Устройство для двумерного статистического анализа случайных процессов

Авторы патента:

G06G7/19 - для составления интегралов Фурье, интегралов Лапласа, корреляционных интегралов; для анализа или синтеза функций с помощью ортогональных функций (анализ Фурье или спектральный анализ G01R 23/16; анализирование или синтезирование речи G10L)

G06F17/15 - вычисление корреляционных функций

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Соцнвпнстнчесинк.

Республик ои903894 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07 ° 01 ° 80 (21) 2856555/18-24 с присоелннеииен заявки,%вЂ” (23) Приоритет

Опубликовано 07.02. 82- Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 09.02.82 (5l)NL. Кл.

006 F 15/З6

)аоударотееииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 3 (088.8 ) (72) Ааторы изобретения

Я. С. Окунь и В. С. Ветютин

Всесоюзный ордена Трудового Красно научно-исследовательский институт транспорта (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУИЕРНОГО СТАТИСТИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам и направлено на исследование: случайных процессов, в частности к установлению корреляционных связей между динамическими процессами в железнодорожном пути и подвижном составе с целью определения условий обращения подвижного состава по сети железных дорог.

Известно устройство для двумерного анализа случайных процессов, состоящее из магнитографа, первый выход которого подключен к входу нуль-органа и к входу блока выделения модуля, выход которого соединен с блоком амплитудного дискриминатора, а второй выход магнитографа подключен к блоку формирования импульсов; выход амплитудного дискриминатора и нульоргана соединены с выходом блока выделения максимумов и минимумов, выходы которых и блока формирования импульсов, подключены к блоку сортировки, состоя2 щего из пересчетных схем, блока управления, арифметического блока и блока памяти. Это устройство позволяет устанавливать корреляционную связь между амплитудами максимумовмаксиморумов и минимумов-минимору" мов только одного и того же процес" (1 ).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и конструк"

10 ции является устройство для установления корреляционной зависимости между максимумом-максиморумом одного процесса и наибольшим мгновенным значением второго процесса за время существования первого, состоящее из магнитографа, первый выход которого подключен к входу блока кодирования максимумов-максиморумов, а второй выход к блоку кодиров-чия мгновенных

20 значений; выход блока кодирования максимумов-максиморумов и мгновенных значений соединены посредством блока опроса и вывода кодов с блоком

3 двумерных

90389 распределепостроения ний (2).

Однако область применения этого устройст ва ограничена, так как оно имеет смысл только при очень малом времени существования импульса кромочного напряжения.

При большой длительности соотношение между двумя процессами становится неопределенным, так как наиболь р шее мгновенное значение второго процесса может иметь различный временный сдвиc относительно максимумамаксиморума первого процесса (как по величине, так и по знаку).

Цель изобретения вЂ” повышение точности устройства для обработки экспериментальных данных и создание универсального устройства для установления корреляционных связей между амплитудой максимума-максиморума одного случайного процесса и амплитудой синхронного мгновенного значения второго, которая существовала в момент достижения максимума-максиморума первым. Причем количество TB

;их парных выборок может быть очень

5ольшим (десятки, сотни тысяч).

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для двумерно -о статистического анализа случайных процессов, содержащее магнитограф, выход первого процесса которого подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя ампли35 туд максимумов-максиморумов первого процесса, выход второго процесса магнитографа подключен к информационному входу аналого-цифрового преобра10 зователя амплитуд мгновенных значений второго процесса,,информационый выход которого подключен к первому информационному входу блока опроса и вывода кодов, второй информационный вход которого соединен с инфор45 мационным выходом аналого-цифрового преобразоват еля амплит уд ма ксимумовмаксиморумов второго процесса, синхронизирующий выход которого подключен к синхронизирующему входу блока опроса и вывода кодов, выход которого соединен с блоком памяти, введены формирователь импульсов и генератор импульсов, выход которого подключен к синхронизирующим входам соот вет ст венно аналого-цифрового преобразоват еля амплитуд максимумов-аксиморумов первого процесса и ана4 4 лого-цифрового преобразователя амплитуд мгновенных значений второго процесса, при этом вход и выход формирователя импульсов соединены соответственно с установленными выходом и входом сост вет ст венно аналого-цифрового преобразоват еля амплитуд максимумовмаксиморумов первого процесса и аналогоо- цифрово го преобра зоват еля амплитуд мгновенных значений второго процесса.

На фиг. 1 показана структурная блок-схема предлагаемого устройства на фиг. 2 вЂ” характер случайных процессов и ординаты амплитуд между которыми устанавливается корреляционная связь.

Устройство включает в себя магнитограф 1, аналого-цифровой преобразователь(АЦП) 2 амплитуд максимумовмаксиморумов, формирователь 3 импульсов, аналого-цифровой преобразователь

4 амплитуд мгновенных значений, блок

5 опроса и вывод кодов и блок 6 памяти.

Магнитограф 1 служит для аналоговой записи и воспроизведения исследуемых процессов в виде электрического напряжения по методу частотной модуляции. Блок 2 представляет собой специализированный аналого-цифровой преобразователь (САЦП J, который состоит из сравнивающего устройства 7 (компаратора ), нуль-органа 8, элемента И 9, пятиразрядного счетчика

10, преобразователя 11 код-напряжение и элемента 12 задержки. Формирователь

3 импульсов представляет собой последовательно соединенные усилитель импульсов, одновибратор и усилитель мощности импульсов. Блок 4 представляет собой типовый аналого-цифровой преобразователь (ТАЦП ), состоящий из сравнивающего устройства 13 (компаратор), элемента И 14, пятиразрядного счетчика 15 и преобразователя

16 код-напряжения. Блок 5 опроса и вывод кодов состоит из усилителей считывания кодов, вентилей и усилителей сброса. Блок 6 памяти собран на ферритовых кольцах с прямоугольной петлей гистерезиса, прошитых определенным образом. В качестве блока памяти может быть использована также любая универсальная ЗВМ. Блок 17 представляет собой генератор импульсов для заполнения счет чиков (10 и

15) через элементы И (9 и 14 J с частотой около 100 кгц.

Устройство для двумерного статистического анализа случайных процеспервого процесса которого подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя амплитуд максимумов-максиморумов первоro процесса, амплитуд мгновенных значений второго процесса, информационный выход которого подключен к первому информационному входу блока опроса и вывода которого соединен с информационным выходом аналого- цифрового преобразователя амплитуд максимумов-максиморумов второго процесса, синхронизирующий выход которого подключен к синхронизирующему входу блока опроса и вывода кодов, выход которого соединен с блоком памяти, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точ ности установления корреляционных связей, оно содержит формирователь импульсов и генератор импульсов, выход которого подключен к синхронизирующим входам соответственно аналогоцифрового преобразователя амплитуд максимумов-максиморумов первого процесса и аналого-цифрового преобразо вателя амплитуд мгновенных значений второго процесса, при этом вход и выход формирователя импульсов соединены соответственно с установочными выходом и входом соответственно аналого-цифрового преобразователя амплитуд максимумов-максиморумов первого процесса и аналого-цифрового преобразователя амплитуд мгновенных значений второго процесса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 371583, кл. 606 F 15/36, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

N 354310, кл. 501 М 17/00, 1970 (прототип).

5 903894 6

Уст ройст во работ ает следующим об- Формула изобретения разом.

Электрический сигнал первого канала магнитографа 1 в аналоговой форме поступает на АЦП амплитуд максиму- s сов, содержащее магнитограф, выход мов-максиморумов 2, где на счетчике

10 формируется двоичный параллельный цифровой код способом и разрядного взвешивания. Однако счетчик 10 не опрашивается и не сбрасывается, пока 1р выход второго процесса магнитографа не поступит команда с нуль-органа 8, подключен к информационному входу которая дается только после пересе- аналого-цифрового преобразователя чения первым процессом нулевой линии, т;е. окончания полупериода процесса.

Каждый кодовый импульс с генера- 15 тора 17 заполнения, прошедший через элемент И 9 на счетчик 10, добавляет дов, второй информационный вход ков него единицу и одновременно через формирователь 3 сбрасывает его в ноль, а затем происходит снова запол- 20 нение счетчика 15 блока ТАЦП кодовыми импульсами того же генератора 17 заполнения за время 300-350 мкс, которое необходимо для прохождения максимального числа импульсов 32. Это 25 продолжается до момента достижения максимума-максиморума первым процессом после чего на блок 3 формирователя больше не будут поступать импульсы, в результате чего на счетчике 15 останет- зр ся то последнее (синхронное ) мгновенf . ное значение второго процесса (Л„;

A, Л,...Л1„), которое сущест вовало в момент максимума-максиморума первого процесса (Л, A<; Л,...Ли). зз

После пересеченйя первым процессом нулевой линии, нуль-орган 8 подает команду в блок 5 на опрос и,вывод кодов, а затем с помощью схемы

12 задержка (35-40 мкс) очищает счет-4р чик 10, тем самым подготавливает устройство к приему и преобразованию следующего полупериода процесса.

0 блоке 6 памяти накапливаются значения, имеющие вид корреляционной 4 таблицы.

Предлагаемое изобретение позволит с большой точностью оценивать результаты экспериментальных исследований при установлении скорости обращения нового и модернизированного состава на сети железных дорог.