Устройство для определения несмещенного среднего значения нестационарного случайного процесса

Устройство для определения несмещенного среднего значения нестационарного случайного процесса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения характеристик случайных сигналов и может быть использовано в информационно-измерительных системах. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блоки 1 вычитания, блоки 2 коррекции сигнала ошибки, интеграторы 3, сумматоры 4, дополнительный сумматор 5,N-1 масштабных блоков 6, N-1 каналов усреднения, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок 1 вычитания, блок 2 коррекции сигнала ошибки канала усреднения, интегратор 3 и сумматор 4 канала усреднения, а блок 2 коррекции сигнала ошибки состоит из последовательно соединенных блока 7 вычисления абсолютного значения и умножителя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SD 4 G 06 G 7/52

y >)

Б, ;Ь.. . Q, L..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 813473 (21) 4179351/24-24 (22) 09,01.87 (46) 07.05.89, Бюл. N- 17 (72) В.Ф.Миргород, И,М,Гвоздева, В.С,Ситников, И.В.Скрыник и А,И.Паргамон (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 11!2378, кл, G 06 G 7/52, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 813473, кл, G 06 G 7/52, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСМЕЩЕННОГО СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения характеристик случайных сигналов и может быть использова„.SU 1478234 А 2 но в информационно-измерительных системах. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блоки 1 вычитания, блоки 2 коррекции сигнала ошибки, интеграторы

3, сумматоры 4 дополнительный сумматор 5, N-1 масштабных блоков 6, N-1 каналов усреднения, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок 1 вычитания, блок 2 коррекции сигнала ошибки канала усреднения, интегратор 3 и сумматор 4 канала усреднения, а блок 2 коррекции сигнала ошибки состоит из последовательно соединенных блока вычисления абсолютного значения и умножителя, 2 ил.

1 1478234 2

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для определения характеристик случайных сигналов, может быть использовано в информационно-измерительных системах, системах управления технологическими процессами и является усовершенствованием изобретения по авт,св, }1у 813473, 10

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия устройства.

Ца фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; «и. фиг.2— блок-схема блока преобразования сиг- 15 нала ошибки.

Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 вычитания, блок

2 коррекции сигнала ошибки, интегратор 3 и сумматор 4, дополнительный 20 сумматор 5, )<}-1 масштабирующих блоков 6, N-1 каналов усреднения, каждый из которых содержит последовательно соединенные блок 1 вычитания, блок

2 коррекции сигнала ошибки канала усреднения, интегратор 3 и сумматор

4 канала. усреднения.

Блок 2 коррекции сигнала ошибки содержит последовательно соединенные вычислитель 7 абсолютной величины и 30 умножитель 8, выход которого является выходом блока 2 коррекции сигнала ошибки, второй вход умножителя 8 подключен к входу вычислителя 7, вход которого является входом блока 2 кор- 35 рекции сигнала ошибки.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на рекурсивном сглаживании исследуемого нестационар- 40 ного процесса и компенсации ошибок смещения в соответствии с рекуррентной процедурой

m}< (п)=у, (nj+ 1 р у„(п1;

К=< у, (п1 =у* (п-l) + fl,(x

=у, Ln-lb+a, f<(п);

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° у„(п1=у„(п-I)+ }Ix) „,(и)-y„(n-1)} =

=у„(n- ll +$n „(и, 55 где m„(n) — измеряемая на выходе устройства оценка среднего значения нестационарного случайного процесса в дискретный момент времени п у х (п1 — исследуемый нестационарный случайный процесс; у Ы у (n7 y< (n) — выходные сигналы каналов;

}(1,т< у, .. — коэффициенты пеРедачи

3,09 масштабных блоков; } ,}((,...,(ц,1 — коэффициенты передачи

< } блоков преобразования сигналов ошибок.

Исследуемый нестационарный случайный сигнал x(t), значения которого снимаются через интервал дискретизации Т, можно записать как х(п1, где и — целая часть отношения t/Ò; t текущее время. Основной канал описывается процедурой оценивания

У (п1 =У, (n+1)+}11,}õ(n)-у, (n-1) =

=yo 1n 1 } + (} о Eo y

rpe y,(n) — приближенная оценка среднего значения в момент времени п; у (п-11 — приближенная оценка среднего значения в момент ! времени п-1; ((nj — сигнал ошибки оценивания; — коэффициент передачи блока, Перенося значение y(n-11 в левую часть рекуррентного уравнения, получаем

}}(y„(n) =у, (п) -у„(п- 1) = P, „(nj.

Если, например, входной сигнал на некотором интервале времени является линейно заменяющимся

) х (n) =х (п (-х (п- 1 =c=cons t, то для обеспечения отслеживания такого сигнала необходимо, чтобы скорость изменения сигнала у совпадала со скоростью изменения входного сигнала.

Следовательно, в основном канале всегда существует ошибка оценивания с,у(и }, которая на интервале линейного изменения входного сигнала является постоянной величиной

1 с

$,1п1= — Qу, (n) =—

r

Указанный сигнал ошибки Efn) является входE(EEM сигналом для первОго канала усреднения, в котором осуществляется оценка среднего значения, 1 сигнала ошибки основного канала, По-

1478234 лученная в первом канале усреднения оценка среднего значения ошибки основного канала через масштабный блок с коэффициентом передачи поступает на второй вход многовходового сумматора, на выходе которого осуществляется компенсация скоростной ошибки оценивания среднего значения основного канала, Аналогично функциони- Ip руют остальные каналы усреднения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет компенсировать на выходе многовходового сумматора ошибки: скоростную, ускорения и более высоких порядков оценок среднего значения исследуемого нестационарного процесса, Поскольку величина ошибки в каждом канале обратно пропорциональна коэффициенту передачи )I<, 20 укаэанные коэффициенты выбираются так, чтобы выполнялось соотношение

pî (11 ц (1н(1 °

Таким образом, каждый последую- 25 щий канал является более точным, чем .предыдущий, и устройство в целом функционирует по принципу нониуса.

Устройство работает следующим образом. 30

Исследуемый нестационарный случайный сигнал x(nl подается на первый вход блока 1 вычитания, где из него вычитается сигнал y (n-11 с выхода интегратора 3, а полученный на выходе блока I сигнал разности с,(п1=

=х(п1-, (n-l) поступает на вход блока 2, а также на вход первого канала усреднения. Выходной сигнал блока 2 подается на вход интегратора 3 H вто- 40 рой вход сумматора 4. На первый вход сумматора 4 поступает сигнал у,(n-l) с выхода интегратора 3, поступающий также на второй вход блока 1 вычитания. С выхода сумматора 4 снимается 45 сигнал у (n ) приближенной оценки среднего значения и подается на первый вход сумматора 5, В каждом канале усреднения выходной сигнал E (nj блока

1 вычитания через блок 2 канала усреднения поступает на вход интегратора 3, выходной сигнал которого у (n-Ij подается на второй вход блока вычитания канала усреднения и первый вход сумматора 4 канала усреднения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 2 канала усреднения. С выхода сумматора канала снимается сигнал у„,(и) с выхода канала усреднения, представляющий собой среднее значение ошибки соответствующего порядка оценивания, и через масштабный блок 6 подается на k-й вход многовходового сумматора 5. С выхода многовходового сумматора 5 снимается сигнал m 1п 1, соответствующий несмещенной оценке среднего значения исследуемого нестационарного процесса х(п», Формула изобретения

Устройство для определения несмещенного среднего значения нестационарного случайного процесса по авт. св,.

Р 813473, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродестция, в устройство введены М-I масштабирующих блоков, дополнительный сумматор и N-1 каналов, каждый из которых содержит блок вычитания, вычислитель абсолютной величины, умножитель, интегратор и сумматор, при этом в каждом канале выход блока вычитания подключен к входу вычислителя абсолютной величины, выход которого подключен к входу множителя умножителя,входмножимого которого соединен с выходом блока вычитания,вы- „ ход умножителя подключен к входу интегратора и к входу первого слагаемого сумматора канала, вход второго слагаемого которого объединен с входом вычитаемого блока вычитания и соединен с выходом интегратора, вход уменьшаемого.блока вычитания i-го канала (i=2 N-l), кроме первого, подключен к выходу блока вычитания (i-1)-ro канала, вход вычитаемого блока вычитания первого канала соединен с выходом блока вычитания, выход сумматора непосредственно, и выходы сумматоров каналов через блоки масштабирования подключены соответственно к входам дополнительного сумматора, выход которого является выходом устройства, 1478234

Составитель Л.Григорьян-Чтенц

Редактор И.Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 2365/49 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101