Генератор случайных процессов
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.
