Ортогональный коррелятор

 

(72) Авторы изобретения

И. И. Волков. и В. И. Батищев

C (еннЯоМтем4ич

Куйбышевский ордена Трудового Красного 3 институт им. В. В. Куйбы (7I ) Заявитель (54) ОРТОГОНАЛЬНЫЙ КОРРЕЛЯТОР

Изобретение относится к специализированным вычислительным средствам, предназначенным для статической обработки случайных процессов.

Известно устройство, обеспечивающее оценку коэффициентов разложения корреляционной функции (КФ) случайного про-. цесса в ортогональный функпиональный ряд, с аппроксимацией ортогональными функциями Лагерра, с оптимизацией пара1О метра базисных функций, содержащее регулируемый ортогональный фильтр, к выходу каждой ячейки которого последовательно подключены блок умножения и блок усреднения, вторые входы блоков ум-, ножения вместе с входом ортогонального фильтра соединены с входом устройства.

Кроме того, устройство содержит блоки регулировки параметра, выходы которых подключены к управляющим входам ортогональных фильтров (1 ).

Недостатком. устройства является ограниченная область применения, что обусловлено спепификой ортогональных функций Лагерра. Так, например, последние не являются оптимальными для аппроксимации функций, представляющих собой сумму экспонент и для ряда других зависимостей.

Более общими свойствами обладают ортогонализированные системы экспонен- . циальных функций (ряды Дирихле), включающих, как частный случай, ортогональ-. ные функции Лагерра.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее ортогональный фильтр Лагерра, к выходу каждой ячейки которого последовательно подключены блок умножения и блок усреднения, вторые sxogga блоков умножения вместе с входом ортогонального фильтра соединены с входом устройства, блок регулировки параметра, подключенный входом к выходу последнего блока усреднения, выходом — к управляющим входам ортогонального фильтра.

3 97437

Целью изобретения являе жя повышение точности аппроксимапии КФ случайного процесса парвметрической моделью. Поставленная цель достигается тем, что ортогональный коррелятор содержащий блоки регулирования параметра н первую

Q ф сигналов Ло,..., Л на своих входах.

Установившиеся значения параметров фильтров принимаются в качестве параметров Ко, ..., с базисных функций.

К-1 торых соединены с управляющими входами соответствующих апериодических управляемых фильтров первой группы.

На чертеже изображена структурная схема коррелятора.

Коррелятор содержит фильтр 3 с пе редаточной функцией 4l (р) = с, (p+ к), блоки 2 умножения, блоки 3 усреднения, блоки 4 регулировки параметров, ортогоиальный фильтр 7, содержащий в каждой ячейке блок 5 вычитания, фильтр 6 с передаточной функцией %к(р) =2% .

Устройство работает следующим образом.

При подач@ на вход реализации центSS рированного случайного процесса Х (Ф, ) блоки регулировки параметров 4 изменяют параметры. фарп.тров 1,6 до обнуления группу апериодических управляемых фильт; ров, вход каждого из которых объединен с первым входом соответствующего блока вычитания, второй вход которогб соединен с выходом апериодического управляемого фильтра, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего блока умножения первой группы, вторые входы блоков умножения объединены со входом первого апериодического управляемого фильтра и первого блока вычитания и являются входом коррелятора, выходы блоков умножения подключены ко входам соответствующих блоков усреднения, введена вторая. группа апериодических управляемых фильтров, число кото. рых равно числу звеньев многозвенного ортогонального фильтра, вторая группа блоков умножения, вторая группа блоков усреднения, выход блока вычитания последнего звена многозвенного ортогонального фильтра соединен со входами управляемых апериодических фильтров второй группы, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих блоков регулировки параметра, первые входы блоков умножения второй группы объединены и подключены ко входу коррелятора, вторые - соединены с выходом соответствующего апериодического управляемого фильтра второй группы, выходы блоков умножения второй группы через соответствующие блоки усреднения второй группы подключены ко входам соответствующих блоков регулировки параметра, выходы коl0

1$

-й„, ) (1) в модели КФ (2)

При этом„как можно показать, обесЮ печивается минимум среднеквадратической погрешности аппроксимации КФ моделью (2) как на множестве коэффициентов разложения po,..., р„„так и на множестве параметров с о,...,, .

Минимум погрешности . (") - R (0 ".,()

0 в области параметров р„ ооеспечивается способом оценки последних

СО со K K K()RX(ТМТ=М X(t) x Т сС„Н (t ) х (- i ) d t) .-к-й коэффициент разложения КФ в базисе функций Н к (i )) (коэффициент Фурье).

Минимум а на множестве параметров о,,..., Ы обеспечивается их оптимальной подстройкой.

В предлагаемом устройстве блоки регулировки параметров обеспечивают обнуление всех Л к, К =О,..., N позволяя минимизировать д по параметрам о t 1 в ° ° э 4

Учитывая общий характер использован ных при реализации предлагаемого уст ройства функций Нк(7.) так, например, функции Лагерра, неиспользуемые в (1,2), получаю я из функций Hк() при Ыо= о „...= о = Ы, т.е. как частный случай. Можно утверждать, что по сравнению с устройствами аналогами предлагаемое устройство при равенстве порядков

14 моделей КФ обеспечивает s общем случае наименьшие погрешности аппроксимации КФ, либо с заданной погрешно тью аппроксимации оценивать КФ более шйрокого класса процессов. Рормула изобретения

Ортогональный коррелятор, содержащий блоки регулировки параметров и первую группу апериодических управляемых 5 фильтров, вход каждого из которых объ единен с первым входом соответствующего блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом соответствующего апериодического управляемого фильтра, подсоединенным также к первому входу соответствующего блока умножения первой группы, вторые входы блоков умножения объединены со входом первого апериодического управляемого фщп тра и первого блока вычитания и являют ся входом коррелятора, выходы блоков умножения первой группы подключены ко входам соответствующих блоков уореднения первой группы, о т л и ч а ю - 20 шийся тем, что, с пелью повышения точности, в коррелятор введены вторая группа апериодических управляемых фильтров, число которых равно числу звеньев ;многозвенного ортогонального И фильтра, вторая группа блоков умножения, ?9 d вторая группа блоков усреднения, выход блока вычитания последнего звена мног звенного ортогонального фильтра соединен со входами управляемых апериодичесм з ких фильтров второй группы, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих блоков регулировки параметров, первые входы блоков умножения второй группы, объединены и подключены ко входу коррелятора, вторые - соединены с выходом соответствующего апериодичео» кого управляемого фщ ьтра второй группы, выходы блоков умножения второй группы через соответствующие блоки усреднения второй группы подключены ко входам соответствующих блоков регулировки параметров, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих . апериодических управляемых фильтров первой группы.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 529462, кл. G 06 Ci 7/19, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 463121, кл. С 06 G 7/19, 1973.

ВНИИПИ Заказ 8705!67 Тираж 731 Подписное

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