Устройство для определения весовых функций

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 881 763.ф л ъ г

- Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 140380 (21) 2896166/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 151181.Бюллетень 1чо 42

Дата опубликования описания 151181 (51)М. Кл.

G 06 F 15/336

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 681.323 (088 ° 8) 1

gE j (72) Автор изобретения

B.Н.Попов (71) Заявитель (5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСОВ61Х

ФУНКЦИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для определения весовых функций объекта (устройства, системы) при поступлении на его вход единичных реализаций случайных процессов и может быть применено в системах диагностики сложных динамических объектов одноразового применения.

Известно устройство для определения весовых функций, содержащее генератор шума, блок умножения блок усреднения и фильтр $1j .

Однако в данном способе недостаточно точно определяются весовые 15 функции.

Известно также устройство, основанное на запоминании выборок входного случайного сигнала, формировании эталонного сигнала, умножении выбо- 20 рок входного сигнала на эталонный сигнал, запоминании полученных произведений, формировании матрицы корреляционных функций входного сигнала, обращении этой матрицы, умножении 2э обратной матрицы на произведение входного и эталонного сигналов. Устройство содержит счетчик входного сигнала, блоки умножения, блок формирования эталонного сигнала, блок 30

1 памяти, генератор импульсов, блок формирования матрицы корреляционных функций входного сигнала, блок обращения матрицы корреляционных функций, регистр f2)

Недостатком этого устройства является большое число операций по вычислению оптимальной весовой функции.

Кроме того, устройство не может работать, если матрица корреляционных функций входного сигнала вырождена.

Эта ситуация возникает в случае, когда на вход устройства поступают единичные реализации случайных процессов и как следствие этого, недостаточное быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия, а также обеспечение работоспособности устройства при определении весовых функций по единичным реализациям случайных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения весовых функций, содержащее первый накопитель, вход которого является входом устройства, выходы первого накопителя подключены к первым входам соответствующих п блоков умноже ния, вторые входы которых соединены с выходом источника эталонного сиг881763 нала, выходы блоков умножения подключены к соответствующим входам второго накопителя, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импул (сов, а выход соединен с первым входом (n1-1) — го блока умножения, выход которого соединен со входом регистра, введены функциональный преобразователь, накапливающий сумматор и квадраторы, входы которых подключены к соответствующим выходам первого накопителя, а выходы— к соответствующим входам накапливающего сумматора, выход которого через функциональный преобра— зователь соединен с управляющим входом генератора импульсов и вторым входом (и+1) — го блока усилителя.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит накопитель 1 входного сигнала, квадраторы 2, блоки 3 умножения, накапливающий сумматор 4, функциональный преобразователь

5, генератор импульсов 6, источник 7 эталонного сигнала, накопитель 8, регистр 9.

Накопитель 1 входного сигнала соединен со входами квадраторов 2 и блоков 3 умножения. Выходы квадраторов

2 соединены со входами накапливающего сумматора 4. Выход последнего через функциональный преобразователь

5 соединен со входами генератора импульсов 6 и блоков 3 умножения. Вторые входы блоков 3 умножения соединены с выходом источника 7 эталонного сигнала. Выходы блоков 3 соединены со входами накопителя 8, последний вход накопителя 8 соединен с выходом генератора импульсов 6, а выход со вторым входом блока 3 умножения, выход которого соединен со входом регистра 9, выход последнего является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

На вход накопителя 1 поступают выборки входного сигнала. Далее и выборок входного сигнала, находящиеся в накопителе, поступают на квадраторы 2 и блоки 3 умножения. Сигналы с квадраторов 2 поступают на вход накапливающего сумматора 4, где происходит их сложение. С выхода сумматора 4 сигналы поступают на вход функционального преобразователя 5, на выходе которого получается сигнал, обратно пропорциональный входному сигналу. Одновременно на вторые входы блоков умножения поступает эталонный сигнал с источника 7. Сигналы с выхода блоков 3 умножения записываются в накопитель 8. Сигналы с выхода нелинейного преобразователя 5 запускают генератор импульсов 6. Импульсы с генератора 6 поступают на вход накопителя 8, передавая произведения сигналов поочередно на вход

30 л л л

КД)= Ф„„ф/((г <„(3) I (И

Выражение (3) позволяет очень просто определять весовую функцию системы. Выражение (1) проверится по соотношениям, определяющим свойства псевдообратных матриц.

Формула изобретения

Устройство для определения весовых функций, содержащее первый накопитель, вход которого является блока 3 умножения, на второй вход которого поступает сигнал, постоянный на данном шаге квантования, с выхода нелинейного преобразователя.

Использование новых элементов вы5 годно отличает предлагаемое устройство от известного, так как уменьшается время на выполнение операций по определению весовых функций и расширяются возможности устройства по обработке единичных реализаций нестационарных случайных процессов.

Улучшение устройства стало возможным из-за того, что для единичных реализаций случайных процессов весовой вектор системы можно определить следующим образом

Л+ Л вЂ” ® хх(") м«(j) л где W (j ) — весовой вектор системы

Щ . (точнее его оценка), поскольку рассматриваются единичные реализации случайных процессов, Фх(()) — псевдообратная матрица

25 для матрицы корреляционных функций входного сигнала cp„„ (j); операцйя псевдообращения, черточка под прописной буквой обозначает вектор, л+, п h „(j)= Ф„(j)/((,ãг(„()((, Ы ) л

-де ф „(J) =x(J) x (J) — матрица кор35 реляционных функций входного сигнала, x(j) — вектор входного сигнала, Т вЂ” операция тран40 т. . спонирования, «® — ())" (3) — след матрицы

cp„(j )

4 9 «()) — вектор- столбец входного

45 и эталонного сигнала.

Подставляя в выражение (1) и (2) значениями„ () ) иф„ „(() получаем окончательйое для весовой функции

5р системы

881763.

Составитель В.Жовинский

Редактор Н.Ромжа Техред Т.Маточка Корректор А.ДзЯтко

Заказ 9975/74 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 входом устройства, выходы первого накопителя подключены к первым входам соответствующих и блоков умножения, вторые входы которых соединены с выходом источника эталонного сигнала, выходы блоков умножения подключены к соответствующим входам второго накопителя, управляющий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен с первым входом (n+1)-го блока умножения, выход которого соединен со входом регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью повышения быстродействия, в устройство введены функциональный преобразователь, накапливающий сумматор и квадраторы, входы которых подключены к соответствующим выходам первого накопителя„ а выходы — к соответствующим входам накапливающего сумматора, выход которого через функциональный преобразователь соединен с управляющим входом генератора импульсов и вторым входом (и+1)-го блока умножения..Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кори Г. Моделирование случайных процессов на аналоговых и аналогово-цифровых машинах. М., "Мир", 1968, с. 239.

2. Мизин И.А. Цифровые фильтры.

15 M. "Связь", 1979, с. 140 (прототип).