Генератор случайных процессов

Генератор случайных процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ , содержащий источник шума, выход, которого соединен с информационным входом фильтра, управлякщий вход которого является входом задания частотного диапазона генератора, отличающийся тем что, с целью повышения точности, он содержит сумматор и блок памяти, информационный вход которого является входом задания спектра процесса-, выход фильтра соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока памяти, а выход сумматора является выходом генератора.

СОЮЗ COBETGHHX

ОИВВПИР

PECflVSЛИН

„Я0„, 109748

31У1 С 06 F 7/58

ГССУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3582914/18-24 (22) 18.04.83 (46) 23.08.84. Бюл. Р 31 (72) М.М.Лычак и Я. М.Саливонов (7t) Ордена Ленина институт кибернетики им. В.М.Глушкова (53) 681.325(088.8) (56) 1. Бобнев М.П. Генерирование случайных сигналов. М., "Энергия", 1971, с. 54.

2. Чеголин П.М. и др. Автоматизированная система управления виброиспытаниями на одиокомпонентном вибростенде, УСиМ, 1978, У 2, с.115.

3. Авторское свидетельство СССР

У 631961, кл. С 06 F 7/58, 1976 (прототип). (54) (57) ГЕНЕРАТОР СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ, содержащий источник шума, выход которого соединен с информационным входом фильтра, управляющий вход которого является входом задания частотного диапазона генератора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит сумматор и блок памяти, информационный вход которого является входом задания спектра процесса, выход фильтра соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока памяти, а выход сумматора является выходом генератора.е

1 11О9

Изобретение относится к цифровойвычислительной технике, и предназначено для использования в цифровых системах управления виброакустическими испы-.аниями а также может быть

Э

5 использовано при создании специализированных цифровых систем генерирования дискретных случайных процессов с заданными управляющими характеристиками. 10

Известен. генератор случайных процессов с заданной спектральной плотностью, реализующей метод преобразования белого шума в случайный процесс с заданными статистическими характеристиками, содержащий в своей структуре генератор шума и линейный инерционный преобразователь-формирующий фильтр 1 1.

Спектральная плотность процесса на выходе формирующего фильтра определяется произведением спектральной плотности входного случайного процесса на квадрат модуля амплитудночастотной характеристики фильтра.

Управление спектральной плотностью заключается в управлении частотной характеристикой фильтра.

Известен также цифровой генератор периодических случайных процессов, реализующий обратное преобразование

Фурье коэффициентов Фурье заданного случайного процесса в дискретную реализацию периодического случайного процесса с использованием алгоритма обратного быстрого преобразования

Фурье (2 .

Спектральная плотность генерируемого периодического случайного процесса определяется квадратом модуля комплексных коэффициентов Фурье за- 4О данного случайного процесса. При этом спектр процесса отрабатывает заданные средние, в узких полосах частот, значения теоретически с нулевой по-. грешностью,. но воспроизводимый слу- 4 чайный процесс является периодическим.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является генератор, состоящий иэ гребенки по. — 50 следовательно соединенных цифрового генератора белого шума и цифрового полосового фильтра с постоянной относительной полосой пропускания и ре" гулируемым коэффициентом передачи. 55

Устройство также содержит регистры кода, дешифраторы, мультиплексоры и коммутаторы, первые входы которых

748 соединены с выходами источников опорного сигнала соответственно,а вторые входы коммутаторов объединены с .входами мультиплексоров и подключены к выходам дешифраторов соответственно, входы которых подключены к выходам регистров кода соответственно, выходы мультиплексоров соединены

Ф с входами генераторов шума и с вторы-. ми входами цифровых фильтров соответственно, группа входов каждого мультиплексора соединена с выходами блока генераторов тактовых частот соответственно, выходы каждого коммутатора соединены с первыми входами фильтров низких частот соответственно (3 ).

Известный генератор характеризуется недостаточной точностью воспроизведения случайных процессов; так как частотная характеристика полосового фильтра считается постоянной в полосе пропускания фильтра и не учитывает изменения спектра, задаваемого в более узких N полосах частот, при этом воспроизводятся средние значения спектральной плотности в м «И поло- . сах пропускания фильтра. Кроме того, количество полос управления спектром жестко ограничено числом полосовых фильтров в гребенке, увеличение точности отработки заданного спектра в более узких полосах частот сопровождается увеличением количества полосовых фильтров,что усложняет структуру генератора и управление им.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения. случайных процессов.

Для достижения поставленной цели в генератор случайных процессов, содержащий источник шума, выход которого соединен с информационным входом фильтра, управляющий вход которого является первым управляющим входом генератора, введены сумматор и блок памяти, информационный вход которого является входом задания спектра процесса, выход фильтра соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к выходу блока памяти, а выход сумматора является выходом генератора.

На чертеже приведена блок-схема генератора.

Генератор содержит источник 1 шума, фильтр 2, сумматор 3 и блок 4 памяти.

Генератор работает следующим образом. l 109748

15 х(каид=(! 5 (кьяра) емр(>ш„), где

Составитель А.Карасов

Редактор А.Мотыль ТехредЖ.Кастелевич Корректор E.Сирохман

Заказ 6085/34 Тираж 699 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,.4

По значениям разностного спектра . 8 (Кdul) погрешности воспроизведения заданной спектральной плотности

Я Кйм) спектром на выходе формирующего фильтра 2 $ф(Кйы) в заданных узких 5 полосах частот био всего частотного, диапазона спектра, в%(0 ов)

КЬ,„,)=5 Кд1и)-у5(КДю), К= 1,Н, 10 гдеук 5ф(кдю) генерируется периодический нормальный случайный процесс f(nat)

n=1, N методом обратного дискретного преобразования Фурье

1„(лац=Х и(каи ехр(к " пь ), =,,3=rj, 04 Ык4 2Й равномерно распределенная случайная фаза.

Значения случайного процесса (hdtj, n=l, N заносятся (вручную или с помощью ЦВМ) в N ячеек памяти накопителя 4, с выхода которого поступают на один из входов сумматора 3, где поэлементно циклически

35 суммируются со значениями случайного процесса fy(idt), поступающими на другой вход сумматора 3 с выхода фор- . мирующего фильтра 2 (Щ= (!Ж),Я+(„Ьц; g, 40

Спектральная плотность случайного процесса на выходе сумматора 3

; для независимых нормальных стационар ных случайных npogeccoa)„fist)

/ с учетом нулевой погрешности воспроизведения разностного спектра перио-* дическим случайным процессом равна т.е. в точности соответствует заданной в узких полосах частот йш.

Использование новых элементов (сумматора и накопителя) выгодно отличает предлагаемую систему генери- рования стационарных нормальных случайных процессов от базового устройства, так как обеспечивает управление спектром генерируемого процесса в наперед заданных узких полосах частот всего частотного диапазона спектра, при котором повышается точность отработки спектра в этих же полосах частот, к тому же увеличение точности (сужение полос частот задания и отработки спектра) не сопровождается Пропорциональным увеличением аппаратурных затрат, свойственного базовому устройству, реализованному в цифровой системе управления виброиспытаниями.

Увеличение количества полос управления спектром в предлагаемой системе генерирования не вызывает разработки и создания дополнительных аппаратурных средств, а определяется объемом памяти накопителя, увеличение которой экономически целесообраэией увеличения количества полосовых управляемых формирующих фильтров.

Кроме того, экономический эффект от применения предлагаемой системы определяется приближением стендовых испытаний изделий к условиям .их эсплуатации, что дает возможность повьппения надежности разрабатываемых и выпускаемых изделий.