Устройство для формирования марковских процессов

 

Мат(. 1 . но т

ОП NOAH

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республнк (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.03.76 (21) 2336269/ 18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

2 (5l) M. Кл

Ст 07 С 15/00

С» 06 F 1/02

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытей

Опубликовано 05.02.795юллетень ¹ 5 (53) УДК 681.325 (088,8) Дата опубликования описания 08.02.79 (72) Авторы изобретения

Г. Ф, Филаретов и И. A. Глазунова

Московский ордена Ленина энергетический институт (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

MAP KOBC KH X ПРОБ ECCOB

Изобретение относится к области вычислительной техники и может найти пьеменение при создании специальной моделирующей аппаратуры для формирования случайных процессов с заданными вероятностны,н характеристиками, а также может быть использовано при статистическом моделировании на аналоговых вычислительных машинах.

Известны устройства для формирования случайных процессов с заданными вероятностными характеристиками.

Одно иэ устройств для формирования марковских процессов содержит блок умножения, блок суммирования, три блока нелинейного преобразования, коммутатор и блок согласования с последующими цепями )1). Недостатком такого устройства является невозможность одновременного формирования заданного закона распределения и корреляционной функции случайного процесса.

Другое устройство для формирования марковских процессов содержит источник первичного щума, нелинейный преобразователь первого канала, нелинейный преобразователь второго канала, блок центрирования и блок нормирования (2j.

Для устранения недостатков устройства (1) оно содержит линейный фильтр, включенный последовательно с нелинейным преобразователем. Хотя данное устройство йоэволяет одновременно формировать заданный закон распределения и корреляпионную функцию, однако, !

О недостатком такого устройства является невозможность неэависймого формирования заданного закона распределения н корреляционной функции. Кроме того разработка таких устройств требует

15 трудоемких предварительньгх расчетов.

Подобные устройства очень чувствительны к аппроксимации характеристик преобразователей, неизбежной в большинстве случаев. Ошибки линейного преобраэова2о теля, возникающие в начале цепи, искажают последующее нелинейное преобразование. Точность воспроизведения веро ятностных характеристик в таких цепях .нр может бить удовлетворительной.

646362

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для формирования марковских пропессов, содержащее блок перемножения, первый вход которого соединен с ! выходом источника нормального белого шума, а выход подключен к первому входу блока суммирования, выход которого соединен со входом блока интегрирования, а второй вход блока сумми- 10 рования соединен с выходом блока линейного преобразования (3)..

Недостатком подобного устройства является возможность формировать случайный процесс лишь с одним заранее заданным законом распределения.

Для формирования случайного процесса с любым другим распределением необ- ходимо заново провести расчет и изготовление блоков устройства. Кроме то20 го, отсутствие управляемой обратной связи между формируемым процессом и исходным белым шумом делает невозможным формирование процессов неко25 торых классов распределений. Указан-, ная обратная связь существенна, например, для распределений класса Пирсона, широко испольэуеьых на практике, Белью настоящего изобретения является расширение функциональных возмож

30 ностей устройства, за счет обеспечения независимого формирования заданного закона распределения и интервала корре ляции случайного процесса. Заданный закон распреДеления может принадлежать

35 к семейству распределения. Пирсона типа I (II), тица?П или быть нормаль вым.

Для достижения поставленной цели устройство содержит масштабный уси40 литель, коммутатор, источник постоян-. ного напряжения, первый и второй блоки извлечения квадратного корня, блок вычитания, нелинейный блок типа зона нечувствительности и нелинейный блок

° 45 типа ограничение, входы нелинейных блоков соединены с выходом блока интегрирования, а выходы нелинейных блоков подключены соответственно к

50 первому и второму входам блока вычитания, выход которого является выходом устройства и соединен с входом блока линейного преобразования, а так же с входами первого и второго блока извлечения квадратного корня, выходы блоков извлечения квадратного корня и выход источника iòîñòîÿííîãî напря.жения подключены соответственно к первому, второму и третьему входам коммутатора, выход которого соединен с входом масштабного усилителя, выход которого подключен ко второму входу блока перемножения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема блока линейного преобразования.

Устройство содержит источник 1 нормального белого шума, выход которого соединен с первым входом блока 2 перемножения, выход которого подключен к первому входу блока 3 суммирования, выход которого подключен к входу блока 4 интегрирования, выход которого соединен с входом нелинейного блока 5 типа "зона нечувствитеЛьности и входом нелинейного блока, 6 типа ограничение, выходы которых подклн чены соответственно к первому и второму входам блока 7 вычитания, выход которого, являющийся выходом устройства в целом, соединен с входом блока

8 линейного преобразования и входами первого нелинейного блока 9 извлечения квадратного корня и второго блока

10 извлечения квадратного корня, выходы которых и выход источника 11 постоянного напряжения подключены соот ветственно к первому, второму и третьему входам коммутатора 12, выход которого соединен с входом масштабного усилителя 13, выход которого соединен со вторым входом блока 2 пере-множения, второй вход блока 3 суммирования соединен с выходом блока 8 ли« нейного преобразования.

Блок линейного преобразования содержит суммирующие усилители 14 и

15 с выходными резисторами 16 н 17 и резистором 18 в обратной связи, соединенный последовательно через входной резистор 19 с усилителем 15, охваченным обратной связью через резистор

20.

Блок 8 линейного. преобразовании осуществляет преобразование

z у(с,+ с, я), где g, С1 и С являются управляемыми параметрами, и может быть выполнен по схеме фиг. 2. Сопротивления Д@,Ц., 5 646362 6 я, ц,, я выбираются из расчета, " что процесс, являющийся решением уравчто нения вида

) В )В 20

=С2, )6 )7

Приведенная схема является типовой для нелинейной модулирующей установки МГ-7, элементами которой являются операционные усилители постоянного тока с переменными входными резисторами и резисторами обратной связи.

Диапазон изменения входных сочротивлений позволяет получить коэффициент усиления в диапазоне (1 — 10), fO

Формирование случайного процесса осуществляется при подаче от источника 1 нормального белого шума Х (1) интенсивности Ц на первый вход блока

2 перемножения. На второй вход блока 4о перемножения поступает сигнал, с масштабного усилителя на вход которого в зависимости от состояния коммутатора

12 подается сигнал Е 4 (2, 3, 4).

Сигнал О К к с выхода блока 2 пере- 4s множения поступает на первый вход блока 2 суммирования, на второй вход которого поступает сигнал Е 1 с выхода блока 8 линейного преобразования.

Суммарный сигнал у = Е,+<.3, X с вы- so хода блока 2 суммирования поступает на вход блока 4 интегрирования, выход которого соединен с входами нелинейных блоков 5 и 6, которые в совокупности с блоком 7 вычитания обеспечивают 55 заданный диапазон изменения формируе,мого процесса. Сигнал Я на выходе ;блока вычитания 7 является искомым случайным процессом, так как известно

Нелинейный бЛок 9 извлечения квадратного ко ня осуществляет преобразование Z = 1- Я2 и может быть выполнен в виде стандартного блока БН-10 нелинейной моделирующей установки MH-7.

Блок БН-10 предназначен для воспроизведения непрерывных однозначных нелинейных функций одной переменной путем аппроксимации не более чем 1 1 отреэкамя ярямоя. Функння Z =у к- яя" яеляет ся однозначной непрерывной функцией одного переменного и может быть аппрок-ЗО, симирована ломаной прямой (4). Мас-, : штабный усилитель осуществляет умножение не коеффнянент К-2Д7ge, тле является управляемым параметром. -g(y)if(y) x(f), есть марковский процесс с вероятностными характеристиками, зависящими от вида функцийфф и 1(). При формировании процесса с распределением из класса Пирсона типа 1 (П) на вход масштабного усилителя подан сигнал с выхо да первого нелинейного блока 9 извлечения квадратного корня; при формиро ванин Ilpouecca с распределением из класса Пирсона типа 1П на вход масштабного усилителя 1 3 подан сигнал с выхода второго нелинейного блока 10 извлечения квадратного корня; при формировании нормального распределенного процесса на вход масштабного усилителя 13 подан сигнал с выхода источника 11 постоянного напряжения. Интервал. корреляции корреляционной функции экспоненциального вида задается параметром g

Возможность создания устройства для формирования случайных процессов с законами распределения класса Пирсона типов Х (Ц,),1Ди нормально-распределенного, которые охватывают практически все наиболее часто встречающиеся на практике распределения, устраняет необходимость построения новых устройств для каждого отдельного закона распределения. Возможность одновременно независимо регулировать интервал корреляции процесса еще больше расширяет сферу применения предлагаемого устройства. формула изобретения

Устройство для формирования марковских процессов, содержащее блок перемножения, первый вход которого соеди-. нен с выходом источника нормального белого шума, а выход подключен к первому входу блока суммирования, выход которого соединен со входом блока интегрирования, а второй вход блока суммирования соединен с выходом блока линейного преобразования, о т л и ч аю m е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения независимого формирования заданного закона распределения и интервала корреляции, 646362

Риг.g

Составитель А. Карасов

Редактор Э, Губницкая Техред С. Мигай Корректор Е. Папп

Заказ 1 15/40 Тираж 668 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретенич и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

I.оно содержит масштабный усилитель, коммутатор, источник. юстоянного напряжения, перый и второй блоки извлечения квадратного корня, блок вычитания, нелинейный блок типа зона нечувствительности и нелинейный блок типа ограничение", входы нелинейных блоков соединены с выходом блока интегрирования, а выходы нелинейных блоков подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого является выходом устройства и соединен с входом блока линейного преобразования и со входами первого и второго блоков извлече ния квадратного корня, выходы блоков извлечения квадратного корня и выход источника постоянного напряжения подключены соответственно к первому, второму и третьему входам коммутатора, выход которого соединен со входом масштабного усилителя, выход которого подключен ко второму входу блока пе5 ремножения»

Источники информации, принятые во внимание при акспертиэе:

1. Авторское свидетельство СССР

to % 326594, кл. Я 06 С 7/52, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

% 378893, кл. g 06 Q 7/52, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Ж 453841, кл. g 06 5 7/52, 1974.

t5 4. Сборник технических условий на блоки электромодели типа MH-7

% 21002048 С. Т. У., Министерство приборостроения и средств автоматизации, Главточмаш, завод САМ, Пенза.

Устройство для формирования марковских процессов Устройство для формирования марковских процессов Устройство для формирования марковских процессов Устройство для формирования марковских процессов 

 

Похожие патенты:
Наверх