Устройство для псевдообращения матриц

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 894722 (61 ) Допол ни тел ь ное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 140480 (21) 2910490/18-24 с присоединением заявки,% (23)Приоритет

Опубликовано 30,1281. Бюллетень %48

Дата опубликования описания 30.1231 (53)M. Кл.

6 06 Г 15136 (оеударстекииый комитет

СССР ао делам изобретеиий и открытий (53) УДК681.325 (088. 8) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПСЕВДООБРАЩЕНИЯ МАТРИЦ

Изобретение относится к вычисли= тельной технике и предназначено для использования в системах обработки информации, поступающей от сложных динамических объектов одноразового применения или объектов (систем), в которых получение ансамблей реализаций случайных; процессов невозможно.

Известен способ для псевдообращения матриц. Этот способ может быть реализован устройством, содержащим счетчик входного сигнала, логические элементы И, множительные, запоминающее и вычислительное устройства, реализующее итерационную процедуру нахождения псевдообратной матрицы (1 1.

Недостаток данного устройства большое время вычисления псевдообратной матрицы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее счетчик входного сигнала, блок формирования корреляционной матрицы входного сигнала, блок обращения корреляционной матрицы и запоминающее устройство, причем выходы счетчика входного сигнала соединены с входами блока формиро5 вания корреляционной матрицы. входного сигнала, а выход — со входом блока обращения матрицы, выходы блока обращения матриц соединены со входом запоминающего устройства. Выход запоминающего устройства является выходом устройства (2).

Недостатком известного устройства является то, что необходимо- решать

15 задачу обращения матрицы корреляционных функций входного сигнала, которая вырождена. Эта матрица является вырожденной, когда на вход систем обработки поступают единичные реали20 зации случайных процессов. Применение метода регуляризации решения и метода псевдообращения не приводят к существенному снижению числа операций, реализуемых устройством.

894722

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для псевдообращения матриц содержит счетчик 1,вход которого соединен с выходом элемента И 2.Выходы счетчика 1 соединены с одними входами элементов И 2, умножителей 3,,вторые входы элементов И 2 соединены с выходами колй цевого счетчика 4, а выходы каждого элемента И 2 - со вторыми входами всех первых умножителей 3. Первый вход элемента И 2 является входом устройства, а второй вход соединен с выходом кольцевого счетчика 4.

Выходы первых умножителей 3 соедине45

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Для достижения поставленной цели -в устройство для псевдообращения матриц, содержащее счетчик и блок памяти, выходы которого являются выходами устройства, введены группа элементов И, две группы умножителей, группа квадраторов, сумматор, квадратор, нелинейный элемент, 10

9 генератор импульсов, коль цевой счетчик и элемент И, первый вход которого является входом устройства, .второй вход элемента И подключен к выходу кольцевого счетчика, а выход 15 элемента И соединен со входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с первыми входами соответствующих умножителей первой группы, а также с первыми и вторыми входами 20 соответствующих квадраторов группы, выходы которых соединены со входами сумматора, выход которого соединен с первым и вторым входами квадратора, выход которого соединен со входом 25 нелинейного элемента, первый выход которого соединен с первыми входами умножителей второй группы, а второй выход нелинейного элемента соединен со входом генератора импульсов, вы- З0 ход которого соединен со входом кольцевого счетчика, разрядные выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих элементов И, выходы которых объединены и подключены ко вторым входам умножителей первой группы, выходы которых соединены со вторыми входами соответствующих умножителей второй группы, выходы которых соединены с соответствующими 40 входами блока памяти. ны с первыми входами других умножителей 3. Вторые входы умножителей

3 соединены с выходом нелинейного элемента 5, а выходы - со входами блока 6 памяти. Входы квадраторов 7 соединены с выходами счетчика 1, а выходы — со входами сумматора 8.

Выход сумматора 8 через квадратор 7 соединен со входом нелинейного элемента 5. Вход генератора импульсов 9 соединен с выходом нелинейного элемента 5, а выход — со входом кольцевого счетчика 4, выходы счетчика

4 соединены со вторыми входами элементов И 2, выход счетчика 4 соединен со своим входом выходы блока б памяти являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом.

На вход: счетчика 1 через открытый элемент И 2 поступают выборки входного сигнала. Элемент И 2 открыт, когда на втором входе имеется сигнал с выхода кольцевого счетчика 4.

Сигналы со всех выходов счетчика 1. (даже если они нулевые) поступают на входы умножителей 3, первые входы элементов И 2 и квадраторов 7. Сигналы с выхода квадраторов суммируются в сумматоре 8, проходят через еще один квадратор 7 и поступают на вход нелинейного элемента 5. На выходе нелинейного элемента формируется сигнал, обратно пропорциональный квадрату входного сигнала. Этот сигнал. поступает на вход генератора

9 импульсов и вторые входы других умножителей 3. Импульсы с выхода генератора 9 импульсов начинают поступать на вход кольцевого счетчика

4. На выходе счетчика 4 появляется сигнал С, который открывает один элемент И 2. Сигнал с одного из выходов счетчика 2 (с первого выхода) поступает на вторые входы всех первых умножителей 3. На. выходе этих умножителей 3 формируется строка корреляционной матрицы входного сигнала. Элементы этой строки поступают на первые входы других умножителей

З.,вторые входы которых соединены с выходом нелинейного элемента 5.На выходе умножителей 3 получается строка псевдообратной матрицы, ко- . торая запоминается в блоке б памяти.

Через время Г, равное времени вычисг ения строки псевдооГратной матрицы, появляется сигнал С на выходе кольцевого счетчика 4 и снимается

894722

Формула. изобретения

Устройство для псевдообращения матриц; содержащее счетчик и блок памяти, выходы которого являются выходами, устройства,. о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью. повышения быстродействия устройства, оно содержит группу. элементов И, две группы умножителей, группу квадраторов, сумматор, квадратор, нелиней ный элемент, генератор импульсов, кольцевой счетчик и элемент И, пер- вый вход которого является входом устройства, второй вход элемента И подключен к выходу кольцевого счетчика, а выход элемента И соединен

25

30 сигнал С1. Начинается цикл вычисления второй строки псевдообратной матрицы аналогично описанному выше.

Эти операции повторяются, пока не вычислены все строки псевдообратной матрицы.

Использование новых элементов выгодно отличает предлагаемое устрой- . ство от известного так как уменьшается время на выполнение операций обращения матрицы и сама операция обращения .заменяется одной операцией умножения элементов матрицы корреляционных функций входного сигнала на некоторый постоянный множитель. 15 со входом счетчика, разрядные выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И группы, первыми входами соответствующих умножителей первой группы, а также с первыми и вторым входами соответствующих квадраторов группы, выходы которых соединены со входами сумматора, выход которого соединен с первым и вторым входами квадратора, выход которого соединен со входом нелинейного элемента, первый выход которого соединен с первыми входами умножителей второй группы, а второй выход нелинейного элемента соединен со входом генератора импульсов, выход которого соединен со входом кольцевого счетчика, разрядные выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих элементов И, выходы которых объединены и подключены ко вторым входам умножителей первой группы, выходы которых соединены со вторыми входами соответствующих,умножителей втоРой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами блока памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Зарубежная радиоэлектроника", 1976, Ю 8, с. 54.

2. 1ивин И.А. Цифровые фильтры.

- - Связь", 1979, с. 146 (прототип).

894722

Составитель Р.. Карасов

Редактор Л. Пчелинская Texpep, M. Tenep Корректор А. Ференц

Заказ 11491/79 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4