SU1119040A1 - Устройство дл определени несмещенного среднего значени нестационарного случайного процесса - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО, ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСМЕЩЕННОГО СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее блок вычитани , блок вычислени  абсолютного значени , блок умножени , интегратор, сумматор, первый вход которого объединен с первым входом блока вычитани  и соединен Вх с выходом интегратора, .второй вход сумматора объединен с входом интегратора и подключен к выходу блока умножени , первьй вход которого соединен с. выходом блока вычислени  абсолютного значени , вход которого подключен к выходу бпока вычитани , второй вход которого  вл етс  входом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повьппени  точности. в него введены масштабный блок, элемент И, блок усреднени  генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока усреднени , вход которого объединен с первым входом масщтабного (Л блока и подключен к выходу блока вычитани , выход элемента И соединен со вторым входом масштабного блока, выход которого подключен к входу § блока умножени . внх со о |

Description

Изобретение относитс  к вычислител ной технике и предназначено дл  определени  характеристик случайных сигналов, может быть использовано в информационно-измерительных системах , системах управлени  технологиче кими процессами. Известно устройство, содержащее измеритель рассогласовани , рыход которого через фильтр соединен с вхо дом выпр мител  и непосредственно - с первым входом блока умножени , вто рой вход которого соединен с выходом нелинейного блока, а выход через последовательно соединенные регистр н исполнительный механизм соединен с одним из входов измерител  рассогласовани , а также усилитель с насыщением , вход которого соединен с выходом выпр мител , а выход - с входо линейного блока 1 3. Однако известное устройство харак теризуетс  невысокой точностью определени  среднего значени . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дп  определени  среднего значени  нестационарного процесса, содержащее блок вычитани , первый вход -которого  вл етс  входом устройства, блок умножени , сумматор , блок вычислени  абсолютной вели чины и интегратор, при этом выход блока вычитани  подключен к входу бл ка вычислени  абсолютной величины и к первому входу блока умножени , второй вход которого соединен с выходом блока вычислени  абсолютной величины, выход блока умножени  подключен к входу интегратора и к первому входу входу сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом блока вьиитани  и с выходом интегратора, а выход сумматора  вл етс  выходом устройства 2. Недостатком данного устройства  в л етс  низка  точность определени  среднего значени  нестационарного случайного процесса, так как оценка АХ  вл етс : смещенной, причем величина смещени  измен етс  в зависимое ти от характерис тик оцениваемого нестационарного случайного процесса. Таким образом, наблюдаетс  переменна ошибка определени  среднего значени  Цель изобретени  - повьшение точности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее блок вычитани , блок вычислени  абсолютного значени , блок умножени , интегратор, сумматор, первый вход которого объединен с первым входом блока вычитани  и с выходом интегратора , второй вход сумматора объединен с входом интегратора и подключен к выходу блока умножени , первый вход которого соединен с выходом блока вычислени  абсолютного значени , вход которого подключен к выходу блока вычитани , второй вход которого  вл етс  входом устройства, введены масштабный блок, .элемент-И, блок усреднеи , генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока усреднени , вход которого объединен с первым входом масштабного блока и подключен к выходу блока вычитани , выход элемента И соединен с вторым входом масштабного блока , выход которого подключен к входу блока умножени . На фиг.1 изображена блок-схема устройстваJ на фиг.2 - напр жени  (на входе устройства - 2 а , на выходе блока 1-2 S , на выходе блока 7-28, на выходе блока 9-2г, на блоке . Устройство содержит блок 1 вычитани , блок 2 вычислени  абсолютного значени , блок 3 умножени , интегратор 4, сумматор 5, масштабньй блок 6, блок 7 усреднени , элемент И 8, генератор 9 импульсов. Принцип действи  предлагаемого устройства основан на определении оценки среднего значени  в соответствии с нелинейной рекуррентной процедурой: m,,.h(,KH j|x K -m/Mj| п (),( где измер ема  на выходе устройства оценка среднего значени  матожидани  нестационарного случайного процесса в текущий момент времени, К ) (K-iJ - оценка среднего, значени  нестационарного случайного процесса в предыдущий момент времени 31 - иссл-едуемый нестационарный случайный процесс, 4 у - шаг изменени  коэффициента масштабного блока, jfn,j n-ij- перестраиваемый коэффици ент передачи.масштабного блока. Исследуемый нестационарньй случай ный сигнал X(t) (фиг.2), значени  которого снимаютс  через интервал времени Т , можно записать , где Xit/TJ - цела  часть отношени ; t - текущее врем j Т интервал дискретизации. Сигнал ХСК .поступает на первый вход блока 1 вычитани , где из Herjp вычитаетс  сигнал т C J полученный. на выходе блока 1 вычитани  сигнал разности - поступает на входы блока 2, блок 7 усреднени  и через масштабный блок 6 с управл емым коэффициентом масштаби ровани  на второй вход блока 3 умножени . Выходной сигнал блока 2 в(К подаетс  на первый вход блока 3 умножени , на второй вход которого поступает сигнал у л при этом выходной сигнал блока 3 умножеyiviz прдаетс  на вход интегратора 4 и второй вход сумматора 5. На первый вход сумматора 5 поступает сигнал , поступающий также на втоI рой вход блока 1 вычитани , с выхо . да интегратора 4. С выхода сумматора 5 снимаетс  сигнал пл к , соот ветствующий оценке среднего значени  . Сигнал разности с блока 1 вычитани  поступает на блок 7 усреднени . За интервал времени (фиг.2в) на выходе блока 7 усреднени  образуетс  средн   величина смещени  оценки матожидани  f не04 стационарного случайного процесса. В момент t по вл етс  сигнал Ug (.фиг.2г) с выхода генератора импульсов, открывающий элемент И 8, и сигнал р через элемент И 8 поступает на управл ющий вход масштабного блока 6, корректиру  коэффициент масштабировани  так, чтобы величина U уменьшилась. В течение р да интервалов уменьшаетс  до нул , чем обеспечиваетс  несмещенность оценки среднего. Таким образом, введенна  совокупность признаков позвол ет уменьшить погрешность оценки среднего значени  входного сигнала , т. е. повысить точносЛ устройства, чем ft достигаетс  цель изобретени . Оценку эффективности функциони .ровани  предлагаемого устройства можно П2ОИЗвести по величине CK оценке дисперсии. Так, иа интервале 6-24 оценка дисперсии дл  зового устройства составл ет D х flS 2 М , 21, а дл  предлагаемого устройства -DxjClS3 71,02. Отношение С18 /1)., т.е. разброс значений относительно ш У предлагаемого устройст- ва в среднем в 3 раза мень-г ше, чем у известного за счет значительного уменьшени  смещени  А .,; . л I Предлагаема  структурна  организаци  устройства дл  определени  среднего значени  нестационарного случайного процесса, основанна  на введении контура подстройки коэффициента масштабного блока, позвол ет значительно уменьшить смещенность оценки среднего значени  входного сигнала , т.е. повысить точность .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО, ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСМЕЩЕННОГО СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее блок вычитания, блок вычисления абсолютного значения, блок· умножения, интегратор, сумматор, первый вход которого объединен с первым входом блока вычитания и соединен с выходом интегратора, второй вход сумматора объединен с входом интегратора и подключен к выходу блока умножения, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления абсолютного значения, вход которого подключен к выходу блока вычитания, второй вход которого является входом устройства, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены масштабный блок, элемент И, блок усреднения, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока усреднения, вход которого объединен с первым входом масштабного блока и подключен к выходу блока вычитания, выход элемента И соединен со вторым входом масштабного блока, выход которого подключен к входу блока умножения.