Устройство для определения параметров аппроксимирующей экспоненциально-косинусной корреляционной функции

 

описАиЯ Я

ИЗОБРЕТЕН И

2908

Союз Советских

Соцналнстическма

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬСТ (61) Дополнительное к авт. саид-ву)М. Кл.

G 06 G 7/19 (22)Заявлено 0З.3 1.77(21) 2539997/ с присоединением заявки ¹â€”

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет нв -делам изобретений и етврнтнй

Опубликовано pg. Од, Sp Бюллетень

Дата опубликования описания 05.0

) УДК 6Sl ЗЗЗ (OSS. 8) (72) Авторы изобретения

И. И. Волков и В. И. Батишев

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

АППРОКСИМИ РУЮШЕЙ ЭКСПОНЕНЦИ АЛЬ НО-КОСИ НУСНОЙ

KOPPEMUHOHHOH ФУНКЦИИ

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной и измерительной техники, предназначенных для аппаратурного определения характеристик случайных процессов.

Известно устройство для определения параметров экспоненциально-косинусных корреляционных функций (КФ), содер-. жашее в каждом из двух каналов посл довательно соединенные регулируемый фильтр экспоненциального сглаживания, блок умножения, подключенный вторым входом вместе с входом фильтра к выходу блока номирования, блок усреднения, к выходу которого в первом канале подключены последовательно соединенные схема сравнения, блок регулировки параметра, выход которого подключен .к управляюшим входам регулируемых, фильтров, второй вход схемы сравнения подклю-20 чен к выходу источника постоянного напрежевия (11 .

Недостаток устройства состоит в том, что значения параметров модели опреде-

2 ляются посредством дополнительных вычислений по результатам измерения и,. что самое главное, не обеспечивается минимум погрешности аппроксимации корреляционной функции исследуемого процесса выбранной моделью.

Известно также устройство для о1тределения параметров аппроксимируюшей экспоненциально-косинусной корреляционной функции, содержащее блок нормирования, первый вход которого является входом устройства, а выход подключен к,первому входу первого блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого подключен ко входу первого регулируемого фильтра, выход которого подключен ко входу второго регулируемого фильтра, выход которого соединен с первым входом. первого ключа, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен через первый блок усреднения с. первым входом второго блока вычита732 908 4 связаны с дисперсией D хн нормированного процесса %11 Я) следующими covr10 ношениями (1)

1 ниц» второй }вход которого подключен к первому выходу источника эталонных на. пряжений, а выход через блок регулировки параметра соединен с управляющими входами первого и второго регулируемых фильтров, выход первого из которых подключен к первому аходу второго ключа выход которого соединен с первым аходом третьего блока умножения, выход кото рого подключен ко входу второго блока усреднения, второй выход источника эталонных напряжений соединен со вторыми аходами блока нормирования и первого блока вычитания fgj, 15

Однако для обеспечения сходимости процесса подстройки параметров к оптимальным, т.е. обеспечивающим минимум квадратической погрешности аппроксимации необходимо априори знать ориентировочные значения оптимальных параметров, .

20 поскольку в основу функционирования устройства положено условие обеспечения экс тремума погрешности аппроксимации. Это обстоятельство значительно сужает область применения устройства поскольку она ограничивается процессами, для которых возможно. установить начальные значения параметров такими, чтобы при регулировке они сошлись к оптимальным.

Кроме того, функциональные возможности устройства ограничиваются определением параметров экспоненциально-коси-. нусной модели корреляционной функции и любое расширение функциональных воз35 можностей измерительного устройства оказывается очень полезным в практическом корреляционном анализе.

Бель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за

40 счет получения оценки интервала корреляции исследуемого процесса.

Эта цель достигается тем, что в устройство введены третий блок вычитания, блок определения максимума, генератор

45 синусоидального сигнала и сумматор, вхс ды которого соединены соответственно с выходом бпока нормирования и со вторым выходом источника этапонных напряжений а выход подключен ко вторым входам вто$0 рого и третьего блоков умножения, вход блока определения максимума соединен с выходом третьего блока вычитания, аходы которого подключены соответственно к первому выходу источника эталонных напряжений и к выходу второго блока усреднения, выход блока определения максимума через генератор синусоидального сигнала подключен ко вторым аходам первого блока умножения, первого и второго ключей.

На чертеже изображена блок-схема устройства

Устройство содержит блок .1 нормирования, блок 2 вычитания, источник 3 эталонных напряжений, величины которых

Dxe . хн

1 8 2 8 сумматор 4, блок 5 умножения, регулируемые фильтры 6, 7 с передаточными нкция ми

2 f2 и (р1= > ь уp

1 а (Р3= 1

1 -2-р где сС - параметр фильтров, величина которого принимается: в качестве оценки показателя затухания экспоненциальнокосинусной модели КФ, ключи 8 (аналоговые), информационные входы которых

I подключены к выходам соответствующих фильтров, блоки 9 умножения, блоки

10 усреднения, блоки ll вычитания, блок 12 регулировки параметра фильтров, блок 13 определения максимума, генератор 14 синусоидального сигнала с регулируемой частотой Фо, величина которой принимается в качестве оценки частоты колебаний экспоненциально-косинусной модели КФ, управляющий вход генератора подключен к выходу блока

13.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении íà ахоп блока 1 нормирования, являющийся входом устройства центрицованной реализации случайного про цесса ММ> блок 12 регулировки параметра изменяет величину параметра О.. регулируемых фильтров 6, 7 до обнуления сигнала У (4) на выходе блока 11 вычитания первого канала, в то же время блок определения максимума изменяет частоту генератора 14 синусоидального сигнала, устанавливая ее такой, чтобы выполнялось условием®=ЮОх Установившиеся значения параметра d. фильтра ,и частоты Ч7д принимаются в качестве оценок параметров КФ.

Уц(о = (3)

-((cl аппроксимируюшей КФЯ (®) псследуе 732908 ляции Г (. Следует заметить, что поскольку величина квадратической погрешности всегда положительна, т. е. д ЪО, оценка интервала корреляции 7. будет

ЗаинжЕННОй, т.Е. Г > х,х, %

Ч"аким образом, данное устройство имеег следующие преимушества: регулировка параметра фильтров и частоты генератора ведется так, что величина погрешности

Еь изменяется всегда к своему минимуму; некоторое усложнение аппаратуркого оформления предлагаемого устройства происходит за счет включения устройства поиска максимума, одпако замена регулируемого генератора ортогональных сигналов на генератор синусоидального сит нала является его существейным(упрощением,,кроме того устройство позволяет., оценивать, квадратический интервал корреляции.

Сигнал 0(Ю на выходе блока 11 вычитания второго канала принимается в качестве оцеики7 х квадратического интервала корреляции и. отличается от последнего на величину Ь

Справедливость этих утверждений мож ! доказать путем следующих рассуждений.

Вькодной сигнал 9(47 блока 11 вычитания. первого канала в установившемся 15 режиме определяется следующим выражением

Y(t)=IA((X Ю+ ф1 ььт(ш + )Ц

OO

Z0 (5)

„ 1п ж(+,-гбач х„(- )-и„Ж -U =о,. ЧЙ" где — а(Е -импульсная характеристика 25

2. фильтра, составленного из фильтров 6, 7.

Выходной сигнал Ф М блока 1 1 вычитания второго канала в установившемся режиме определяется выражением о

>(> = ()x „b)+u,,) «, + — 0 =Мах

2 (6) которое после преобразований можно записать в следующем виде

40 (7)

- Охи

)cia .совщ С gf - — =иау,,) О.

Описываемое устройство позволяет определять параметры экспоненциальнокосинусной корреляционной функции, аппроксимирующей КФ анализируемого процесса по минимуму квадратической погрешности.

Сигнал 9Я, описываемый выражением (7), отличается от величины квадратичного интервала корреляции на величину квадратической погрешности L миними55 зируемой, как уже отмечалось, в данном устройстве выбором параметров с(, ФО может быть принят в качестве приближенной . оцен о квадратического интервала корре50

5 мого процесса g(t7 по минимуму квадратической погрешности сО

a=f(p„(h)-p

-сс . 1п e(+ » <+) OQ

-сИ м >=a„„$y (с7 Зе cosuu ddt=

ХИ О

Формула изобретения

Устройство для определения параметров аппроксимируюшей экспоненциальнокосинусной корреляционной функции, содержащее блок нормирования, первый вход которого является входом устройства, а выход подключен к первому входу первого блока Вычитания1 ВыхОд которОГО сОединен с первым входом первого блока умножения, выход которого подключен ко входу первого регулируемого фильтра, выход которого подключен ко входу второго регулируемого фильтра, выход которого соединен с первым входом первого ключа, выход которого подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен через первый блок усреднения с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого подключен к первому вььходу источника эталонных напряжений, а выход через блок регулировки параметра соединен с управляющими входами первого и второго регулируемых фильтров, выход первого из которых подключен к первому входу

Второго ключа, выход которого соединен первым входом третьего блока умножения, выход которого подключен ко входу второго блока усреднения, второй выход источника эталонных напряжений соединен со вторыми-входами блока нормирования и первого блока вычитания, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения оценки интервала корреляции, в устройство вве2908

° .L

4фу .:,".,, „. - 73 ены третий блок вычитания блок опреепения максимума, генератор синусои- . дапьного сигнала и сумматор, входы которого соединены соответственно с выходом блоке нормирования и со вторым выходом источника эталонных напряжьний4 а выход подключен ко вторым аходам второго и третьего блоков умножения, вход блока определения максимума соединен с выходом третьего блока вычитания, входы которого подключены со. ответственно к первому выходу источника эталонных напряжений и к выходу

8 второго блока усреднения, выход блока определения максимума через генератор синусоидального сигнала подключен ко вторым входам первого блока умножения, первого и второго ключей.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР о № 456278, кп. С 06 6 7/19, 1973.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке № 2407400/18-24, кл. О 06 G 77//1199, 1977.

Составитель B. Жовинский

Редактор C. Патрушева Техред М. Нетко Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1555/11 Тираж 751 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент», г, Ужгород, уп, Проектная, 4