Generowanie sygnałów stochastycznych o zadanych charakterystykach statystycznych w badaniach metod estymacji czasu opóźnienia

• Autorzy: Hanus R. , Szlachta A. , Kowalczyk A.

Warianty tytułu

EN

Random signal generating of given statistical parameters applied for the evaluation of time delay estimation methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono algorytmy modelowania wzajemnie opóźnionych stacjonarnych sygnałów stochastycznych o rozkładach normalnych i zadanych kształtach funkcji autokorelacji. Przedstawiono stanowisko laboratoryjne umożliwiające fizyczne generowanie takich przebiegów oraz analizę przetwarzanych sygnałów. Przedstawione modele sygnałów i stanowisko mogą znaleźć zastosowanie np. w badaniach statystycznych metod pomiaru opóźnienia oraz przyrządów pracujących w oparciu o te metody.

EN

Random signals are an important topic in DSP. They are often required to test the performance of algorithms that must work with stochastic signals or in the presence of noise. The paper presents algorithms for modeling of mutual delayed stationary random signals with given statistical parameters: Gaussian (normal) probability density, typically form of autocorrelation function (ACF) and specified signal-to-noise ratio (SNR). The paper is divided into five sections. The first is a short introduction to the subject of the paper. Section 2 presents the typical model of random signals (Eq. 1) obtained from two sensors in measurement of time delay (e.f. in two-phase flow evaluation). In section 3 the discrete model algorithms of signal with normal probability density function and specified ACF are presented (Eq. 2-4, Tab. 1, Fig. 1). The models can be applied to simulation of both: useful stochastic signal and distortion. Section 4 describes a laboratory stand for generation of voltage random signals based on models described above, and for acquisition and analysis of real signals obtained from sensors (Fig. 2,3). The laboratory stand consists of two generators, digital oscill-oscope and PC with DAQ NI-6143 simultaneous sampling card, GPIB card, and software. The control application is described in LabVIEW environment. Section 5 summarizes the results and presents final remarks. The authors conclude that the models of signals and laboratory stand may be applied to evaluation of statistical method and systems for time delay measurements of stochastic signals.

Słowa kluczowe

PL

sygnały przypadkowe; funkcja autokorelacji; cyfrowe generowanie szumów; pomiary opóźnień czasowych

EN

random signals; autocorrelation function; digital noise generation; time delay measurement

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 2
• Strony: 172--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Hanus R.

autor

Szlachta A.

autor

Kowalczyk A.

• Politechnika Rzeszowska, ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów,

Bibliografia

• [1] Bendat J. S., Piersol A. G.: Random data - analysis and measurement procedures. John Wiley, New York 2000.
• [2] Bendat J. S., Piersol A. G.: Engineering applications of correlation and spectral analysis. John Wiley, New York 1993.
• [3] Beck M. S., Plaskowski A.: Cross-correlation flowmeters. Adam Hilger, Bristol 1987.
• [4] Petryka L., Hanus R., Zych M.: Analiza statystyczna sygnałów w radioizotopowych pomiarach przepływów dwufazowych. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 54, nr 12, 2008.
• [5] Hanus R.: Zastosowanie transformaty Hilberta w korelacyjnych pomiarach opóźnień czasowych. Przegląd Elektrotechniczny, Wydawnictwo SIGMA-NOT Sp. z o.o., Rok 85, nr 7, 2009.
• [6] Kowalczyk A., Szlachta A.: Zastosowanie warunkowego uśredniania sygnałów do pomiaru opóźnienia transportowego. Przegląd Elektrotechniczny, Wydawnictwo SIGMA-NOT Sp. z o.o., R. 86, nr 1, 2010.
• [7] Hanus R.: Komputerowe modelowanie sygnałów w statystycz-nych pomiarach parametrów transportu medium. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, nr 200, seria Elektrotechnika z. 24, 2002.
• [8] Hanus R.: Modelling of the stationary stochastic signals used in time delay and velocity measurements of solid objects. Systems Analysis Modelling Simulation, Gordon and Breach Science Publishers Inc., Vol. 40, Issue 3, 2001.
• [9] Wieczorkowski R., Zieliński R.: Komputerowe generatory liczb losowych. WNT, Warszawa 1997.
• [10] Björck A., Dahlquist G.: Metody numeryczne. PWN 1987.
• [11] Bykow W. W.: Cyfrowoje modielirowanije w statisticzeskoj radiotechnikie. Sowietskoje Radio, Moskwa 1971.
• [12] Hanus R., Kowalczyk A., Analiza błędów estymatorów wybranych statystycznych metod pomiaru opóźnienia transportowego. Pomiary Automatyka Kontrola, Vol. 49, nr 7-8, 2003.
• [13] Kowalczyk A.: Klasyczna metoda wyznaczania właściwości dynamicznych systemów liniowych z wykorzystaniem warunkowego uśredniania sygnałów. Pomiary Automatyka Kontrola, nr 12, 2008.
• [14] Szlachta A., Kowalczyk A., Wilk G.: Badanie dokładności estymacji odpowiedzi impulsowej wykorzystującej warunkowe uśrednianie sygnałów. Pomiary Automatyka Kontrola, nr 12, 2009.