока 6 сравнения, он выдает сигнал, который поступает на управляющий вход ключа

10, и замыкает цепь генератор . 11 линейно меняющегося напряжечия-блок 1 памяти. В (й-1)-ой ячейке блока 1 памятй запоминается сигнал, являющий- 35 ся й-ым значением реализации моделируемого случайного процесса. С,выхода блока 1 памяти снимается сигнал, который подготавливает генератор к следующему циклу работы для 2О генерирования (й+1)-го значения моделируемого процесса, а именно, поступая на второй управляющий вход ключа 10, размыкает цепь генератор

11 линейно меняющегося напряженияблок 1 памяти, поступая на второй .управляющий вход переключателя 5, замыкает цепь интегратор 4-ячейки 9 памяти, кроме этого, сбрасывает на нуль интегратор 4 и запускает генератор 11 линейно меняющегося напря .жения. Описанный цикл работы повторя..тся. Таким образом, предлагаемое устройство моделирует негауссов стационарный процесс любой длины. Предлагаемое устройство может быть использовано для проверки статистических измерительных приборов, для сравнения эффективности различных процедур распознавания, идентификации, фильтрации и т. д. 40

Формула изобретения

Генератор случайных процессов., содержащий датчик равномерно распределенных случайчых чисел, выход которого соединен с первым входом умножителя, генератор линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения и с входом интерполятора., выход которого соединен с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, второй вход которого является входом генератора, о т.л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности генератора, он содержит блок памяти, наборное поле, ключ, переключатель, второй блок сравнения, и ячейки памяти, выход которой подключен к второму входу умножителя, выход которого подключен к первому входу второго блока сравнения, выход которого подключен к первому входу ключа, второй вход которого объединен с первым входом первого блока сравнения, выход которого является выходом генератора, объединен с выходом блока памяти и подключен к входу генератора линейно изменяющегося напгчжения, к третьему входу ключа, к входу датчика равномерно распределенных случайных чисел и к первому и второму входам переключателя, третий вход которого соединен с выхо ом интегратора, а первый и второй выходы переключателя подключены соответственно к. второму входу второго блока сравнения и к входу ячейки памяти, выход ключа соединен с входом блока памяти, выходы которого через наборное поле подключены к группе входов иитерполятора соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.- Авторское свидетельство СССР

Р 429420, кл. 6 06 F 1/02, 1972.

2. „Авторское свидетельство СССР

9 507874, кл. 6 06 G 7/26, 1974 (щютотип) . ао72З4

Закаэ 292!73

Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

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

Составитель A. Карасев

Редактор Л. Кевн Техред С. Мигунона Корректор H. МУска