Устройство для определения параметров экспоненциально- косинусной корреляционной функции

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоиском свидетельств

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. св ид-ау Р 5 0 42 0 5 (22) Заявлено 180877 (21) 2516965/18-24 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет (51)М. Кл.2.

G06 G 7/19

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 051179. Бюллетень йв 41 (53} УДК 681 ° 333 (088. 8) Дата опубликования описания0811.79 (72) Автор изобретения

A. A . .Бурба (71) Заявитель (5 4) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНО-КОСИНУСНОИ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ

ФУНКЦИИ

Изобретение относится к области вычислительной техники, к приборам для определения комплексных матема тических функций, и может быть использовано нри исследовании случайных процессов в задачах автоматического управления, идентификации, прогнозирования надежности и т.д.

Известно устройство, позволяющее определять параметры квадратичного интервала корреляции, содержащее два квадратора, блок умножения,фильтры, блок деления (1).

Однако,в этих случаях, когда априори известно, что корреляционная функция (KC ) носит экспоненциально косинусный характер, часто оказыва- ется удобным пользоваться абсолют- ным интервалом корреляции (Ик), который не вычисляется устройством аналогом.

Если КФ относится к классу экЕпоненциально-косинусных с параметрами

d. и), где с — параметр затухания КФ; р — параметр колебательности КФ, то часто используются специализированные анализаторы для определения этих параметров.

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения параметров экспоненциальнокосинусных КФ, которое содержит усилитель-ограничитель, блок среднего числа пересечений, блок экспоненциального сглаживания, одноканальный коррелятор и вычислительный блок (2).

Недостатком его является невозможность вычисления интервала корреляции, необходимого, например, при решении задач прогнозирования надежности.

Цель предлагаемого изобретения расширение функциональных возможностей за счет определения оценки абсолютного интервала корреляции. ИК для знакопеременных функций Г„орможет быть определен о формуле: г =ф сов с)а с. о

С помощью ЭЦВМ были просчитаны интервалы корреляции для различных наборов параметров сс и Pi с точностью до 0,0001. Результаты этих вычислений приведены на фиг. 1 в виде сплошных линий. Бесконечный верхний предел был заменен конечным Г, при

696487 с

6О

65 котором убынающая корреляционная фуНКцИЯ I(C)<0,0001. Анализ результатов машинного моделирования приводит к мысли о воэможности аппроксимации функции Гкд = f(d,p) н виде: где С и d — постоянные, подлежащие определению.

С использованием метода наименьших квадратов после логарифмирования выражения (2) были получены следующие значения для постоянных:

С = 0,61; d = 0,1. Следовательно, интервал корреляции для ЭККФ может быть вычислен по Формуле: о,ь

KQI аР о

Результаты расчетон интервалон корреляции по формуле (3) представлены на фиг. 1 пунктирныл линиями, В данном случае погрешность не превышает 4Ъ. Сравнительно узкий диапазон изменения параметровd.и Р оправдывается во-первых, воэможностью масштабирования времени с целью получения этих параметров н пределах от 0,01 до 0,5; но-вторых, с и как показывает практика, отличаются не более чем на один порядок.

Цель предлагаемого изобретения— расширение функциональных возможностей эа счет определения оценки абсолютного интервала корреляции.

Для этого в устройство по авт. свид. Р 504205 введены блок деления, блок умножения и блок возведения н степень, вход которого подключен к выходу вычислительного . блока, а выход - к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока среднего числа пересечений, выход блока умножения соединен со входом блока деления.

Блок возведения в степень обеспечивает получение значения (о путем возведения в степень 0 05, Блок произведения вычисляет числитель формулы (3) . Блок деления осуществляет вычисление интервала корреляции Г„с путем деления числа 0,61 на произвадение д= " в соответствии с укаэанной формулой.

На фиг. 2 представ. лена блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит усилитель-ограничитель 1, выход которого соединен с блоком 2 среднего числа пересечений и блоком 3 экспоненциального сглаживания. Вход и выход блока 3 соединены с входами одноканального коррелятора 4, который может быть упрощенного релейного типа. Выходы блоков 3 и 4 соединены с вычислитель ным блоком 5, выход которого подключен к входу блока 6 вознедения в степень и одновременно является пер6 ным выходом устройства. Выход бло . ока соединен с первым входом блока 7 умножения, второй вход которого подключен к выходу блока 2 среднего числа пересечений, выход которого является первым выходом устройстна,Выход блока 7 умножения соединен с aõîдом блока 8 деления, выход которого является нторым выходом устройства.

Предлагаемое устройство для определения параметров экспоненциальнокосинусной Кф (ЭККФ) работает следующим образом.

Усилитель-ограничитель 1 преобразует исследуе)жй случайный процесс в знаковый сигнал. В блоке 2 среднего числа пересечений измеряется среднее число пересечений нулевого уровня, которое, как можно показать, с точностью до коэффициента прогорциональности совпадает с параметром с затухания ЭККФ, апроксимирующей знаковую корреляционную Функцию иссле25 дуемого случайного процесса. Знаковый сигнал подвергается экспоненциальному сглаживанию в блоке 3, а коррелятор 4 определяет корреляционный момент сигналов на выходе блока

3 экспоненциального сглаживания. Из30 вестно, что выходной сигнал Ь таким образом включенного коррелятора пропорционален первому коэффициенту раз,ложения корреляционной функции в ряд

Лагерра от аргумента уг, где у- па35 раметр затухания экспоненциального сглажинающего Фильтра. В вычислительном блоке 5 по сигналу с блока

2 и коррелятора 4 определяется коэфФициент, определяющий частоту колебательности корреляционной Функции по формуле:

Вычисленное значение Р с блока 5 поступает на первый выход устройства,. на второй выход которого подается также определенное в блоке 2 значение параметра а(. Параметр 13 поя ступает с выхода вычислительного блока 5 на вход блока 6 вознедения в степень, где осуществляется вычисление величины P * путем возведения p a степень 0,05. Этот сигнал подается на первый вход блока 7 умножения, на второй вход которого поступает оценка параметра сСс ныхода блока 2 среднего числа пересечений. В блоке 7 умножения вычисляется значение с(о ", которое подается на вход делителя блока 8, где осущестнляется деление постоянной величины, равной 0,61, в соответствии с формулой (3) . Вычисленное значение интервала корреляции q ЭККФ

696487 еТУрейени (-— подается на третий выход устройства.

Предлагаемое устройство позволяет определять интервал корреляции для ЭККФ, необходимый в ряде прикладных инженерных задач.

Формула изобретения устройство для определения параметров экспоненциально-косинусной корреляционной Функции по авт. св.

9 504205, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения оценки абсолютного интервала корреляции, в устройство введены блок деления, блок умножения

М блок возведения в степень, вход которого подключен к выходу вычислительного блока, а выход - к первому входу блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока среднего числа пересечений, выход блока умножения соединен со входом блока деления, !

О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волков И.И. Мотов В.В. Способ определения интервала корреляции, Автоматика и телемеханика, 1974, Р 4, с. 192 °

2. Авторское свидетельство СССР

У 504205, кл. 606 6 7/19, 1976.

696487

Риг. 2

Составитель B Жовинский

Редакто В. Павлов Тех е В,Бабурка Ко екто 1 ° Пожо

Заказ 6769/50 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб

4 5

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