Пристрій для визначення статистичних моментів випадкових процесів

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в вычислительных устройствах, применяемых в системах автоматического управления и регулирования. Известны устройства для определения статистических моментов, содержащие интегрирующие фильтры, блоки произведения, деления и сумматоры. Недостатком этих устройств является малая точность и недостаточное быстродействие при исследовании процессов с изменяющейся дисперсией и, как следствие этого, непригодность их для исследований нестационарных случайных процессов. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство [Авт.св. СССР № 330463, кл. G 06 D 7/52, 1972], содержащее центрирующий фильтр, перемножитель, два усредняющих звена, квадратор и блок нормирования дисперсии. Недостатком этого устройства является необходимость установки в блоке нормирования дисперсии опорного напряжения, пропорционального величине заданной дисперсии случайного процесса поступающего на устройство, что ограничивает область применения устройства случаем точного вычисления моментов случайного процесса с постоянной дисперсией, значение которой известно. При дисперсии процесса меняющегося во времени (нестационарный процесс) в данном измерителе коэффициент пропорциональности между моментами и величиной напряжений снимаемых с вы хода измерителя становится неизвестным, что снижает точность измерителя. При наличии погрешности в установке величины опорного напряжения снижается точность определения моментов более высокого порядка. Задача изобретения - повышение точности определения нормированных моментов случайного процесса, в частности с изменяющейся дисперсией, в широком динамическом диапазоне входного сигнала. В предлагаемом устройстве решение этой задачи достигается путем автоматизации определения дисперсии центрированного входного процесса. Для этого сигнал с вы хода центрирующего фильтра подается на блок определения дисперсии, состоящий из квадратора, вычитающего блока, интегратора, функционального преобразователя и второго интегратора, выход которого дает напряжение, пропорциональное величине, дисперсии случайного процесса которое подается на блок реализующий функцию вида "корень квадратный". На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит центрирующий фильтр 1, квадраторы 2, 9, 10, усредняющие звенья 4, 6, 11, 13, двухсторонний ограничитель снизу 5, блок вычитания 3, блок деления 8 и блок умножения 12, блок функционального преобразования 7. Между центрирующим фильтром 1 и блоком деления 8 включены квадратор 2, блок вычитания 3, усредняющее звено 4, двухсторонний ограничитель снизу 5, усредняющее звено 6, блок реализующий функцию вида "корень квадратный" 7. Перечисленные блоки служат для автоматического определения дисперсии случайного процесса, которая подается на один из входов блока деления 8 в виде среднего квадратического значения. На второй вход блока деления 8 подается центрированное значение случайного процесса с выхода центрирующего фильтра. На выходе блока деления 8 вырабатывается напряжение, пропорциональное нормированному к единичному значению дисперсии центрированного случайного процесса x0(t). Выход блока 8 подключен ко входу квадратора 9 и к одному из входов блока умножения 12. Ко второму входу блока умножения 12 подводится напряжение, полученное на выходе квадратора 9. После перемножения входных величин, в блоке 12 значение x30(t) интегрируется в усредняющем звене 13 на выходе которого получается напряжение пропорциональное значению величины нормированного момента третьего порядка случайного процесса x(t). Выход квадратора 9 одновременно подключен к квадратору 10, на выходе которого формируется величина x40(t), подключенная ко входу усредняющего звена 11, на выходе которого вырабатывается напряжение, пропорциональное значению нормированного статистического момента четвертого порядка случайного процесса x(t).