- •Головная программа
- •2. Управляющие подпрограммы
- •3. Подпрограммы генерирования реализации сп
- •3.2. Автономная подпрограмма istok1
- •4.1. Автономная подпрограмма razm1
- •6. Подпрогратя расчета статистически корреляционных моментов сп
- •6.1. Автономная подпрограмм коrm1
- •6.2. Автономная подпрограмма kormm
- •7.1. Автономная подпрограмма korf1
- •7.2. Автономная подпрограмма korf2
- •7.5. Автономная подпрограмма - функция func1
- •8. Подпрограмма расчета статистических hoрмированных функций спектральной плотности
- •8.1. Автономная подпрограмма formf1
- •8.2. Автономная подпрограмма spid1
- •8.3. Автономная подпрограмма spid2
- •8.4. Автономная подпгограмма spidm
- •8.5. Abtoномная программа spin1
- •9. Подпрогрмма расчета статистических функций плотности вероятности сп
- •9.1. Автономная программа formx1
- •9.2. Автономная программа formxm
- •9.3. Автононяая подпрограмма gist1
- •9.4. Автономная подпрограмма gist2
- •9.5. Автономная программа gistm
- •10. Подпрограммы расчета заданных /теоретических/ статистических характеристик сп
- •10.1. Автономная подпрограмма test1
- •11. Подпрограммы анализа точности
- •11.1. Автономная подпрограмма anal1
- •12. Запуск ппп.
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
Кафедра _ИС–1–Информационно–управляющие системы___________________________________________
(шифр и наименование кафедры)
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
_________ (В.Д. Ивченко)
«___»_________200__г.
Для студентов 4_ курса факультета ИС
специальности 220201–управление и информатика в технических системах
Пакет прикладных программ
«STATUS»
по 3121–Случайные процессы в системах управления
Обсужден на заседании кафедры
(предметно-методической секции)
«__»___________200__г.
Протокол № __
МГУПИ – 200__г.
АННОТАЦИЯ
В процессе создания управляемых систем большую роль играет моделирование этих систем на ЭВМ (так называемый «машинный эксперимент»). В то же самое время при решении задач моделирования систем на ЭВМ к числу основных вопросов относятся как воспроизведение стохастических сигналов, действующих на входах этих систем, так и последующая оценка качества моделирования случайных процессов (СП). В свою очередь, успешное решение этих задач способствует качественному решению и вопросов моделирования управляемых систем в целом.
Данный пакет прикладных программ (ППП) разработан для решения широкого круга задач, связанных с моделированием и статистическим анализом скалярных и векторных СП. Пакет написан на алгоритмическом языке ФОРТРАН - 4 и ориентирован на ЭВМ типа IBM PC. Он предназначается для ознакомления студентов с методами моделирования стохастических воздействий и используется студентами 4–ого курса для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Случайные процессы в системах управления». ППП может быть использован также студентами старших курсов, занимающимися научной работой, и в процессе выполнения дипломного проектирования.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Головная программа 5
2. Управляющие подпрограммы 9
2.1. Автономная подпрограмма GENER1 10
3. Подпрограммы генерирования реализации СП . 14
3.1. Автономная подпрограмма ISTOK1 15
3.2. Автономная подпрограмма ISTOKM . 18
3.3. Автономная подпрограмма-функция GAUSS 21
3.4. Автономная подпрограмма-функция RELEY 22
3.5. Автономная подпрограмма-функция EXPON 23
3.6. Автономная подпрограмма KANON1 24
4. Вспомогательные, подпрограммы 29
4.1. Автономная подпрограмма RAZM1 30
4.2. Автономная подпрограмма RAZMM 31
4.3. Автономная подпрограмма FORM 32
5. Подпрограммы центрирования реализации СП 34
5.1. Автономная подпрограмма CENTR1 35
5.2. Автономная подпрограмма CENTRM 36
6. Подпрограммы расчета статистических корреляционных моментов СП 37
6.1. Автономная подпрограмма K0RM1 38
6.2. Автономная подпрограмма КОRММ 39
7. Подпрограмма расчета статистических нормированных
корреляционных функций СП 40
7.1. Автономная подпрограмма КОRF1 41
7.2. Автономная подпрограмма KORF2 42
Автономная подпрограмма КОRFМ 44
Автономная подпрограмма KORFA1 45
Автономная подпрограмма-функция FUNC1 47
8. Подпрограммы расчета статистических нормированных
функций спектральной плотности . 49
8.1. Автономная подпрограмма FORMF1 50
8.2. Автономная подпрограмма SPID1 51
8.3. Автономная подпрограмма SPID2 . 52
8.4. Автономная подпрограмма SPIDM 54
8.5. Автономная подпрограмма SPIN1 56
8.Подпрограммы расчета статистических функций
плотности вероятности СП 58
9.1. Автономная подпрограмма FORMX1 59
Автономная подпрограмма FORMXM . 60
9.3. Автономная подпрограмма GIST1 . 62
9.4. Автономная подпрограмма GIST2 63
9.5. Автономная подпрограмма GISTM 65
10. Подпрограммы расчета заданных /теоретических/ статистических
характеристик СП 67
10.1. Автономная подпрограмма TEST1 68
11. Подпрограммы анализа точности воспроизведения
статистических характеристик СП . 72
11.1. Автономная подпрограмма ANALI 73
12. Запуск ППП 76
Список литературы
Головная программа
Данная программа предназначается для ввода и вывода исходных данных управляющих подпрограмм, а также для обращения к последним.
Первым элементом ввода программ является признак JREG /идентификатор JREGIM/, определяющий режим работы программы, который вводится оператором READ в формате 15.
Ввод исходных данных управляющей подпрограммы GENER1 и обращение к этой подпрограмме осуществляется только при выполнении условия:
JREG = 1
Ввод исходных данных управляющей подпрограммы GENER1 осуществляется с помощью пяти операторов READ.
Первая группа исходных данных подпрограммы GENER1 вводится в формате 515 и включает в себя:
JPLOV - признак Jf вида функции плотности вероятности f(X) СП Х(Т); Jf [1,4] /равномерному закону распределения соответствует Jf = 1, нормальному закону распределения - Jf = 2, закону распределения Рэлея - Jf = 3, экспоненциальному закону распределения - Jf = 4/;
JKORF - признак Jr вида нормированной корреляционной функции СП Х(Т); Jr [1, 5 ] /некоррелированному СП соответствует Jr = 1, коррелированному СП - Jr > 1, не дифференцируемому СП - Jr = 2 или Jr = 4, дифференцируемому СП - Jr = 3 или Jr = 5, СП, обладающему монотонной корреляционной функцией, - Jr = 2 или Jr = 3, СП, обладающему немонотонной корреляционной санкцией, - Jr = 4 или Jr =5/;
JSPEK - признак JS способа расчета статистической функции спектральной плотности СП Х(Т); JS [0, 1] /расчету, основанному на использовании формул численного интегрирования, соответствует JS = 0, а расчету, основанному на использовании квадратурных формул интегрирования и аппроксимационных формул для статистической корреляционной функции, JS = I/;
JKORFA - признак Jr,a необходимости построения аппроксимационной зависимости для статистической корреляционной функции СП Х(Т), а также корректировки на ее основе этой функции; Jr,a [1, 5] /указанные операции проводятся только в случае Jr,a >1, а вид аппроксимационной зависимости при этом определяется величиной данного признака по тому же самому принципу, по которому вид заданной корреляционной функции определяется величиной признака Jr,a /;
JSTAT - признак JSTAT необходимости проведения статистической обработки сгенерированной дискретизированной реализации СП Х(Т) в целом; JSTAT [0,1];
Вторая группа исходных данных подпрограммы GENER1 вводится в формате 415 и включает в себя:
JRPLOV - признак JR,f необходимости проведения статистической обработки реализации СП Х(Т) в части расчета функции плотности вероятности; JR,f [0,1];
JRKORF - признак JR,r необходимости проведения статистической обработки реализации СП Х(Т) в части расчета корреляционной функции; JR,r [0,1];
JRSPEK - признак JR,S - необходимости проведения статистической обработки реализации СП Х(Т) в части расчета функции спектральной плотности; JR,S [0,1];
N- число узлов дискретизации реализации СП Х(Т) .
Третья группа исходных данных подпрограммы (GENER1 вводится в формате 415 и включает в себя:
NPLOV - число узлов дискретизации функции f(X);
NKORF - число узлов дискретизации функции ;
NSPEK - число узлов дискретизации функции ;
NPP - число предварительных прокруток алгоритма генерирования реализации СП Х(Т) на режиме "холостого хода" /к использованию рекомендуется значение этого параметра, составляющее примерно 10 % от величины параметра N/.
Четвертая группа исходных данных подпрограммы GENER1 вводится в формате 4F10.2 и включает в себя:
PI, P2 - параметры p1 и р2 функции f(Х) генерируемого СП Х(Т);
Z0 - начальное значение последовательности псевдослучайных чисел /любое целое положительное нечетное число, не превышающее 67108864/;
DTAU - шаг дискретизации реализации СП Х(Т), с.
Пятая группа исходных данных подпрограммы GENER1 вводится в формате 3F10.2, 2F10.2, ЗF10.2 и включает в себя:
MАК (3) - массив параметров нормированной корреляционной функции генерируемого СП Х(Т) /MAK (I) и МАК (2) – подэкспоненциальные множители и ; МАK (З) - характерная частота процесса j0,Гц/,
MAFI (2) - массив параметров, определяющих границы шкалы аргумента функции / MAFI (1)- jNACH, MAFI (2) - jK0N; jK0N > jNACH/, Гц;
МАКАР (3) - массив начальных приближений параметров , и j0 для оптимальной аппроксимации статистической корреляционной функции.
Все указанные выше операции, выполнение которых зависит от значений признаков, определенных на области [0,1], производится только при ненулевых значениях этих признаков.
Функции плотности вероятности СП Х(Т) для различных законов распределения из числа рассматриваемых в программе записываются в форме:
при Jf = l
при Jf = 2
;
при Jf = 3
при Jf = 4
Корреляционные функции СП Х(Т) из числа допускаемых к использованию в программе записываются в форме:
при Jr = 1
при Jr = 2
при Jr = 3
при Jr = 4
при Jr = 5