SU1179372A1 - Многоканальное устройство дл определени модуль-структурной функции - Google Patents

Abstract

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЬ-СТРУКТУРНОП ФУНКЦИИ, содержащее m -каскадную линию задержки, вход первого каскада которой  вл етс  входом устройства , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены регистратор , а в каждый канал - последовательно соединенные блок вычитани , блок вычислени  модул  и фильтр нижних частот, причем выходы фильтров нижних частот всех каналов соединены соответственно со входами регистратора, выход которого  вл етс  выходом устройства, первые входы блоков вычитани  всех каналов объединены и подключены ко 9 входу первого каскада tb -каскадной линии задержки, выходы каскадов которой соединены соответственно со вторыми входами блоков вычитани  каналов. Ч со Од Ч Nd

Description

I Изобретение относитс  к специализированным средствам вычислитель ной техники и предназначено дл  статистического анализа случайных процессов, в ТОМ- числе и нестационарных , путем вычислени  модульструктурной функции. Целью изобретени   вл етс  расш рение функциональных возможностей за счет расширени  класса решаемых задач. На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства-, на фиг.2 5 - графики модуль-структурной функции соответственно чисто слу чайного процесса (Белый шум) Ц (t) с /UH 0ийц 1, синусоиды x(f) X m sin - ; смешанного аддитивного процесса вида () (j(t) + x(i;) и нестационарного случайного аддитивного процесса вида Z (t) lj(i) + U(t) , где линейна  функци  (линейный тренд) U (t)al;+B, где 3 свою очередь, а и Ь - посто нные величины. Устройство содержит М-каскадную линию 1 задержки, блоки вычи тани , блоки вычислени  модул , фильтры ,-4 и регистратор 5. В основу анализа случайных процессов в устройстве положена модул структурна  функци , определ ема  выражением i J . . 4.r/ ;-2uj/; дл  дискретизованных и квантованны значений случайного процесса Тр- к/Zlt )-(i + ())/dt, (2) дл  непрерывной реализации случайного процесса, где . дискретизованное и квантованное значение случайного процесса в 1-й момент врем ни , соответствующее значение, сдвинутое на j тактовi и - число анализируемых точек; Z(-fc)- реализаци  случайного процесса , 2(i4;| соответствующее значение ре лизации, но сдвинутое на вр м  t/ , t - врем  сдвига случайного про цесса, - 22 0 - конечное врем  сдвига случайного процесса; р- врем  реализации случайного процесса. Устройство работает следующим образом . На вход устройства подаетс  сигнал 2: (i) (напр жение, ток), пропорциональный реализации случайного процесса, который поступает одновременно на один из входов блоков (2,-2) вычитани  и первый каскад m-каскадной линии 1 задержки, в которой происходит сдвиг сигнала на врем  О , где - - врем  квантовани  сигнала, равное или меньшее времени коррел ции. С выходов каскадов линии 1 задержки сигналы поступают на другие входы блоков (2f2 ) вычитани . Причем задержка сигнала, поступающего в k -ый канал . с выхода k -го каскада w -каскадной линии 1 задержки равна (t +k)l . Сигналы с выходов блоков 2-2 вычитани  поступают соответственно на входы блоков вычислени  модул , с выходов которых преобразованный сигнал поступают соответственно на входы фильтров низкой частоты, на выходе кавдого из которых получаютс  сигналы, пропорциональные текущему значению модуль-структурной функции LK{). Характерной особенностью анализа случайных процессов при помощи модуль-структурной функции  вл етс  то, что нар ду с качественной оценкой (например, стационарный случайный процесс типа Белый шум, фиг.2 чисто гармонический процесс - синусоида , фиг.1 аддитивный процесс синусоида + стационарный случайный процесс, фиг.4/ нестационарный по математическому ожиданию процесс, фиг.5) можно получить некоторые количественные оценки. значению первой точки модуль-структурной функции (фиг.2,4 и 5) определ ют дисперсию или среднее квадратическое отклонение (СКО) стационарной случайной составл ющей по формуле Гм где Ju - СКО случайной составл ющей с параметрами: /и,,0 и dy П значение первой точки модуль - структурной функции. По максимальному значению модульструктурной функции L (фиг.З и 4) определ ют амплитудное значение х синусоидальной составл ющей «1,57 L, По углу наклона L касательной к части модуль-структурной функции, текущее среднее значение которой о клон етс  от горизонтальной пр мо ( фиг.З), определ ют параметр време ного тренда U(t oft+р., (5) где и(i) - линейна  (детерминированна ) функци  i ot и ft - посто нные параметры функции. По отношению СКО исходного процесс ( л к среднему значению модулb-cTp Турной функции f4j определ ют стационарный или нестационарный исход ный процесс, при И ctL 7j7-Oi процесс стационарн - процесс нестацио;о6 ,;.0.9 нарный и т.д. В отличие от коррелометров и спектрометров предлагаемое устройство позвол ет исследовать не толь стационарные, но также и нестационарные случайные процессы. По графическому виду модуль-структурной функции (фиг.2-5) можно судить о характере случайного процесса. Если в случайном процессе присутствует гармоническа  составл юща , то по модуль-структурной функции можно определить период основной (первой) гармоники и высших гармонических составл ющих . В случае нестационарности случайного процесса по математическому -ожиданию модуль-структурной функции (фиг.З) можно определить величину, например, линейного тренда . К отличие от известного устройства дл  вычислени  структурной функции предлагаемое устройство позвол ет производить и количественную оценку случайных процессов. Так по значению первой точки 1 (при § 0) (фиг.2,4 и 5) мъдуль-структурной функции в любом смешанном процессе (в котором присутствует чисто случайна  составл юща ) можно оценить дисперсию (СКО) этой случайной составл ющей (формула 3). При наличии в случайном процессе скрытых периодичностей по максимальному значению модуль-структурной функции L f по формуле (4) можно вычислить амплитудное значение первой гармонии . irtv

Л

Цх)

риг. 5

Claims (1)

1. МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЬ-СТРУКТУРНОЙ ФУНКЦИИ, содержащее ГН -каскадную линию задержки, вход первого кас када которой является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены регистратор, а в каждый канал - последовательно соединенные блок вычитания, блок вычисления модуля и фильтр нижних частот, причем выходы фильтров нижних частот всех каналов соединены соответственно со входами регистратора, выход которого является выходом устройства, первые входы блоков вычитания всех каналов объединены и подключены ко

   Ci входу первого каскада ГМ -каскад- S ной линии задержки, выходы каскадов которой соединены соответственно со вторыми входами блоков вычитания каналов.

   SU ,,,,1179372