Статистическая обработка информации: конспект лекций

СОДЕРЖАНИЕ
Лекция 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ВВЕДЕНИЕ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Особенности измерения вероятностных
характеристик случайных процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Основные вероятностные характеристики
случайных процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Основные задачи статистической обработки информации
на различных этапах процесса планирования и организации
экспериментальных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Основные разновидности систем статистической обработки
результатов экспериментальных исследований . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2
6
6
9
10
Лекция 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Обобщенная схема статистической обработки
случайных процессов (сигналов) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Анализаторы плотности вероятности распределения
параметров случайных процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Характеристики преобразования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Особенности преобразования аналоговых
величин в цифровой код . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
Лекция 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Амплитудно-временное кодирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Метод последовательной аппроксимации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Аналого-цифровое преобразование
параллельного типа (блиц-преобразователи) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Структурная схема параллельного АЦП с разравниванием
интервала квантования по всему рабочему диапазону
измерений при полном сохранении этого диапазона . . . . . . . . . . . . .
5. Параллельно-поточные преобразователи
амплитуда-код (визуальное наблюдение
сигналов в реальном времени) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
Лекция 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВРЕМЕННЫХ
ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Преобразователи типа «время-амплитуда-код» . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Импульсный преобразователь время-код
верньерного типа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Широкодиапазонный преобразователь время-код
интерполяционного типа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Параллельно-конвейерные преобразователи время-код . . . . . . . . . .
5. Параллельно-конвейерный преобразователь
с интерполятором типа время-амплитуда-код . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
12
12
15
19
21
23
23
25
29
32
36
39
40
42
43
46
47
Лекция 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОПТИМАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ
ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПОМЕХ . . . . . . . . . . . .
1. Функция правдоподобия P( x / )  () . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Оптимальная оценка параметров полностью
известных сигналов на фоне нормального шума . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Функция правдоподобия оцениваемого параметра . . . . . . . . . . . . . . .
Лекция 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
АНАЛИЗ ОБЩЕГО ВЫРАЖЕНИЯ ДЛЯ ФУНКЦИИ
ПРАВДОПОДОБИЯ ОЦЕНИВАЕМОГО ПАРАМЕТРА
 ПРИ ПРИЕМЕ ПОЛНОСТЬЮ ИЗВЕСТНОГО
СИГНАЛА НА ФОНЕ АДДИТИВНОГО
НОРМАЛЬНОГО СТАЦИОНАРНОГО ШУМА . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Статистические характеристики оценок
энергетических параметров случайных сигналов . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Статистические характеристики оценок
неэнергетических параметров случайных сигналов . . . . . . . . . . . . . . .
Лекция 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
СМЕЩЕНИЕ И ДИСПЕРСИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ
ОЦЕНКИ НЕЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Обобщенная структурная схема многоканального
временного анализатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Метод режекции как средство уменьшения
погрешностей многоканального временного
анализатора в эксперименте по регистрации
кинетики люминесценции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Типовая блок-схема многоканального временного
анализатора для изучения кинетики
люминесценции 10-1010-6 сек . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Субоптимальные методы фиксации временных
положений случайных сигналов при
многоканальном временном анализе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Формирователь сигналов со следящим порогом . . . . . . . . . . . . . . . . .
6. Метод двойной выборки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7. Метод корреляции неопределенностей фиксации
временного положения сигналов на базе
функциональных преобразователей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекция 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
МЕТОД ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗ ШУМОВ СЛАБЫХ
ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Синхронное детектирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Метод синхронного детектирования в задачах
спектроскопии электронного парамагнитного
резонанса и ядерного магнитного резонанса . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
49
49
51
54
57
59
59
61
65
68
68
70
75
77
79
80
81
82
85
85
89
90
Л е к ц и я 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТА
МЕССБАУЭРА В ГЕОМЕТРИИ РАССЕЯНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
1. Особенности мессбрауэровской спектроскопии
рассеянного излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
2. Структурные схемы мессбрауэровских спектрометров . . . . . . . . . . . 97
Л е к ц и я 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
АППАРАТУРНЫЙ АНАЛИЗ
КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФУНКЦИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
1. Принципы построения корреляционных устройств . . . . . . . . . . . . . . 103
2. Структурное построение основных типов
устройств для корреляционного анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3. Коррелометры реального времени для
высокочастотных сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Л е к ц и я 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
АНАЛИЗ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ . . . . . . . . . 116
1. Метод фильтрации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
2. Принципы построения анализаторов
спектра с полосовыми фильтрами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3. Метод определения спектральной плотности
мощности по корреляционной функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4. Анализ спектральной плотности мощности
на основе Фурье–преобразования реализации
случайного процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
5. Функциональная схема прибора для анализа
спектра мощности по Фурье–преобразованию
реализации случайного процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
6. Спектроанализатор на основе дискретного
преобразования Фурье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Л е к ц и я 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ . . . . . . . . . . . 129
1. Беспоисковые самонастраивающиеся системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
2. Поисковые системы автоматического
управления. Основные типы систем
экстремального регулирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
3. Система экстремального регулирования с линейным
сканированием управляющего воздействия и контролем
значений или производной выходной координаты
управляемого объекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
2. Системы автоматического управления с использованием
метода синхронного детектирования для поиска области
экстремального значения показателя качества регулирования . . . . 136
ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .