Цифровой определитель дисперсии

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для скользящего определения дисперсии в устройствах цифровой обработки аналоговой информации, В системах автоматического контроля и управления. В устройство введены дополнительный компаратор 6, дополнительный квадратор 5, элемент сравнения 4, регистр 3, элемент 2 И и блок 1 индикации. Это позволяет сократить время определения оценки дисперсии стационарных процессов путем сравнения допустимой погрешности оценки дисперсии АО , гдедО (0 -D„., .I N-I - значения оценки дисперсии при N иН-1 такте работы устройства, с пороговым значением Н, т.е. выполнения неравенства дОцй Н. 1 ил. г- „ , Ч

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

_#_UWII Е

РЕСПУБЛИК (19) (11)

Ш4 G 06 F 15/36

/ у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) ЦИФРОВОЙ ОПРЕДЕЛИТЕЛЬ ДИСПЕРСИИ (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для скользящего определения дисперсии в устройствах цифровой обработки аналогоН АВТОРСКОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ (6!) 767772 (21) 3779892/24-24 (22) 10.08.84 (46) 15.01.86. Бюл. Р 2 (72) Б,Т.Шарипов и О.М.Смирнов (53) 681.32(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 767772, кл. G 06 F 15/36, 1978. вой информации, в системах автоматического контроля и управления. В устройство введены дополнительный компаратор 6, дополнительный квадратор 5, элемент сравнения 4, регистр

3, элемент 2 И и блок индикации.

Это позволяет сократить время определения оценки дисперсии стационарных процессов путем сравнения допустимой погрешности оценки дисперсии ЬЭд

2 где ь|)ц =(O„-Bq,), 1)>,3 g — значения оценки дисперсии при И и Й -1 такте работы устройства, с пороговым значением Н, т.е. выполнения нера2 венства ь0 „в Н. 1 ил.

1205

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для скользящего определения дисперсии в устройствах цифровой обработки аналого- 5 вой информации, в системах автоматического контроля и управления.

Цель изобретения — сокращение времени определения оценки дисперсии стационарных процессов.

В устройстве определяется квадрат

2 2 разности вы,„=(13„-13„,,), который сравнив ае т с я со св оим пор ог овым з н ач ением Н.

При выполнении неравенства IS 1 « - 11 (1) 40

Е раз считается, что допустимая погрешность оценки дисперсии меньше порогового значения и процесс уточ- 20 нения оценки дисперсии прекращается.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Цифровой определитель дисперсии содержит блок 1 индикации, элемент

И 2, регистр 3, элемент 4 сравнения, дополнительный квадратор 5, дополнительный компаратор 6, аналогоцифровой преобразователь 7, блок 8 оценки математического ожидания,„ 30 компаратор 9, квадратор 10, блок

ll умножения, реверсивный счетчик !

2, блок 13 элементов И, блок 14 переключения режимов, делитель 15 частоты, элемент 16 запрета, суммирующий счетчик 17, ключ 18 и генератор 19 импульсов.

Алгоритм работы устройства описывается следующими выражениями

2 н=2н-< < И А < (2) =ди-".- г где В„,Б < — значения оценок дисперсии на выходе устройства при N-ом и (N-1)-ом 45 тактах его работы соответственно

А,А,< — значения оценок математического ожидания на выходе блока оценки ма- у) тематического ожидания при N-м и (N- !)-м тактах его работы соответственно.

Цифровой определитель дисперсии у работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики

12 и 17 находятся в нулевом состоя155 2 нии, ключ 18 закрыт сигналом блока

14 переключения режимов, коэффициенты передачи блока 11 умножения н делителя частоты 15 равны двум. С поступлением каждого элемента выборки, начиная с третьего, они уве.пичиваются на единицу.

Исследуемый случайный процесс

X(t,) подается на аналого-цифровой преобразователь 7. С информационного выхода преобразователя 7 мгновенные значения исследуемого сигнала (элементы выборки) Х, поступают в блок 8 оценки математического ожидания. В блоке 8 оценки математического ожидания определяется текущее среднее А> с поступлением каждого элемента выборки. С блока оценки математического ожидания каждое значение текущего среднего

А< поступает в компаратор 9, где оно сравнивается с предыдущим средним

A„Разность средних значений АА,„=

-=А -А, начиная с (N-2)-го поступает через квадратор 10 и блок 11 умножения с коэффициентом умножения << на вход вычитания реверсивновЂ.о счетчика 12. В результате в счетчике 12 будет записан дополнительный код числа !

Так, для двух элементов выборки (N-2) в компараторе 9 образуется

Х -Х< разность 4 А:=А -Х = на выхо2 г 1 2 г де квадратора 10 — 6Аг, а на выходе блока 11 — число 2 А„, которое равно дисперсии D двух элементов выборки, Зто число поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 12, в котором оно записывается в дополнительном коде.

С выхода окончания преобразования аналого-цифрового преобразовате,пя 7 в блок 14 переключения режимов поступают сигналы об окончании каждого элемента выборки Х; . По этим сигналам начиная с второго элемента выборки Х блок 14 переключения ре2 жимов формирует сигнал управления, который поступает на первый управляющий вход ключа 18. Ключ !8 открывается и:импульсы с генератора 19 поступают на вход суммирования реверсивного счетчика 12, а также на входы делителя 15 частоты и элемента !

6 запрета. Злемент 16 запрета срабатывает в моменты появления выходных сигналов с делителя 15 частоты

1205!55

D =D — — +3!1
Dz г

3 2 я 3.

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектйая, 4 и в эти моменты не пропускает импульсы на вход суммирующего счетчика 17, Остальные импульсы, не кратные II,проходят через элемент 16 запрета и записываются в суммирующем счетчике 17. Так, при определении З, на второй вход реверсивного счетчика 12 поступает число импульсов г, а на суммирующий счетчик 17 с выхода элемента запрета — число импульсов З - — . К этоDz му моменту реверсивный счетчик 12 обнуляется и на его выходе появляется сигнал, который поступает на второй управляющий вход ключа 18, закрывая его, на управляющий вход блока 13 элементов И для переноса дополнительного кода (Зг- z ) H3

>z1 суммирующего счетчика 17 в реверсивный счетчик 12 и на шину сброса суммирующего счетчика 17 для установки его в нулевое состояние.

Блок. 14 переключения режимов формирует сигнал, который поступа ет с его второго выхода на управляющие входы блока 11 и делителя

15 частоты, увеличивая на единицу их коэффициент передачи (равны 3).

Тогда с приходом очередного элемента выборки Х в блоке 8 оценки математического ожидания определяется текущее среднее А> в компараторе 9 образуется разность !1 А =

=А -А и в реверсивный счетчик 12

3 2 введен дополнительный код числа

3аА . В результате в счетчике 12 записывается дополнительный код дисперсии:

В дальнейшем работа устройства повторяется с приходом каждого элемента выборки А;. В результате .в реверсивном счетчике 12 образуется код текущей дисперсии DH, удовлетворяющий,соотношению (2). Этот код поступает на выход устройства и на вход дополнительного компаратора 6, где он сравнивается с предыдущим значением оценки дисперсии D Hl .

Разность hDH=-Л„-D „, поступает на вход дополнительного квадратора 5, возводится в квадрат и значение г

6,D поступает на первый вход элеH мента сравнения 4, на второй вход

ВНИИПИ Заказ 8536/51 которого подается пороговое значение Н, характеризующее пороговую

t величину погрешности определения

2 оценки дисперсии р Dö. Элемент 4 сравнения проверяет выполнение неравенства (1) . При удовлетворении этого неравенства в регистр 3 записывается !, в противном случае — "0". 1

Регистр 3 накапливает К решений элемента 4 сравнения, при наличии на его выходе равно К "1" элемент

И 2 выдает импульс на управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 7 и блока 1 индикации, прекращая тем самым работу устройства.

При наличии на входе элемента И 2 равно К "0" импульс окончания работы на вход блока 1 индикации и управляющий вход преобразователя 7 не поступает.

Работа регистра 3 синхронизируется импульсами генератора 19. Блок 1 индикации сигнализирует об окончании работы устройства, т.е. об определении оценки дисперсии DH с заданной точностью Н.

Ф-о р м у л а и з о б р е т е н и я

Цифровой определитель дисперсии по авт.св. !"- 767772, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью сокращения времени определения оценки дисперсии стационарных процессов, в него введены дополнительный ком35 паратор, дополнительный квадратор, элемент сравнения, регистр, элемент

И и блок индикации, вход которого соединен с выходом элемента И и вхо40 дом останова аналого-цифрового преобразователя, информационные входы элемента И соединены с выходами регистра, тактовый вход которого сое- . динен с выходом генератора импуль45 сов, а информационный вход регистра соединен с выходом элемента сравнения, первый информационный вход которого является входом установки порогового значения погрешности оценки дисперсии устройства, а вто50 рой информационный выход — соединен с выходом дополнительного квадратора, вход которого подключен к .выходу дополнительного компаратора, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика.

Тираж 709 Подписное